硼酸镁纳米晶须的水热-熔盐焙烧合成研究

以MgCl2·6H2O、H3BO3和NaOH为原料,采用定-转子反应器合成MgBO2 (OH)前驱体,水热合成MgBO2 (OH)纳米棒,进而熔盐焙烧合成了直径为50 ～105 nm、长度为6～13μm(平均长径比为120)、高度分散的纯单斜相单晶Mg2B2O5纳米晶须.采用XRD、SEM、EDX、TEM及SAED等手段进行表征.研究发现,MgBO2( OH)纳米棒的最佳合成条件是水热温度为210℃、水热时间为8h,该条件下可获得分散良好、形貌规则,尺寸分布范围窄的MgBO2 (OH)纳米棒.     

拉曼光谱研究天然FeS_2晶须结构及其相变规律

利用显微激光拉曼技术研究了山西耿庄天然纳-微米FeS2晶须的结构.发现FeS2晶须中有白铁矿和黄铁矿两种结构类型.较粗的藕节状、粗柱状、串珠状等不规则形貌为白铁矿相,直线状、平直、表面光滑的品须为黄铁矿相.耿庄FeS2晶须结晶生长早期以白铁矿相为主,中期是白铁矿和黄铁矿型结构共存,晚期以黄铁矿相为主.晶须生长过程有早期白铁矿结晶向晚期黄铁矿结晶转变的趋势.而且有黄铁矿包覆白铁矿的生长现象.FeS2晶须结构相变规律与形貌、形成时间和成分特点具有关联性.     

新型Ni/TiO_2催化剂用于对硝基苯酚催化加氢

以介孔氧化钛晶须为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni/TiO2催化剂,通过扫描电镜、X射线衍射、N2吸附脱附、热重分析和程序升温还原技术对催化剂及其前驱体进行了表征,考察了催化剂中Ni含量及焙烧和还原温度对催化剂催化对硝基苯酚加氢反应性能的影响.结果表明,Ni/TiO2催化剂不仅具有晶须状形貌和高结晶度的锐钛晶型,还保持了高比表面积和介孔结构.随着Ni/TiO2催化剂中镍负载量的增加,对硝基苯酚转化率逐渐增加,当镍负载量超过10%时,催化剂活性和选择性没有明显变化.当镍负载量为10%,焙烧和还原温度分别为500和450 ℃时,Ni/TiO2催化剂的加氢活性最佳,是Raney Ni的4倍.该催化剂循环使用7次后未发现明显失活.     

新型介孔SO4^2-/TiO2固体酸的制备及其催化酯化性能

以无定形高比表面积水合钛酸(H2Ti2O5·xH2O)为载体,采用等体积浸渍法制备了新型晶须状介孔SO42-/TiO2固体酸催化剂,利用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜、红外光谱、热重和氨程序升温脱附等技术考察了催化剂的结构特征和表面酸性及其对乙酸与正丁醇液相酯化反应的催化活性.结果表明,SO42-/TiO2同体酸催化剂不仅具有纳米级晶粒、晶须状形貌、高比表面积和介孔结构,还保持了完善的锐钛矿晶型、较强的酸性和较高的热稳定性;当焙烧温度高于500℃时,催化剂表面结合的SO42-逐渐流失,酸中心数逐渐减少.在m(催化剂)=0.2 g、n(正丁醇)/n(乙酸)=1.5和反应时间3 h条件下,500℃焙烧的催化剂活性最高,正丁醇转化率达94%,乙酸正丁酯选择性为100%,且催化性能和分离沉降性能均优于SO42-/P25催化剂.     

天然微晶纤维素晶须补强天然橡胶的研究

采用硫酸酸解天然微晶纤维素(microcrystalline cellulose,简称MCC)制备纳米微晶纤维素晶须(cellulosewhisker,简称CW),加入天然橡胶胶乳共沉后混炼硫化.结果表明,CW对天然橡胶具有明显的补强作用,经间苯二酚(R)与六亚甲基四胺(H)改性后,NR/RH-CW复合材料的模量、断裂伸长率和撕裂强度都进一步改善.热空气(100℃,72 h)老化后,NR/RH-CW复合材料的力学性能明显优于纯NR,其拉伸强度由28.54 MPa下降至21.78 MPa,变化率缩小至23.7%;断裂伸长率由594%下降至493%,变化率缩小至17.0%,而纯NR的拉伸强度由22.0 MPa下降至2.4 MPa,变化率为89.1%;断裂伸长率由579%下降至168%,变化率为71.0%.扫描电镜分析表明,RH-CW与NR基体的界面相容性较CW改善.热重分析表明,CW的加入使NR的5%失重温度降低,但残重增加,微分曲线在520℃处出现了一个小峰,RH-CW的加入,使该峰变大,残重进一步增加.     

