鲫鱼牙齿提取液对碳酸钙晶型和形貌的影响

25℃下,在鲫鱼牙齿提取液存在时,用Na_2CO_3和Ca(NO_3)_2·4H_2O作为原料合成碳酸钙,研究提取液的浓度和反应时间对产物组成和粒子形貌的影响。用粉末X-射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FT-IR)对合成的产品进行了表征,用扫描电子显微镜(SEM)观察了粒子的形貌。研究结果显示,在反应时间是30s时,合成得到的产物是球霰石晶型和方解石晶型的混合物,并且随着提取液浓度的增加,球霰石所占比例呈现增加趋势;随着反应时间的增加,球霰石的含量会降低,但是产物粒子的形貌没有明显变化。结果说明,提取液的确能够影响碳酸钙的晶型和粒子形貌。     

羧酸结构对碳酸锶晶体形貌的影响

分别用1,2,4,5-苯四酸(1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid:H4btca)和2,2’-联苯二酸(2,2’-biphenyldicarboxylic acid:H_2bpdca)作为生长调节剂,以Na_2CO_3和Sr Cl_2·6H_2O为原料反应合成了Sr CO_3晶体;采用粉末X-衍射和FT-IR对合成的产物进行了表征,并用扫描电子显微镜研究了Sr CO_3粒子的形貌。研究发现,当用H2bpdca作为Sr CO_3的生长调节剂时,生成的粒子形状为针状或者枝状;而用H_4btca作为Sr CO_3的生长调节剂时,所合成的Sr CO_3粒子的形状为花状的,说明羧酸的结构对Sr CO_3晶体的形貌是有影响的。实验测定表明,采用不同生长调节剂时所得产物的比表面积也有较大差别。     

氨基酸-表面活性剂体系合成CaCO_3晶体

以L-组氨酸和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为CaCO3生长调节剂,用粉末X射线衍射、红外光谱测试技术对生成的CaCO3晶体进行了表征,扫描电子显微镜对生成的CaCO3晶体形貌进行了分析,研究了表面活性剂浓度、温度和溶剂的组成对CaCO3晶型和形状的影响。结果表明,在实验条件下表面活性剂的浓度对CaCO3晶型没有影响,但影响晶体的形状,温度和溶剂的组成对CaCO3晶型和晶体形状有很大的影响。     

水溶液中P123对CaCO3微粒形貌的调控

在三嵌段共聚物P123水溶液体系中,合成了特殊形貌的层面光滑的碳酸钙层状聚集体、具有多级结构的碳酸钙层状聚集体和仙人球状的碳酸钙粒子.探讨了反应时间、聚合物浓度和反应温度对碳酸钙粒子形貌和晶型的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)及红外吸收光谱对合成样品的形貌、结构进行了表征.结果表明,聚合物浓度和反应温度对碳酸钙粒子形貌和晶型具有重要的影响.利用周期键链(PBC)理论模型解释了层状结构碳酸钙聚集体的形成过程.     

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。     

反应温度对Ce2(C2O4)3•10H2O粉体形貌和形成机理的影响

以Ce(NO3)3•6H2O和草酸二甲酯(DMO)为原料, 在反应温度为30、50、65和85 ℃时, 利用均相沉淀法合成了不同形貌的CeO2超细前驱体Ce2(C2O4)3•10H2O. 利用X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及热重-差热分析法(TG-DTA)等测试手段, 对不同反应温度合成的产物物相、形貌及性质进行了表征. 实验结果表明, 所得产物均为单斜晶系的Ce2(C2O4)3•10H2O, 且随反应温度的升高, 产物的晶化度增加; 反应温度直接影响产物的形貌及大小, 当反应温度为30、50、65和85 ℃时, 所得产物形貌分别为无规则外形、类球状、大米粒状及片状, 说明反应过程是温度敏感过程; 温度对沉淀粒子形成的影响机理实际上要归结于温度对成核速率及生长速率的影响, 此过程遵循LaMer模型及结晶过程的粒度分布和控制原理.     

