铜、镍、钴的铍氟酸盐水合物的热稳定性

铜、镍,钴铍氟酸盐水合物晶体与相应的硫酸盐水合物晶体属同晶结构。原因在于BeF_4~=与SO_4~=具有相同的电子数目及外层电子数目。但是BeF_4~=与SO_4~=中心原子的氧化值不同,极化能力不同,故Be-F键应比S-0键为弱,热稳定性应较低。通过差热及热重量分析配合化学分析及X射线粉末法对热分解产物的鉴定,说明在400℃以下硫酸盐水合物只是简单可逆脱水,可表示为: CuSO_4·5H_2O 80℃ CuSO_4·4H_2O H_2O 104℃ CuSO_4·3H_2O 2H_2O 123℃ CuSO_4·H_2O 4H_2O 228℃ CuSO_4 5H_2O NiSO_4·6H_2O 105℃ NiSO_4·3H_2O 3H_2O 125℃ NiSO_4·H_2O 5H_2O 346℃ NiSO_4 6H_2O CoSO_4·6H_2O 96℃ CoSO_4·H_2O 5H_2O 300°-330℃ CoSO_4 6H_2O 铍氟酸盐水合物脱水是不可逆的,第一步: CuBeF_4·5H_2O 102℃ CuBeF_4·4H_2O H_2O NiBeF_4·6H_2O 105℃ NiBeF_4·4H_2O 2H_2O CoBeF_4·6H_2O 110℃ CoBeF_4·4H_20 2H_2O 脱水后样品溶于结晶水中,当溶液沸腾时BeF_4~=发生水解,生成Be(OH)_2、BeF_2及CuF_2·2H_2O或NiF_2·2H_2O或CoF_2·2H_2O放出HF。温度稍高CuF_2·2H_2O、 NiF_2·2H_2O,CoF_22H_2O又分解成CuOHF·CuF_2、NiF_2及CoF_2。在220℃附近Be(OH)_2脱水成BeO。在350℃以上CuF_2还会变成CuO。     

制备四氧化三铁纳米颗粒的新方法

以草酸亚铁(FeC_2O_4·2H_2O)在高纯氩气(氩气含量≥99.999%)中的热重-差热(TG-DTA)分析为理论依据,利用X射线衍射仪(XRD)、热场发射扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(TEM),分别对FeC_2O_4·2H_2O在氩气中热分解最终产物进行物相和形貌表征。研究结果表明:FeC_2O_4·2H_20在高纯氩气中热分解过程分为两个阶段:第一个阶段是在室温到255℃之间,FeC_2O_4·2H_2O失去结晶水变为FeC_2O_4;第二阶段是255℃到520℃之间,FeC_2O_4受热分解为Fe_3O_4。在高纯氩气中,以6℃/min升温速率从室温升520℃并在520℃,保温20 min,热分解草酸亚铁时,获得了粒径为约40~60 nm的球形Fe_3O_4颗粒。     

青海湖盐水氯镁石(MgCl_2·6H_2O)的热分析研究

本文用热分析方法,对青海湖盐下氯镁石(MgCl_2·6H_2O)的热分解反应进行了TG、DTG、DTA、DSC的测定,配合分解气的化学分析、气相色谱分析和固体物的红外光谱分析,解释了DTA曲线,初步推断了MgCl_2·6H_2O热分解的机理。 MgCl_2·6H_2O 118℃—→熔融 MgCl_2·6H_2O 156℃—→MgCl_2·4H_2O 2H_2O MgCl_2·4H_2O 191℃—→MgCl_2·2H_2O 2H_2O MgCl_2·2H_2O 200℃—→MgCl_2·H_2O H_2O MgCl_2·H_2O 251℃—→MgOHCl HCl MgOHCl 461℃—→MgO HCl总失重率为78.5％。用Kissinger法测得MgCl_2·6H_2O→MgCl_2·4H_2O 2H_2O的表观活化能为30.4KCal/mol。MgOHCl→MgO HCl表观活化能为49.7KCal/mol。测定热分解反应的热效应为97.2KCal/mol。     

