硫纳米粒子的液相合成与表征

以硫粉为起始原料, 采用甲酸做沉淀剂、聚乙二醇-400为分散剂, 在常温、常压、液相条件下合成了硫纳米粒子. 对影响硫纳米粒子合成的条件进行了优化和分析, 考察了其在有机溶剂中的分散性. 用激光粒度分析仪测定产物的粒径分布, 透射电镜观察产物的形貌, X射线衍射仪分析产物的晶相. 结果表明, 用液相沉淀法成功地合成了颗粒均匀、粒径50～80 nm 的球形单斜相硫纳米粒子. 本方法条件温和、操作简单、成本低廉, 适用于工业化生产.     

制备纳米氧化锌的新方法

以草酸和醋酸锌为原料，用室温固相化学反应首先制备前驱物二水合草酸锌，后者在微波场辐射分解得到产物纳米氧化锌。用XRD，TEM和IR等技术对产物的组成，大小及形貌进行了表征。结果表明：产物纳米氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构，平均粒径约为8nm。     

纳米氧化镍、氧化锌的合成新方法

以草酸和醋酸盐为原料,用室温固相化学反应首先合成出前驱配合物二水合草酸镍和二水合草酸锌,进而二水合草酸镍和二水合草酸锌分别在380℃和460℃热分解2 h,得到产物纳米氧化镍和氧化锌。用X-射线粉末衍射、透射电镜对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明,产物纳米氧化镍为球形立方晶系结构,平均粒径均为40 nm左右,产物氧化锌为粒度分布均匀的球形六角晶系结构,平均粒径约为20 nm。     

纳米KZnF3:Ce3+的制备及其光谱特性

采用微乳液法合成了KZnF3∶Ce3 纳米颗粒.分析了样品的结构与形态,结果表明:所合成的样品为单相,颗粒粒度分布均匀.讨论了光谱特性,并与高温固相法合成的产物作了对比.研究发现KZnFs∶Ces 纳米晶的发射光谱与体相多晶相比,最强谱峰位置红移约35 nm,谱带半高宽加宽约12 nm.     

纳米KZnF_3∶Ce~(3+)的制备及其光谱特性

采用微乳液法合成了KZnF3∶Ce3 纳米颗粒.分析了样品的结构与形态,结果表明:所合成的样品为单相,颗粒粒度分布均匀.讨论了光谱特性,并与高温固相法合成的产物作了对比.研究发现KZnF3∶Ce3 纳米晶的发射光谱与体相多晶相比,最强谱峰位置红移约35 nm,谱带半高宽加宽约12 nm.     

微乳中纳米胶囊的复凝聚法制备

在O/W型APG微乳液模板上, 以明胶和阿拉伯树胶作为包裹材料, 用复凝聚的方法制备纳米胶囊, 对影响纳米胶囊的合成条件进行了分析. 用粒度仪测定产物的粒径及其分布, 用透射电镜观察产物的形貌. 结果表明, 用复凝聚法在微乳中合成了粒度均匀、粒径30～100 nm的球性纳米胶囊. 考察了微乳液的组成、高分子的浓度和复凝聚的条件对纳米胶囊性质的影响. 纳米胶囊对氯氰菊酯的包裹率较高, 在60%以上. 本方法条件温和, 操作简单, 是一种新型的纳米胶囊合成技术.     

LixZryOz三元化合物的制备及表征

采用高温固相法制备了4种高纯度晶相组成的LixZryOz三元化合物,研究了焙烧温度、时间、反应物的种类和初始反应物物质的量比对产物组成的影响,进一步用XRD、SEM及BET分析方法对产物的晶相结构、表面形貌及比表面积进行了表征.实验结果表明,Li2CO3与ZrO2在适当条件下可以合成得到单斜相Li3ZrO3;以LiOH替代Li2CO3,在适当条件下可以分别合成得到四方相Li2ZrO3和三斜/单斜相Li6Zr2O7;进一步以Zr(NO3)4·5H2O代替Zr02,可将单斜相Li6Zr2O7的制备时间由96 h缩短至24 h.SEM照片显示产物硬团聚明显,粒径分布在1～10μm间,BET分析表明样品比表面积处于1.0～9.0 m2·g-1间分布,反应过程中锂的过量以及长时间高温焙烧是引起产物粒径长大和产生硬团聚的主要原因.     