反应条件对乳液法自组装合成氧化锰纳米粒子结构、形貌和尺寸的影响

通过改变反应物物质的量比、分散相与连续相体积比、反应体系温度和煅烧后处理温度,研究了反应条件对乳液法自组装合成氧化锰纳米粒子结构、形貌和尺寸的影响.结果表明:当高锰酸钾与油酸物质的量比在1∶5～1∶1之间时,形成蜂窝状纳米粒子和空心纳米粒子;当分散相(油酸)与连续相(水)的体积比为4∶200时,形成良好的空心球纳米结构;反应体系温度升高不利于产物的洗涤;不同温度的煅烧后处理不仅影响氧化锰纳米粒子的形貌,而且影响其结晶度和晶型.     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的低温燃烧合成

以LiNO3、Ni(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O、Mn(NO3)2、CO(NH2)2为原料,通过低温燃烧法在空气中合成了锂离子正极材料LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2.采用XRD研究了合成产物的物相与结构,用SEM研究了合成产物的形貌,考察了点火温度、回火温度,回火时间以及锂过量对合成产物电化学性能的影响.研究结果表明,合成产物与层状LiNiO2的结构相同,属α-NaFeO2型层状结构,合成产物的粒度较小且比较均匀,并具有良好的电化学性能.采用低温燃烧法在空气中合成LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2的最佳条件为:500℃点火,850℃回火20h,锂过量为15mol%.在此条件下得到的合成产物首次放电比容量达到158.9mAh/g.     

银纳米粒子的形貌可调控研究

在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护下,以乙二醇(EG)为还原剂制备银纳米粒子.探讨了反应物浓度、反应温度对制备的纳米银粒子形貌的影响.采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)来表征纳米银粒子的结构和形貌.结果表明,AgNO3和PVP的浓度,AgNO3和PVP的比例以及反应温度对纳米银粒子有较大影响,反应温度控制在140 ℃至160 ℃之间,易于控制纳米银粒子的形貌.     

晶相调控对金属纳米粒子催化性能的影响（英文）

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-Au Cu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(Pd Hx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),Au Pd Co(P3–m、Fm3–m和R3–m混合晶相)和Fe Pt纳米粒子(fcc和fct相)催化O2电化学还原、Pt Rh Sn(碲铂矿晶相和fcc晶相)和Zr Pt3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、Pd Ru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.     

纳米氢氧化镁的合成及其形貌控制

用乙醇和水的混合溶剂热法合成氢氧化镁纳米材料,并用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征其形貌和结构,同时考察了镁源、温度、反应时间、反应物浓度和溶剂热体系对氢氧化镁纳米材料形貌的影响,探索其生长机理。镁源通过改变氢氧化镁纳米粒子的结晶习性从而影响形貌,温度和反应时间受热力学和动力学的控制使氢氧化镁纳米材料的生长从六个等价面的取向生长向各向同性生长转变,从而导致形貌由六边形片状结构向圆形变化,反应物浓度和溶剂热体系影响成核快慢,从而影响氢氧化镁纳米材料的晶型。     

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.     

低温水热法制备高活性纳米金红石相二氧化钛

采用低温水热法由TiC l3溶液直接制备了纳米二氧化钛,并研究了TiC l3溶液浓度、反应温度以及陈化时间对产物晶相、晶化程度、形貌以及尺寸的影响。结果表明:TiC l3溶液浓度对晶相有较大影响,高浓度下易获得混晶,低浓度下得到纯金红石相。反应温度和陈化时间主要影响产物的晶化程度和晶体的形貌、尺寸,对生成的晶相也有一些影响。在给定的反应条件下,获得了形状规整、尺寸约为15×80nm、晶化程度高的金红石相二氧化钛纳米棒。对甲基橙的光催化降解实验表明,这种金红石纳米颗粒的催化活性与市售纳米锐钛矿相二氧化钛相近。     