稀土磺基水杨酸络合物与抑菌效应

在无水乙醇介质中合成了3价(钅兰)、铈、镨、钕的磺基水杨酸络合物和4价铈的磺基水杨酸络合物。经元素分析、红外光谱、可见紫外光谱和热分析得知,Ce(Ⅲ)L·nH_2O 络合物,是一种含磺基水杨酸根、硝酸根的三结晶水的络合物,其组成是:Ce(Ⅲ)(C_7H_5O_6S)_2·NO_3·3H_2O,在60℃下脱水,312℃开始分解。Ce(Ⅳ)L’·nH_2O 络合物是一种含磺基水杨酸根、硝酸根和铵离子的六结晶水的络合物,其组成可能是:NH_4[Ce(Ⅳ)_2(C_7H_3O_6S)_2(C_7H_4O_6S)·NO_3]·6H_2O在62℃下脱水,在301℃开始分解。用平皿洞穴法研究了 La、Ce、Pr、Nd 等(钅兰)系元素的3价络合物对真菌的抑茵效应,它们的抑菌圈宽度超过22～35mm,均属于强的抑菌效应。     

聚苯胺/硫化铜复合材料的制备及其近红外吸收性能

以五水硫酸铜(CuSO_4·5H_2O)与硫粉(S)为原料,采用溶剂热法制备了花状硫化铜,通过正交实验法对PVP的用量、Cu∶S(摩尔比)、反应时间以及反应温度等参数进行了优化;采用原位聚合复合制备了聚苯胺/硫化铜复合材料.利用FT-IR、XRD、SEM、固体漫反射紫外-可见-近红外光谱对样品进行了表征和性能测试.结果表明,在1.0 mL CuSO_4·5H_2O(1.0 mol/L)溶液和0.064 g(2.0 mmol)硫粉(即Cu∶S(摩尔比)为1∶2)、0.25 g PVP、反应温度200℃、反应时间6 h条件下,制备了颗粒平均直径为5～8μm的花状硫化铜;当硫化铜用量为30 wt%时,聚苯胺/硫化铜复合材料的近红外吸收性能在650 nm处达到最强2.12 a.u..     

CuO催化剂的熔融盐法制备及其性能

以CuSO_4·5H_2O为铜源,利用熔融盐法、在不同温度下合成了CuO无机催化材料。采用粉末X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其结构及性能方面进行表征,通过CuO催化剂对甲基橙的降解程度,评价了其紫外光催化活性。通过引入各种自由基清除剂研究甲基橙在紫外光催化反应过程中的活性物种。研究结果表明,温度在410℃合成出的CuO材料具有最好的紫外催化活性。     

基于氮杂环羧酸配体的镍(Ⅱ)配合物的合成、结构及性能研究

以1,2-二-(2-1H-咪唑-4,5-二甲酸)苯(H6Phbidc)为配体,在120℃下通过与NiCl_2·6H_2O的自组装,制备了1个新的镍(Ⅱ)配合物[Ni(H_4Phbidc)·2H_2O]·2H_2O·[NH(CH_3)_2](I)。单晶X-射线衍射分析表明,配合物I为正交晶系,Pnma空间群、中心金属离子Ni(Ⅱ)处于1个六配位的八面体配位环境中。对配合物I的红外光谱、粉末衍射图谱、热稳定性以及固态荧光性能进行了研究。结果表明,配合物I在185℃时失去二甲胺、结晶水和配位水,Ni(Ⅱ)离子的存在可以淬灭配合物的荧光。     