纳米级BaAl2O4微粉的制备和性质

分别用溶胶－凝胶法和低温固相反应法制得了纳米级BaAl2O4微粉，用电镜观察了其形貌和粒径的大小，用X－射线衍射仪进行了物相分析，测定了纯度与晶型，讨论了制备方法与粒度大小的相互关系。     

聚壳糖模板法制备纳米硒

报道了一种利用天然高分子壳聚糖为软模板水相制备纳米硒的方法。研究了反应时间、反应物浓度、温度、超声等实验条件对产物粒度大小、形貌的影响。结果表明 ,当n(Vc)∶n(H2 SeO3 ) =4∶1、壳聚糖质量分数为 1 2 0× 10 -4、常温下反应 2h时 ,可得到均匀稳定的球形纳米硒颗粒 ,平均粒径约 5 0nm ,并随反应体系的总浓度增加而减小。在 80℃反应时 ,得到了棒状纳米硒。采用紫外光谱、红外光谱、X射线衍射和透射电镜等对产物进行了结构分析和形貌观察。     

W/O型微乳液中不同形貌PbS纳米粒子的制备及其形成机理的探讨

用聚乙二醇辛基苯基醚(OP)/异辛醇/环己烷/水溶液所形成的微乳液体系控制合成出了PbS纳米粒子，考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量的比(ω₀)、反应物浓度及浓度比、陈化时间等条件对产物形貌的影响。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征。结果表明，在微乳液体系中，控制不同的实验条件，可以成功地合成球形、梭形、针状和棒状的PbS纳米粒子，并且粒径分布集中，无团聚现象。论文还对不同形貌PbS纳米粒子的形成机理进行了探讨。     

回流法可控合成BiPO4纳米棒及其光催化性能

采用回流法合成了BiPO₄纳米棒光催化剂, 探讨了反应时间、反应物比例、pH值和反应物浓度对BiPO₄晶相结构和形貌尺寸的影响, 利用粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积分析(BET)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等对产物进行了表征, 以亚甲基蓝(MB)为探针研究了其光催化活性. 反应时间和反应物浓度对产物的形貌尺寸影响较大, 反应物比例和pH值对产物晶相结构和形貌尺寸均有较大的影响, 进一步影响BiPO₄光催化剂的活性. 调控各种因素后可合成出具有单斜相独居石/六方相混晶结构的高紫外光活性BiPO₄纳米棒光催化剂.     

反相微乳液法制备纳米Al2O3颗粒及其形成反应机理的研究

通过聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)/正丁醇/环己烷/水溶液形成的体系, 采用反相微乳液法合成了Al₂O₃纳米粒子. 对前驱体进行热分析(TG-DTG-DTA), 确定了合适的煅烧温度为1150 ℃. 采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见分光光度法(UV-vis)分别对产物的结构、粒度和形貌进行了表征, 考察了微乳液中水与表面活性剂的物质的量之比(ω_o)、煅烧温度和煅烧时升温速率等关键因素对产物形貌和晶相的影响, 并通过分析进一步揭示了Al₂O₃纳米粒子的形成机理. 结果表明, 控制ω_o为10、煅烧温度为1150 ℃可得到分散性好、粒径分布均匀的Al₂O₃纳米粒子, 且2 ℃/min的升温速率更有利于产物向稳定的α晶相转变.     