焙烧处理下二氧化钛/钛酸盐纳米材料晶型和形貌的变化规律研究

通过调控酸碱浓度, 在水热条件下得到了金红石、锐钛矿、板钛矿、钛酸钠等一系列TiO₂/钛酸盐产物. 对上述TiO₂、酸洗处理后的钛酸盐等一系列不同晶型、不同形貌的样品进行焙烧处理, 系统性地研究焙烧温度的逐渐升高对产物晶型转变和形貌演化的规律性影响. 给出了水热酸碱浓度以及焙烧温度两个因素与TiO₂/钛酸盐纳米材料晶型和形貌变化行为关系的二维示意图. 依据奥斯特瓦尔德阶梯规则、经典热力学理论以及定向附着生长机理, 对TiO₂/钛酸产物的晶型晶体生长、晶型转变和形貌演化机理进行了探讨.     

超微料γ—FeOOH的制备工艺研究

以ＦｅＣｌ２为原料，研究了γ－ＦｅＯＯＨ晶种制备和晶粒生长的反应温度，反应物浓度及配比，碱液滴加等工艺条件，得到了比较理想的合成工艺途径，结果表明，在晶种制备过程中温度及配比是影响晶种粒子形态和产物晶型的重要因素；     

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.     

反相微乳液介质中纳米Sm2O3的制备

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)所形成的反相微乳液体系,控制合成Sm2O3球形纳米粒子.绘制出25℃下CTAB/正丁醇/正辛烷/钐盐水溶液(氨水)体系的拟三元相图,得到了反相微乳液区.在此反相微乳区内合成了Sm2O3的前驱体,对前驱体进行热分析(TG-DSC),确定了得到纳米Sm2O3产物的适宜焙烧温度为900℃,并考察了微乳液中反应物浓度、反应时间等因素对合成产物的影响.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、激光粒度仪(NSA)、荧光光谱(FS)仪等分析方法对Sm2O3产物的形貌、晶形、粒径及荧光性质进行了表征.结果表明,25℃下利用反相微乳液法,成功地制备了粒径分布较窄、分散性良好的球形纳米Sm2O3粒子,粒径约20 nm左右,且表现出较强的荧光性质.     

Ag∶InP/ZnSe纳米晶的合成与生物成像

采用高温热注入法,以P[N(CH_3)_2]_3为磷源合成了具有近红外荧光的Ag∶InP/ZnSe纳米晶.采用紫外-可见-近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)、荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等对产物的结构和光学性质进行了表征,并分析了Ag掺杂浓度和温度对InP纳米晶荧光性能的影响.通过调节Ag掺杂浓度和反应温度,发现当Ag掺杂量为6%,反应温度为200℃时,Ag∶InP纳米晶的发光效率最高.将制备的Ag∶InP的表面包覆ZnSe,粒子的荧光效率从原来的20%提高到45%.将具有近红外荧光的Ag∶InP/ZnSe纳米晶应用于细胞成像,结果表明制备的荧光纳米晶在细胞成像中清晰可见且毒性较低.     

羧酸对BaCO_3晶体形貌的调控

室温下,分别用不同浓度的2,2'-联苯二酸和1,2,4,5-苯四酸作为调控剂合成BaCO_3晶体,通过XRD、FT-IR和SEM等表征测试结果来研究不同结构和浓度的羧酸对BaCO_3晶型和形貌的影响。结果表明,羧酸的加入对BaCO_3晶型没有影响,均为正交晶系文石结构,但羧酸的结构和浓度对BaCO_3的形貌产生较大的影响,此外并对羧酸形貌控制机理进行了初步的探讨。     

不同形貌PbS 纳米粒子形成机理的探讨

采用聚乙二醇辛基苯基醚(OP)/正戊醇/环己烷/水溶液所形成的W/O型微乳液中的水核作软模板,合成了不同形貌如球形、立方体形、纺锤形、梭形和棒形的PbS纳米粒子。运用透射电子显微镜(TEM)对产物的形貌进行了表征。考察了W/O型微乳液中水与表面活性剂的物质的量的比(ω0)、反应物浓度和陈化时间等条件对产物形貌的影响。对不同形貌PbS纳米粒子的形成机理进行了探讨。