硫酸铝对磷建筑石膏晶体转晶影响的仿真研究

为研究硫酸铝对磷建筑石膏晶体转晶效果的影响,利用吸附能模型计算了磷建筑石膏晶体的形貌及主要晶面的附着能.利用该模型将不同质量分数的硫酸铝吸附于晶体表面,发现当硫酸铝质量分数分别为2.0%和2.5%时对晶体生长较快的(1-1 3)和(2-1 0)晶面有很好地抑制作用.硫酸铝对晶面的抑制作用是通过提高晶面稳定性,阻碍晶体生长基元向晶面贴附实现的.验证知,与2.5%硫酸铝反应后的磷建筑石膏晶体形貌与力学性能较优,与模拟结果一致.     

聚乙烯吡咯烷酮与纳米羟基磷灰石相互作用的机理研究

仿生方法合成纳米羟基磷灰石(HAP)时,加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能较大程度影响HAP的形貌.目前实验已经在一定程度上解释了PVP对HAP形貌的影响机理,但在分子层面上两者之间的相互作用并不清晰.在本文中,我们使用分子动力学(MD)模拟对三条PVP链在HAP(010)、HAP(001)和HAP(002)晶面的吸附动力学行为分别进行了三组平行的研究.从吸附稳定性、相互作用类型、关键作用原子对、分子构型特征等方面对PVP与HAP之间的相互作用机理进行了阐释,并比较了PVP在HAP不同晶面上的吸附特异性.结果表明HAP三个晶面与PVP作用的强弱顺序为:HAP(001)HAP(010)HAP(002),合理解释了实验上以PVP作为封端剂调节合成HAP时,HAP(002)晶面是优势生长晶面的原因.为进一步研究功能性HAP的生长形貌调控机理提供了理论基础.     

不同质量聚乙烯吡咯烷酮对Cu2O结构的影响

以抗坏血酸为还原剂,通过低温水相法合成Cu₂O晶体,调控表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的质量,制备不同样品,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、 Fourier变换红外光谱仪对样品的结构和形貌进行表征.实验结果表明：增加PVP质量可改变Cu₂O晶体形貌,提高其(111)/(200)晶面的暴露比;(111)晶面和(200)晶面间形成的晶面异质结可增大光催化过程中光生电子和空穴对的分离能力,从而提高Cu₂O晶体的光催化效率;球型Cu₂O晶体可作为化合物合成的模板.     

以催化活性调控为导向的金属纳米结构可控合成

概述了具有面心立方结构的金属纳米晶体的可控合成方法,阐述了合成过程中的关键控制参数。以课题组近年来的进展为例,重点讨论了金属纳米晶体的晶面调控方法.例如,通过表面修饰剂的选择,可以有选择性地获得具体不同低指数表面晶面的纳米晶体;通过晶体生长位点的活化,在晶种介导生长过程中可以形成具有高指数晶面的纳米晶体.由于表面晶面的种类决定了纳米晶体的表面原子排列方式,其调控赋予了材料在分子吸附与活化过程中的可控性,从而使得材料具有独特的催化性能.     

氯化钠对石膏晶体生长习性影响的分子动力学模拟

如何有效控制溶液体系下石膏晶体的生长行为已成为脱硫行业亟待解决的问题之一，而晶体生长过程的有效信息往往无法及时有效在线检测.利用分子动力学模拟技术，计算出石膏晶体特定晶面的附着能、面心距离和面积等参数，确定了其形态学上重要的生长晶面及其表面结构，理论研究了氯化钠溶液与石膏晶体主要生长面之间的相互作用机制.并通过实验得到氯化钠对石膏晶体形貌的影响，与分子动力学模拟结果进行对照分析.结果表明，由于氯化钠溶液对石膏晶体不同晶面的作用变化，可以显著改变石膏晶体形态，模拟结果与实验一致，分子动力学模拟可以为晶体的形态控制提供理论基础.     