BaTiO3纳米晶的合成与表征

以硬脂酸、硬脂酸钡和钛酸丁酯为原料合成了ＢａＴｉＯ３纳米晶，粒度为１０～２０ｎｍ，烧成温度为６５０℃，低于传统的合成温度。用红外光谱、差热分析、热重分析和Ｘ射线衍射对合成过程进行了研究，用透射电镜考察纳米晶的粒度和形貌。用发射光谱和Ｘ射线荧光光谱对样品纯度进行了分析。结果表明，此法合成的纳米晶ＢａＴｉＯ３纯度高、粒度小且较均匀，在常温下属立方钙钛矿型。     

反应物分散条件对Li1+xV3O8电化学性能的影响

以Li₂CO₃和NH₄VO₃为原料,在不同条件下合成了锂离子电池正极材料用Li_1+xV₃O₈。研究了反应物的分散条件和煅烧温度对产物晶型结构、形貌及电化学性能的影响。 XRD、IR和SEM结果表明,用超声波在无水乙醇中分散反应物得到的前驱体于550 ℃下煅烧,所得产物Li_1+xV₃O₈结晶度低、粒径小、形貌均匀。 充放电、循环伏安等结果表明,该材料在充放电过程中极化低、嵌脱锂位置多、循环稳定性好。 在0.5 C放电条件下,第2次循环放电容量达到268 mA·h/g,100次循环后容量仍保持210 mA·h/g以上。     

一步固相法合成四钛酸钾片晶的研究

采用一步固相法制得四钛酸钾片晶(K_2Ti_4O_9,KTO)。通过加镁诱导以及熔盐量的调控促使KTO朝二维方向生长,实现对片晶形貌的控制。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、热重分析仪(TG-DSC)以及粒度仪研究了诱导剂和KCl的量对KTO晶相结构、形貌演变和粒径大小的影响,并对其反应机理进行了初步的探讨。结果表明:熔盐量会对产物的组成产生影响,当原料中加入质量分数50%的KCl后,产物组成为KTO;随着诱导剂镁源的加入,KTO的形貌由一维生长的晶须向二维方向的片晶转变,当Mg(OH)_2的添加量为4. 3 wt%,此时形貌为片状、分布均匀的KTO即可生成,粒径范围1-10μm,D_(50)为2. 7μm。     

YBO3:Eu荧光粉的水热法制备及形貌控制

用水热法在低于300℃成功地制备出具有不同形貌的YBO3:Eu3+荧光粉,其反应温度比固相反应了约800℃.研究了初始原料、pH值、反应温度、反应溶剂和催化剂等条件对目的产物形貌及粒度的,得到了具有Vaterite结构、粒度分布均匀的球形荧光粉的最佳合成工艺.在254nm激发下,水热法的球形Y0.95Eu0.05BO3荧光粉最强发射峰位于598nm处,属于Eu3+的5D0→7F1的跃迁,是固相反应所品的1.5倍.这些结果表明,在PDP和荧光灯等显示和照明用荧光粉的制备中水热法具有潜在的应用.     

微型Y型撞击流混合器强化快速沉淀反应可控制备碳酸锶微球

采用微型Y型撞击流混合器提高混合效率,利用共沉淀法制备碳酸锶（SrCO₃）微球。采用乙二胺四乙酸二钠（EDTA）作为添加剂控制颗粒形貌。考察了EDTA浓度、反应物浓度对颗粒形貌和粒径分布（PSD）的影响。实验结果表明,以EDTA为添加剂,可以得到正交晶型球形SrCO₃颗粒。EDTA与氯化锶（SrCl₂）的物质的量浓度之比R_E是影响颗粒形貌和粒径的关键因素。当R_E固定时,反应物浓度对形貌和粒径影响不大。在最佳条件下制得的微球粒径为2~3 μm,PSD非常窄。未添加EDTA时,只得到杆状颗粒,颗粒倾向于聚集成束。对EDTA调控SrCO₃形貌的机理进行了探讨。     

全硅MEL纳米分子筛的合成及物化性质I．全硅MEL纳米分子筛的合成

在TEOS-TBAOH-H_2O反应物体系中,水热条件下制备了全硅MEL （Silicalite- 2）沸石纳米晶。详细讨论反应物中TBAOH/TEOS摩尔比、H_2O/TEOS摩乐比、反应温 度等对沸石粒径的影响。结果表明,反应物中较高的碱度和TEOS（硅源）浓度,及 较低的晶化温度有利于MEL纳米分子筛的合成。     

