化学气相合成AIN超细粒子过程模型研究

基于化学气相(CVD)合成超细粒子过程的反应、成核、生长和凝并,考虑CVD反应器中的轴向温度分布,建立了CVD反应器中描述超细粒子粒度及分布的一维过程模型。针对AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相合成AlN超细粒子的过程,研究了AlN粒子形成过程特征和操作参数对其粒度及分布的影响。CVD反应器中的轴向温度分布严重影响AlN粒子合成过程中的化学反应速率、成核速率和生长速率;AlN超细粒子的粒度随AlCl_3浓度的减小和总流量的增加而减小,其粒度分布宽度则随总流量的增加而增大。     

AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相淀积AIN超细粒子 Ⅱ.AIN的粒度及分布模型

考虑轴向温度分布和浓度分布,建立了热化学气相淀积反应器中描述粒子粒度及分布的一维反应-凝并模型。研究了AlCl_3-NH_3-N_2体系物系参数和操作参数对AlN超细粒子粒度及分布的影响。温度通过改变反应速率、气体粘度和平均分子自由程等影响AlN粒子的合成,并存在最佳温度分布;随停留时间的增加,AlN粒子粒度增大,几何标准方差GSD减小;反应物浓度升高时,AlN粒子粒度增大,但GSD变化不大。模型化研究结果和实验结果相一致。     

Al-Cl-N-H体系化学气相淀积AIN粉末的热力学研究

给出了Al-Cl-N-H体系的一组关联反应,探讨了化学气相淀积过程的关联反应热力学特性。根据Gibbs自由焓最小的原则,研究了Al-Cl-N-H体系的平衡组成。Al-Cl-N-H体系合成AlN超细粒子粉末的最佳温度为600～1200℃,AlN平衡得率和体系的初始组成有关,AlCl_2和AlCl的平衡得率随温度的升高而增大。     

AlN-MOCVD生长中气相寄生反应路径

利用量子化学的密度泛函理论,研究用于制备紫外光电器件的AlN薄膜在MOCVD生长中的气相寄生反应,计算与气相纳米粒子相关的3种主要多聚物[DMAlNH_2]_2,[MMAlNH]_2,[MMAlNH]_3与NH_3的反应路径.通过对比不同温度下反应前后的吉布斯自由能差ΔG以及过渡态的活化自由能ΔG~*,判断反应发生的方向和概率.结果表明:[DMAlNH_2]_2存在2条竞争路径,当T749 K时,反应走[DMAlNH_2]_2与NH_3的双分子反应路径,产物为[Al(NH_2)_3]_2;当T749 K时,反应趋向于活化自由能更低的、脱去CH_4生成[MMAlNH]_2的分子内反应路径.[MMAlNH]_2,[MMAlNH]_3与NH_3极易发生双分子反应,脱去CH_4,生成更稳定的气相产物[AlNHNH_2]_2和[AlNHNH_2]_3.[Al(NH_2)_3]_2,[AlNHNH_2]_2,[AlNHNH_2]_3很可能是AlN-MOCVD气相寄生反应的末端粒子,也是AlN生长表面反应和纳米粒子的重要前体.     

水—醇混合溶剂中[Co(N_3)(NH_3)_5]~(2+)与[Fe(H_2O)_6]~(2+)间电子转移反应机理

本文研究了水—醇(如甲醇、乙醇和正丙醇等)混合溶剂中[Co(N_3)(NH_3)_5]~(2+)与 Fe(Ⅱ)间电子转移反应。其表观速度常数 k_(app)随甲醇、乙醇和正丙醇的摩尔分数X 醇增大(即随混合溶剂介电常数的减小)和酸浓度的增大而增大。反应速度与酸浓度的依存关系,可用[Co(N_3)(NH_3)_5]~(2+)的配体 N_3~-的质子化作用和由此而产生的特殊酸催化作用阐明.[Co(N_3)(NH_3)_5]~(2+)还原反应的表观速度常数 k_(app)可表示为:k_(app)=k_HK_H[H_3O~+]由特殊酸催化而使[Co(N_3)(NH_3)_5]~(2+)被还原反应加速,可认为电子转移是反应的速控步骤。     