富亮氨酸牙釉蛋白在羟基磷灰石(010)晶面选择性吸附的分子动力学研究(英文)

蛋白质可以影响晶体的成核及生长速率,从而改变晶体的形貌和习性,因此了解牙釉蛋白在羟基磷灰石(HAP)表面的相互作用对于了解牙齿的生长机理具有重要意义.采用分子动力学(MD)和操控式分子动力学(SMD)相结合的方法研究了六个不同取向的富亮氨酸牙釉蛋白(LRAP)在HAP(010)晶面的吸附-脱附行为.在MD模拟中筛选出关键的吸附残基,并通过SMD模拟中的脱附时间对其进行分类.研究发现Glu56和Asp58是两个出现概率较高的吸附残基,其中Asp58在六个体系中都发挥了主要的吸附作用.我们进一步对吸附位点的作用基团和作用形式进行分析,发现酸性氨基酸侧链上的羧基基团与HAP表面钙离子的静电相互作用是最主要的作用形式.羧基上的两个氧原子可以钳住"钙离子,从而将LRAP锚定在HAP表面.因此,富含羧基基团的氨基酸是HAP晶型控制的首选残基.     

特殊形貌Cu_2O的制备及其光催化性能研究

以Cu(NO_3)_2为铜源、葡萄糖为还原剂,利用不同种类模板剂,制备出不同形貌的Cu_2O.讨论了NaOH用量对产物晶相的影响;还原剂用量、模板剂种类对产物晶相、形貌及光催化活性的影响.研究发现还原剂用量、模板剂种类对制备出的Cu_2O的形貌有很大影响,而对晶相影响不大;所制备出的催化剂对甲基橙则表现出一定的降解率及显著的吸附性.由于制备出的Cu_2O光催化活性不高,于是在制备Cu_2O过程中加入异丙醇钛,得到Cu_2O-TiO_2复合催化剂.研究发现Cu_2O-TiO_2的光催化性能与纯Cu_2O相比有所提高.     

模板法合成Bi_2WO_6粉体材料及其光催化性能的研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Na_2WO_4·2H_2O为原料,利用不同模板剂为模板,采用低温水热法制备出钨酸铋粉体,并采用了X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射等技术手段,对产物的晶相和微观形貌等进行了分析和表征.以甲基紫和罗丹明B 2种有机染料为目标污染物,考察了催化剂的光催化性能,并研究了陈化时间、陈化温度、p H和模板剂用量等因素对产物晶相,形貌和光催化活性的影响.结果表明,在强酸性条件下,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板,90℃陈化72 h制备得到的Bi2WO6具有最高的光催化活性.     

转晶剂对Na2SO4-乙二醇水体系中磷石膏制备的α-半水石膏晶体形貌的影响

晶体形貌对α-半水石膏的性能产生较大影响,因此制备晶体形貌良好的α-半水石膏在工业中非常重要.本试验采用常压盐溶液与醇溶液相结合的方法,以磷石膏为原料制备α-半水石膏,研究了不同转晶剂对α-半水石膏晶体形貌及其水化硬化强度的影响.结果表明:相对于盐类,有机酸类转晶剂对α-半水石膏晶体形貌的调控效果较好,其中马来酸调控作...     

孔径可调的介孔磷酸铈的合成

采用中性表面活性剂十八胺为模板剂、硫酸铈为铈源，在水热条件下合成具有介孔结构的磷酸铈。通过X-射线衍射、透射电镜、高倍透射电镜和液氮吸附手段对介孔磷酸铈的介观结构、微观形貌和孔道结构进行了表征。结果表明，该材料是的有序的层状相介孔，层间距为2～3nm。产物主晶相为结晶性良好的单斜晶系的独居石磷酸铈，次晶相为正交晶系的磷酸铈。调整无机铈源与表面活性剂的摩尔比，实现磷酸铈介孔孔径在5.5～9.8nm之间可调。该介孔材料的最大比表面积高达113m²/g，孔体积为0.25mL/g。     

HKUST-1形貌对QCM甲苯传感器敏感性能的影响

以室温超声法合成了不同形貌的金属有机框架化合物Cu_3(BTC)_2(HKUST-1)的纳米颗粒,并将其制作成石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance, QCM)构建甲苯传感器.利用扫描电子显微镜,透射电子显微镜,X射线衍射仪,全自动比表面积和孔隙度分析仪,傅里叶变换红外光谱仪等对HKUST-1的形貌和结构进行了表征,测试了不同形貌和比表面积的敏感材料对甲苯的传感性能.结果证明不同晶粒尺寸和暴露晶面的HKUST-1对甲苯的敏感性能有明显影响.当形貌从低能晶面的八面体逐渐转变为高能晶面的立方体时,晶体尺寸变小,孔径逐渐增大.在空间位阻效应和吸附热效应的协同作用下,HKUST-1对甲苯气体显示出特异性吸附和敏感性能,其中高能晶面暴露最多的立方体形貌的HKUST-1对体积分数为60×10~(-6)甲苯气体的响应值比八面体样品高出1倍.     