全硅MEL纳米分子筛的合成及物化性质I.全硅MEL纳米分子筛的合成

在TEOS-TBAOH-H_2O反应物体系中，水热条件下制备了全硅MEL （Silicalite- 2）沸石纳米晶。详细讨论反应物中TBAOH/TEOS摩尔比、H_2O/TEOS摩乐比、反应温 度等对沸石粒径的影响。结果表明，反应物中较高的碱度和TEOS（硅源）浓度，及 较低的晶化温度有利于MEL纳米分子筛的合成。     

晶相调控对金属纳米粒子催化性能的影响

尺寸在1–10 nm的金属纳米催化剂广泛地应用于石油化工,精细化学品合成,能源与环境保护等领域。大量研究表明,金属纳米粒子的催化性能与其微观结构,即尺寸、形貌和晶相等密切相关。近年来,对金属纳米粒子的尺寸和形貌效应已经有了较为系统深入的研究,但对晶相效应的研究则较少涉及。这主要是由于介稳晶相的金属纳米粒子在合成过程中或反应条件下极易转化为热力学稳定的晶相结构。根据金属原子密堆积形式,金属纳米粒子的晶相结构主要有立方面心(fcc)、立方体心(bcc)和六方密堆积(hcp)三种晶相;而金属合金由于d带电子存在着多种杂化方式,因而其晶相结构呈现出多样性且与单一金属有很大的不同。金属和合金纳米粒子晶相结构的调控,不仅会改变金属原子的配位环境,调控了其电子分布状态,还可影响反应物和产物的吸附、活化和脱附,进而调变催化性能。首先,我们简要总结了液相合成和固相转变调控金属纳米粒子晶相的原理和方法。纳米粒子的液相合成一般包括前驱体还原成核和晶核生长两个阶段,通过对液相合成条件的优化,尤其是表面活性剂的选择,可有效调控合成过程中的热力学和动力学因素,从而实现金属晶相的可控合成。固相转变则主要是对具有一定晶相结构的纳米粒子于一定气氛和温度条件下进行加热处理,利用金属粒子与活性气体之间(H2, CO等)的化学作用来实现晶相转变。利用上述方法,可以合成出fcc-Co、fcc-Ru、L10-AuCu等热力学介稳的金属或合金纳米粒子。在此基础之上,我们分别以Co纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化FT合成, Fe模型催化剂(fcc和bcc晶相)活化N2和CO, Ru纳米粒子(fcc和hcp晶相)催化CO氧化和氨硼烷水解制氢, Pd纳米粒子(PdHx物种)催化加氢等为例分析了晶相对金属纳米粒子催化性能的影响;在合金催化剂方面,以Pt3Co(无序的fcc和有序的L12), AuPdCo(P3–m、Fm3–m和R3–m混合晶相)和FePt纳米粒子(fcc和fct相)催化O2电化学还原、PtRhSn (碲铂矿晶相和fcc晶相)和ZrPt3纳米粒子(hcp和fcc晶相)催化乙醇电氧化、Ag3In合金(无序的Fm3–m相和有序的Pm3–m晶相)催化对硝基苯酚加氢、PdRu纳米粒子(fcc和hcp混合晶相)催化CO氧化等为例分析了合金催化剂的晶相对催化性能的影响。上述研究进展表明,金属纳米粒子的晶相也是影响制备剂高效金属催化剂的主要因素。最后,我们结合纳米催化的发展现状,提出了金属纳米粒子的晶相调控在纳米催化和纳米材料领域可能的发展态势。第一,通过对金属纳米粒子溶液相合成机理的深入研究,有助于发展出尺寸、形貌和晶相同时可控的新合成方法。第二,金属纳米粒子在晶相转化过程中往往伴随着烧结及组分的偏析等难题。利用氧化物包覆的核壳型或蛋壳型纳米结构以及碳纳米管的空间限域效应,或许有助于解决上述难题。第三,具有亚稳晶相结构的金属纳米粒子在反应条件下极易转变为热力学稳定的结构,因此,利用原位、动态、实时的表征技术对催化剂在真实工作状态下的微观结构进行细致的分析是阐明晶相效应的前提。