[Ni(NH_3)_6]Cl_2与NaNO_2的固相配位取代反应研究

本文采用XRD、IR等手段证实了在等温低热条件下[Ni(NH_3)_6]Cl_2与 NaNO_2发生了固相配位取代反应获得trans-[Ni(NO_2)_2(NH_3)_4产物。采用气相色谱研究了[Ni(NH_3)_6]Cl_2的热分解行为。说明取代反应是按SNI机理进行的,并随温度升高反应速率加快。利用XRD研究了反应的动力学。采用计算机以最小二乘法进行曲线拟合,计算出反应速率常数和活化能。     

硫酸铵环境下超细矿渣粉掺量对水泥砂浆性能的影响

采用压汞法(MIP)、乙二胺四乙酸(EDTA)化学滴定法及X线衍射(XRD)等检测手段研究掺超细矿渣粉的水泥砂浆在5%(NH_4)_2SO_4溶液中浸泡2 a后的物理和化学变化。结果表明:通过显色反应可以清晰地观察到水泥砂浆中(NH_4)_2SO_4的扩散边界,并发现随着超细矿渣粉掺量的增加,水泥砂浆试块中(NH_4)_2SO_4扩散深度减小,而试块强度增加。通过MIP检测出掺加超细矿渣粉后的水泥砂浆的腐蚀区域的孔隙率明显小于未掺加超细矿渣粉的水泥砂浆。通过化学分析测定了游离Ca~(2+)和SO_3含量,两者含量均随水泥砂浆的深度增加而逐渐降低,并随超细矿渣粉含量的增加而减小。因此,添加超细矿渣粉能有效阻滞(NH_4)_2SO_4的侵蚀。     

铝合金电极在AlCl_3和NH_4Cl电解液中的阳极行为

本文研究了铝合全电极在AlCl_3和NH_4Cl电解液中的阳极行为,探讨了电解液的pH、浓度以及缓蚀剂对电极的阳极极化行为、腐蚀行为的影响。氯离子能够活化铝电极,使之保持电极电势较负的特性,氯离子对铝电极的腐蚀可借调整电解液的pH、浓度以及添加缓蚀剂(NH_4)_2CrO_4等来加以抑制。添加(NH_4)_2CO_4的氯化物电解液中,铝合金阳极的电极效率可达86%。     

双核配合物[(NH_3)_5CoO_2Co(NH_3)5]~(4+)的形成、性质及应用

阐述双核配合物[(NH_3)_5CoO_2Co(NH_3))_5]~(4+)的形成、性质及应用,同时介绍一种在混合气体中测定氧的新方法.在常温和常压下,用[Co(NH_3)_5(H_2O)]~(2+)的水溶液处理一定体积的空气,空气的体积减小21.03%,此值与空气中氧含量相一致.这说明[Co(NH_3)_5(H_2O)]~(2+)与 O_2在水溶液中的反应是一定全反应.     

HNO_3溶剂中的AN共聚反应及其机理探讨

对于硝酸(HNO_3)溶剂中以过硫酸铵—乙酰基丙酮—硝酸高铁[(NH_4)_2S_2O_8—CH_3COCH_2COCH_3-Fe(NO_3)_3]氧化还原体系为引发剂的丙烯腈—丙烯酸甲脂—甲叉丁二酸[AN-MA-IA]的三元共聚反应进行了研究。在反应动力学的实验基础上对反应机理作了分析,得出如下结论:聚合反应速率与单体浓度的1.5次方及过硫酸铵[(NH_4)_2S_2O_8]浓度的0.5次方成正比,与乙酰基丙酮(CH_3COCH_2COCH_3)及硝酸高铁[Fe(NO_3)_3]浓度关系不大;分子量与单体浓度的0.5次方成正比,与(NH_4)_2S_2O_8浓度的0.5次方成反比,与Fe(NO_3)_3浓度无关。CH_3COCH_2COCH_3是链转移剂,其浓度的增大会使分子量下降,在可能的反应历程推导的基础上建立了速率方程。     