铜渣氯化焙烧脱铜机理和动力学研究

采用氯化焙烧可有效实现铜渣中含铜、铁物相CuO和Fe3O4的选择性氯化挥发分离,氯化剂种类不同铜氯化挥发过程特异性明显.FeSO4·7H2O为添加剂,NaCl和CaCl2为氯化剂分别对CuO进行氯化焙烧时,物料失重可分为主要失水阶段、微量失水阶段和氯化失重阶段三部分,其中氯化失重部分反应属一级反应.CaCl2焙烧起始反应温度较NaCl较低为315.9℃,且其焙烧反应活化能4.826KJ/mol低于NaCl 6.001KJ/mol.影响CuO氯化挥发效果的主要因素为焙烧温度,焙烧温度1130℃、焙烧时间60min、氧气流量0.2L/min、CaCl2加入量1.6(CaCl2与铜渣质量比)和FeSO4·5H2O加入量4.42(FeSO4与铜渣质量比)条件下,焙烧物料失重率最大达62.3%,基本可实现物料中铜的氯化挥发,同时铁氯化损失率较小,可实现铜铁氧化物的选择性氯化挥发分离.     

Ca(H_4 C_6 OHCOO)_2·2H_2 O在空气中失水过程热动力学研究

用热分析(TG/DTG)技术研究了固态水杨酸钙(Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O)在空气中的热分解过程.热分析结果表明,Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O在空气中分4步分解.用Friedman法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和ASTM E698法求取了Ca(H_4C_6OHCOO)_2·2H_2O(s)失水过程的活化能E,并通过多元线性回归法给出了可能的机理函数.     

印制电子技术中纳米铜导电墨水的研制

以次磷酸钠(NaH_2 PO_2·H_2O)为还原剂,硫酸铜(CuSO_4·5H_2O)为前驱体,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂,在一缩二乙二醇(DEG)有机液相溶液中采用化学还原法成功地制备了铜纳米颗粒.采用XRD、TEM、SEM、纳米粒度仪及IR对所制备的铜纳米颗粒的结构、形貌、粒径大小及表面物质进行表征.结果表明制备的纳米铜粒子为球型颗粒,分散较好,尺寸较为均匀,平均粒径约为27 nm,并且具有立方晶型结构,其表面被有机物包覆.涂布纳米铜导电墨水的样品,其在高于250℃的温度下烧结60min后得到导电铜薄膜.温度在300℃烧结后,导电铜薄膜更加致密,可以推测铜薄膜的导电性能会增加.     

氧化铜对硝酸铵相转变过程和热分解过程的影响

为了研究氧化铜(CuO)及其含量对硝酸铵(AN)相转变过程以及热分解过程的影响,采用TG-DSC-MS联用技术研究了四种不同CuO含量的AN的热性能。TG-DSC结果表明,纯AN的TG热分解曲线仅为一个失重台阶,对应DSC曲线只有一个分解吸热峰。在AN中加入CuO后,ANⅣ→Ⅲ的相转变峰消失,TG曲线出现两个失重台阶,对应DSC曲线中出现一个分解吸热峰和一个分解放热峰,随着CuO含量的增加分解吸热峰逐渐变小,分解放热峰的峰温逐渐降低,当CuO含量为40%时,AN的熔融吸热峰和分解吸热峰消失。MS结果显示,CuO改变了AN的热分解机理,使其在熔融之前分解产生H2O、NH3和N2O。活化能结果显示,CuO的含量对AN放热分解过程的活化能没有影响。     

CuO_x/C(x=0,1,2)在催化过氧化氢氧化苯甲醛中的活性

以D-果糖为炭源,Cu(NO_3)_2为金属前驱体,采用浸渍法结合不同气氛热处理制备了不同价态Cu的CuO_x/C(x=0,1,2)催化剂.实验结果表明:浸渍碳材料后得到的样品经空气250℃热处理5h后Cu以正2价的CuO形式存在;空气热处理后的样品经氢气250℃还原4h后Cu以正1价的Cu_2O形式存在;空气热处理后的样品经氢气300℃还原6h后Cu以0价的Cu单质形式存在.不同价态的铜对于促进H_2O_2分解产生·OH的能力不同.以H_2O_2为氧化剂,乙腈为溶剂,CuO/C催化氧化苯甲醛,表现出较高活性,苯甲酸的产率和选择性分别达到76.2%和99%以上.     