磷石膏蒸压制备半水硫酸钙晶须

以磷石膏为原料,利用蒸压法制备半水硫酸钙晶须.采用均匀设计实验的基础上,进一步考察了料浆固液比、反应时间、蒸压压力对产品长径比的影响,并借助透射偏光显微镜、X射线衍射仪(XRD)等仪器对产品进行表征.结果表明,最佳反应条件:料浆固液比0.15 g· mL-1、反应时间0.5h、蒸压的压力0.3 MPa,在此条件下制备出了长径比99.07、晶须直径约1μm、纯度高、结晶良好的晶须产品.并从微观形貌、晶体结构、物相分析三个方面阐明了半水硫酸钙晶须生长规律.本研究对磷石膏的高值化利用具有指导意义.     

三钛酸钠晶须预富集/分离与FAAS法联用测定环境水中镉的研究

三钛酸钠晶须是一种新型的富集材料,实验利用火焰原子吸收光谱(FAAS)法,探讨了三钛酸钠晶须对Cd(Ⅱ)的吸附行为及影响其吸附和解脱的主要因素及共存离子的影响,考察了三钛酸钠晶须对Cd(Ⅱ)的吸附容量。当pH 5,吸附剂用量0.05 g时,吸附率可达98%。以0.1 mol·L-1的盐酸为解脱剂,沸水浴加热30 min,可将吸附在三钛酸钠晶须上的Cd定量洗脱。方法检出限为3.1 ng·L-1,相对标准偏差为2.6%(Cd(Ⅱ): 0.2 μg·mL-1,n=9)。实验结果表明Cd(Ⅱ)在0.01～1.0 μg·mL-1之间线性良好。线性回归方程为A=0.4179c-0.004 8,相关系数r=0.999 67。在优化的实验条件下,实测了长江水,运河水,玉带河水中Cd的含量,加标回收率为98%～102%。     

非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆薄膜及抗碱腐蚀性能

以正丙醇锆和正硅酸乙酯分别为锆源和硅源,结合非水解溶胶-凝胶法和提拉镀膜工艺制备出硅酸锆(ZrSiO4)薄膜.采用XRD、FTIR、SEM、AFM等分析测试手段研究了前驱体浓度、提拉速度对ZrSiO4合成、ZrSiO4薄膜形貌及显微结构的影响,并研究薄膜的抗碱液腐蚀性能.结果表明:当前驱体浓度为0.1 mol/L、提拉速度为1 mm/s时可以在单晶硅片获得表面光滑、平整致密、无开裂的ZrSiO4薄膜.镀有ZrSiO4薄膜的单晶硅片在浓度为40;NaOH溶液中40℃条件下浸泡42 h,表面只发现有较小的坑蚀,且质量随腐蚀时间延长变化很小,质量损失仅为0.17;,表明该ZrSiO4薄膜具有较好的抗碱液腐蚀性能.     

β-SiAlON晶须的诱导合成和生长机制研究

以β-SiAION粉料为晶种,SiC为基体,加入Si粉、AI粉和Al2O3粉在1900 K氮气气氛下合成β-SiAlON晶须,研究了晶须的显微结构、相组成和晶须增韧SiC复合材料的力学性能,并结合热力学研究了晶须的生长机制.结果表明:(1)以β-SiAlON粉料为诱导晶种时可以合成β-SiMON晶须材料,其生长机制为VLS机制和VS机制;(2)当以VLS机制生长时,晶须合成z值为1.56,直径约为200 -300nm,呈柱状和纤维状,当以VS机制生长时,晶须合成z值为1.76,直径为0.5～1.5 μm,呈柱状和竹节状,发育较为规则;(3)晶须相可有效提高复合材料的力学性能,相同组成的复合材料中,当β-SiAlON晶须相的含量较高时,材料可以在气孔率较高(32.1;)条件下获得了较好的抗折强度(55.2 MPa).     

基于电石渣的硬硅钙石晶须的制备与表征

利用水热合成工艺,以电石渣作钙源合成了硬硅钙石晶须.用HCl对电石渣进行酸洗除杂,采用控制电石渣浆pH值,Ca(OH)2选择性溶解的方法去除电石渣中的其它杂质.采用ICP、XRD、SEM和DSC-TG分析了电石渣酸洗后的杂质含量及产品的晶相组成、微观形貌和耐温性.结果表明:控制pH值让电石渣中的化学组分选择性溶出,可使电石渣得以净化,成为制备硬硅钙石晶须的钙源;不同酸洗pH值、水热合成温度及保温时间对电石渣钙回收率、杂质去除率及合成的硬硅钙石晶须形貌具有很大的影响.比较适宜的制备条件是:电石渣酸洗pH=8、水热合成工艺参数220 ℃保温20 h.制备出的硬硅钙石晶须长径比为100～400,最高使用温度可达1000 ℃.