稀土元素铈对毛葱生理活性和根尖细胞有丝分裂的影响

为探究稀土元素铈对毛葱幼苗生理活性和根尖细胞有丝分裂的影响,采用不同质量浓度的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6培养液水培毛葱幼苗,测量毛葱幼苗根和叶的生长、相对电导率、丙二醛和叶绿素含量,观察根尖细胞的染色体畸变情况.结果表明:1 mg/L和10mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6处理能够显著促进毛葱幼苗根和叶的生长,提高幼苗的叶绿素含量,降低幼苗的丙二醛含量和相对电导率,其中1mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6作用最显著50mg/L和100mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6则抑制了毛葱根和叶的生长,使叶绿素含量降低,提高了丙二醛含量和相对电导率,其中100mg/L的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6抑制作用最强烈.Ce(NH_4)_2(NO_3)_6质量浓度越大,毛葱根尖细胞的染色体畸变率越大,低质量浓度的Ce(NH_4)_2(NO_3)_6处理下,根尖细胞会出现可逆的染色体桥现象,高浓度处理下,根尖细胞会出现不可逆的染色体断片和粘连现象.     

烷氧基钨水解,热解制备WO3超细颗粒

我们利用W(OMe)6的水解及WO(OR)_4、WO_2(OR)_2的直接热分解制备了WO_3超细颗粒.对产物进行了扫描电子显微镜及红外光谱分析.实验制备的WO_3颗粒为球形或椭球形.粒径在90～400nm范围内,化学纯度高,单分散性能良好.探讨了不同因素对合成粒子性能的影响.结果表明,粒子的平均直径dv随着反应底物浓度的增加而增大;调节所加水的pH值,在水解体系中引入大分子PEG(聚乙二醇)均能降低粒子的尺寸;以无水乙醇或丙酮脱除水解产物中的水且采用减压干燥可改善粒子的团聚程度.     

基于X-ZSM-5上NaAlCl4催化制备(CH3)2SiCl2机理的量化研究

在Lanl2dz和6-311++G(3df,2pd)不同的基组水平上,采用量子化学方法分别对Zn~(2+)和AlCl~(2+)改性后的NaAlCl_4催化制备(CH_3)_2SiCl_2的反应机理进行了研究。计算结果表明:Zn~(2+)改性NaAlCl_4后速控步骤为催化剂吸附(CH_3)_3SiCl的过程;而AlCl_2~+改性NaAlCl_4后机理中速控步骤为CH_3SiCl_3与催化剂一并吸附(CH_3)_3SiCl所形成的中间体(CH_3AlCl_2/X-ZSM—5)的过程。综合分析得知:两通道的速控步骤活化能相差79.11kJ·mol~(-1),AlCl_2~+有利于反应进行,而Zn~(2+)对反应有负面影响。这与前线轨道分析结果一致。     

应用高分辨率在线大气与气溶胶检测系统监测分析南京北郊PM_(2.5)中水溶性离子特征

利用在线大气与气溶胶检测系统(MARGA)仪器在线观测资料,分析了南京北郊春季大气水溶性离子浓度时间变化特征、水溶性离子之间相关性及其影响因子,为外绝缘设备污秽放电现象和放电机理研究、防污闪措施的制定提供有效参考。结果表明:(1)水溶性离子浓度顺序为NO_3~-SO_4~(2-)NH_4~+K~+Cl~-Mg~(2+)Na~+Ca~(2+),NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+是水溶性离子的主要成分;白天水溶性离子浓度大于夜间离子浓度,且白天离子浓度变幅大于夜间离子浓度变幅。(2)主要水溶性离子之间具有较好的同源性,水溶性离子中阴离子主要与NH_4~+结合;水溶性离子主要为细粒子,且NO_3~-、SO_4~(2-)、NH_4~+、Cl~-对空气污染影响较大。(3)风速和风频越大,风对水溶性离子的稀释作用越强,离子浓度下降越快;降水对水溶性离子具有清除作用,沉降率随降水量、持续时间的增大而增大;二次离子的主要生成方式是液相氧化反应;湿润空气有利于Cl~-、Na~+、K~+、Mg~(2+)溶解,增大离子浓度,但使Ca~(2+)浓度减小;温度升高有利于离子扩散。     

退火温度对CH3NH3PbI3薄膜结构和性能的影响

采用真空双源共蒸发技术制备了CH_3NH_3PbI_3薄膜,研究了退火温度对CH_3NH_3PbI_3薄膜结构和性能的影响。利用XRD、原子力显微镜、紫外—可见—近红外分光光度计和霍尔效应仪研究了CH_3NH_3PbI_3薄膜的微观结构和光电性能。研究结果表明:合适的退火温度(95℃)有助于薄膜结晶度的提高,利于晶粒长大,使得晶界减少,界面处缺陷度较低,带电粒子迁移率提高。退火温度超过100℃时,薄膜热稳定性急聚下降,使CH_3NH_3PbI_3分解,部分I-以CH3NH3I的形式挥发,产生大量过剩Pb I2相,导致薄膜载流子浓度降低,导电性能下降。退火后的薄膜在可见光区域内吸收系数提高。退火温度为95℃时,薄膜禁带宽度1.66 e V最小,最接近理论值1.55 e V。     