Cu_xO_y空心球催化苯甲醛制苯甲酸

以CuSO_4和蔗糖为前驱体,水热合成含碳的铜氧化物后,采用空气焙烧除去碳,合成了空心球型的Cu_xO_y样品.Cu_xO_y样品为CuO和Cu_2O纳米粒子紧密聚合而形成的空心球结构,粒径大小在0.5～0.8μm之间.制备的Cu_xO_y-550℃-4h样品(550℃空气热处理4h)存在Cu_2O和CuO两种氧化物,当550℃空气热处理10h和750℃空气热处理4h时,样品以CuO的形式存在.Cu_xO_y-550℃-10h催化剂的活性最高.以乙腈为溶剂,苯甲醛0.5mL,过氧化氢2mL,催化剂0.1g,60℃反应3h,苯甲醛的转化率和苯甲酸的选择性分别达到了80%和99.4%.同时显示出较好的稳定性.     

Fe_3O_4/ZnO亚微米复合材料的制备与吸波性能

利用机械搅拌物理混合、热解法成功制备了Fe_3O_4/ZnO复合材料,将Fe_3O_4粒子与一定量的Zn(CH_3COO)_2·2H_2O在无水乙醇中充分混合,并将混合物在氩气氛围下进行500℃热处理使其Zn(Ac)_2·2H_2O分解,从而得到Fe_3O_4/ZnO复合材料。采用SEM、XRD、XPS对样品形貌、结构及表面进行分析,通过矢量网络分析仪研究了不同量的Zn(CH_3COO)_2·2H_2O对样品吸波性能的影响。结果表明,当Fe_3O_4与Zn(CH_3COO)_2·2H_2O的质量比为1∶2时,Fe_3O_4/ZnO复合材料的吸波性能远优于纯相Fe_3O_4。当频率为11 GHz,涂层厚度为3 mm时,最佳反射率达-14.4 dB。     

ZnCo2O4尖晶石纳米粉体的新型共沉淀法合成及表征

以草酸为沉淀剂、乙醇为溶剂,通过新型共沉淀法合成分子前躯体锌钴草酸复合盐ZnCo2(C2O4)3.4H2O,对该前躯体在不同温度下热处理即可制得锌钴尖晶石粉体.利用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)对前躯体热分解过程分别进行热失重分析和动力学分析.结果表明,前躯体热分解仅经历2个热失重过程(脱结晶水和最后分解)且最后分解过程遵循随机成核和核随后生长单一的动力学机理,活化能不随转化率的变化而变化.由此说明前驱体为草酸复合盐而不是二元混合盐.利用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对尖晶石粉体进行表征.结果显示,前躯体在低温段450~650℃煅烧2 h即可获得单相、颗粒细小均匀的尖晶石粉体,高温750℃煅烧,得到ZnO和缺锌的锌钴尖晶石的混合物.     

一维K_2Mo_3O_(10)·3H_2O纳米带的水热合成

目的以MoO_3和KOH为原料,制备一维K_2Mo_3O_(10)·3H_2O纳米带,研究合成条件对其形貌的影响。方法采用一步水热法合成K_2Mo_3O_(10)·3H_2O纳米带状粒子,通过XRD,FE-SEM和EDX能谱等分析手段对合成产物的结构、形貌和化学组成进行表征,探讨反应物摩尔比、水热温度和水热时间等合成条件对形成的K_2Mo_3O_(10)·3H_2O纳米粒子形貌的影响,以及形貌演变机理。结果增加KOH的用量有利于K_2Mo_3O_(10)·3H_2O晶相的形成,适当增加K/Mo摩尔比、水热温度和水热时间有利于一维K_2Mo_3O_(10)·3H_2O纳米带状粒子的形成,但随着水热温度和反应时间的继续增加,由于失去结晶水而导致带状粒子横向断裂。结论K/Mo摩尔比为1.05时,在180℃反应12h,可制得形貌规整的一维K_2Mo_3O_(10)·3H_2O纳米带,带状粒子长约8μm,宽约300nm,厚约50nm。     