超细CaCO_3合成过程中的形态控制

利用电导率仪及pH计跟踪Ca(OH)_2碳化反应过程。研究结果表明:高浓度Ca(OH)_2悬浮液吸收CO_2形成CaCO_3的过程中,反应前期过程速率受CO_2吸收控制,反应末期受Ca(OH)_2的溶解控制,其中吸收控制为整个过程的关键步骤。利用TEM及X衍射分析研究了超细CaCO_3的成核生长机理,探讨了CaCO_3粒子均相成核形成非晶态CaCO_3,并与Ca(OH)_2结合形成线性中间体,而后转变成方解石晶型CaCO_3粒子的过程。考察了添加剂的作用机理,提出添加剂能促进CaCO_3粒子的成核过程,阻止粒子的凝并生长。实验成功地合成出不同形态的超细CaCO_3粒子。     

具有不同形貌的α-Fe_2O_3超细粒子可控制备

采用水热合成法,通过改变反应条件与表面活性剂的种类、添加量、铁源等,制备了具有不同形貌的Fe2O3超细粒子,并利用扫描电镜与X射线衍射仪等对Fe2O3粒子的形貌和尺寸及晶型结构进行了观察.研究表明:反应温度、反应时间、p H值和反应物添加量的比例等都会影响Fe2O3粒子的形貌和尺寸,通过调控添加剂种类等实验条件,获得了片状、立方体状、汉堡状、梭子状、长方体状、核桃状、六棱柱状、中空状等Fe2O3粒子的不同形貌,实现了对α-Fe2O3超细粒子形貌的可控制备.     

TiCl_4-O_2-H_2O体系化学气相淀积TiO_2超细粒子

研究了反应参数对TiO_2超细粒子化学成分、平均粒径、粒径分布、粒子形貌和结构等的影响规律。结果表明:粒径随着TiCl_4分压的降低、氧气分压和反应温度的升高而减小;随着水分压的变化,粒径存在一最小值。合成的TiO_2粒子呈锐钛型,经950℃热处理后转变为金红石。     

对分析化学中〔Co(NH_3)_6〕~(2+)和〔Co(NH_3)_6〕~(3+)配离子颜色的讨论

本文指出一些定性分析教材中关于〔Co(NH_3)_6〕~(2+)和〔CO(NH_3)_6〕~(3+)配离子的颜色存在矛盾之说,实验证实〔Co(NH_3)_6〕~(2+)络离子是红色,〔Co(NH_3)_6〕~(3+)为土黄色,而〔Co(NH_3)_5Cl〕~(2+)或〔Co(NH_3)_5H_2O〕~(3+)离子为红色。     

SnO薄膜在r面蓝宝石衬底上的外延生长及其性能研究

以SnO陶瓷为靶材,采用脉冲激光沉积法(PLD),在厚度为330 nm的r面蓝宝石衬底上制备厚度约为270 nm的单相SnO外延薄膜,并通过改变衬底温度,系统地研究生长温度对薄膜结构及光学性质的影响.X线衍射(XRD)测试表明,在衬底温度小于或等于575℃时,成功制备出单相的SnO外延薄膜.薄膜与衬底蓝宝石的外延关系为:SnO(001)∥Al_2O_3(1-102),SnO[110]∥Al_2O_3[-12-10].而当温度大于575℃时,由于歧化反应:(1+x)SnO→xSn+SnO_(1+x),得到的SnO薄膜中存在少量的金属Sn相、Sn_3O_4及SnO_2相.透射光谱显示,样品在可见光区的透过率高达80%.薄膜的光学带隙随温度的增加呈现V字型变化趋势.衬底温度小于或等于575℃时,薄膜的光学带隙随温度的升高而减小;当生长温度大于575℃时,由于SnO_2的出现导致薄膜的带隙随温度升高而变大.