科研简讯

我院化学系太阳能貯能科研组,继去年进行了以Na_2SO_4·10H_2O为基础的相变貯热物质的扩大试验,并取得一定效果的基础上,又进行了以Srcl_2·6H_2O和BaCO3、BaF_2和BaCO_3、BaF_2和BaSiO_4等为成核剂的CaCl_2·6H_2O相变貯热物质的研究。经多次试验表明,使用上述混合成核剂,可以有效地防止CaCl_2·6H_2O严重过冷的问題,例如,使用SrCl_2·6H_2O和BaCO_3混合成核剂,CaCl_2·6H_2O的转熔温度为28℃左右,过冷温度在1～2℃,测得的凝固热在40卡/克左右(文献报导值为40—46卡/克),     

纳米氧化铜的快速沉淀法制备及表征

采用快速液相沉淀法,以CuSO4·5H2O和NaOH为原料,在室温下混合搅拌合成前驱体Cu(OH)2,经过焙烧得到纳米CuO.用X射线衍射仪(XRD)、激光粒度仪和扫描电镜(SEM)对产物的物相、粒度及形貌进行了表征.研究了反应溶液pH值、焙烧温度和反应时间对纳米CuO催化性能的影响.结果表明,当反应溶液pH=14,焙烧温度为350℃,反应时间为10min时所得纳米CuO催化性能最佳.用热重分析仪(DTA-TG)测定了其对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能.与纯AP相比,加入纳米CuO后AP的高温分解温度降低了90.1℃.     

H2Ti4O9纳米带的制备及其水热反应

目的以K_2Ti_4O_9·3H_2O为主要原料,制备H_2Ti_4O_9·nH_2O纳米带,研究纳米带的结构与性能,为开发新型功能材料提供新靶点。方法 K_2Ti_4O_9·3H_2O与盐酸进行离子交换反应,其产物分别与乙二胺和四甲基氢氧化铵溶液进行剥离反应,形成胶体再与Ba(OH)2·8H_2O溶液进行水热反应,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)和能谱分析(EDS)等手段对所得的样品进行表征分析。结果 K_2Ti_4O_9·3H_2O经过酸交换后可得到H_2Ti_4O_9·1.1H_2O晶体,该晶体剥离后得到二维纤维状H_2Ti_4O_9·nH_2O纳米带胶体。纳米带胶体与Ba(OH)2·8H_2O溶液进行水热反应后可得到110nm大小且有正方晶系的BaTiO3纳米陶瓷粉体,BaTiO_3纳米陶瓷粉体形貌规整,颗粒分布均匀,呈扁平的椭圆形块状。结论 K_2Ti_4O_9·3H_2O的离子交换反应可完全进行,交换后得到的层状化合物H_2Ti_4O_9·1.1H_2O在100℃时用乙二胺剥离效果最好,而且剥离的纳米带宽度仅有20nm。纳米带与Ba(OH)_2·8H_2O溶液基于溶解析出机制,反应12h后生成的BaTiO_3晶粒最小,结晶性最好。     

固相配位化学反应研究 ⅩⅪ 二核簇化合物K_4Ni_2(CN)_6的合成

本文利用气相色谱法研究K_2Ni(CN)_4·H_2O在Hc和H_2气中的热分解配合红外光谱、X-射线衍射和化学分析等方法研究固相分解产物。根据气固相产物的变化,阐明了K_2(Ni(CH_4)·H_2O在Hc和H_2气中的热分解机理,并发现通过K_2(Ni(CN)_4]·H_2O的热分解可制备一价镍的双核簇状化合物K_4Ni_2(CN)_(?).