花状五水合碳酸镁的制备及形成机理研究

以菱镁矿为原料,磷酸二氢钾为添加剂,通过水溶液法合成了花状五水合碳酸镁,利用扫描电子显微镜、X射线衍射和FT-IR对晶体的微观形貌、晶相组成进行了分析,探讨了热解时间对晶体形貌的影响,分析了其形成机理,研究了五水合碳酸镁的晶体结构.结果表明,热解时间为30min时,可获得长15~30μm,宽100~500nm的花状五水合碳酸镁.五水合碳酸镁晶体中Mg2+呈两种不同的八面体配位,分别构成水合络阳离子Mg(H2O)2+6和络阴离子〔Mg(H2O)4(CO2-3)2〕2-,其化学式为Mg(H2O)6·Mg(H2O)4(CO2-3)2.磷酸二氢钾在五水合碳酸镁表面的吸附作用,改变了各晶面的表面能和生长速度,促使其异质成核并逐渐叠合形成花状体.     

超声作用下碳酸钙晶体的形态变化

为了解超声场对碳酸钙晶体形态的影响,揭示其作用机制,采用自行设计的超声设备(40 kHz,0.88W/cm2)来处理不同过饱和度的碳酸钙溶液,并比较有、无超声作用的碳酸钙晶体的形态和大小.研究结果表明:超声空化效应所产生的微观热量不仅能促进过饱和溶液中碳酸钙晶核的形成,迅速降低溶液的过饱和度,还能改变碳酸钙晶体的形态;经超声处理的碳酸钙过饱和溶液中形成了大量微小的碳酸钙晶体,其中绝大部分为文石,少量为细小方解石,它们长时间悬浮在溶液中;超声的机械效应对碳酸钙晶体形态的影响甚微.     

高白填料氢氧化铝的微观结构

不同分解工艺生产的高白填料,其氢氧化铝晶体生长形态不同.采用扫描电镜、X射线衍射和拉曼光谱等分析手段研究了碳分和种分氢氧化铝高白填料产品的微观结构,揭示了它们晶体发育的变化.结果表明,高白填料氢氧化铝晶体属单斜晶系,空间群P21/n,择优生长晶面均为(002)晶面;种分氢氧化铝晶体比碳分氢氧化铝晶体的(002)晶面择优取向因子值小,为多晶面生长;种分氢氧化铝晶体晶格参数比碳分氢氧化铝晶体晶格参数和拉曼光谱特征峰半高宽数值小,因此,种分高白填料氢氧化铝晶体中杂质和晶格缺陷比较少,晶体结晶度明显好于碳分高白填料产品.     

活体水仙模板调控合成碳酸钙晶体

探讨利用一种新的天然活体植物——水仙作为模板,在室温下调控合成碳酸钙晶体,并对产物进行了SEM、XRD的分析和表征.碳酸钙的形貌随水仙的叶子、鳞茎、花部位不同而变化,分别是纺锤形、立方体、类球形,晶体大小为纳微米级,均为方解石和球霰石的混合物,但球霰石的含量随以上晶体形貌的改变而递增.这一结果充分说明水仙不同部位生物分子组成不同,因此导致对碳酸钙的调控作用不同.     

CoAPO-5沸石晶体的合成及表征

利用水热方法,生长出了不同掺Co2+摩尔比的AlPO4-5沸石晶体(CoAPO-5)。X射线粉末衍射(XRD)和傅立叶红外吸收(FTIR)分析了晶体的结构,结果表明,Co2+离子的引入并没有显著改变AlPO4-5晶体的晶格结构;光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观测了CoAPO-5晶体的光学质量和表观尺寸,结果显示,合成出的晶体形貌完整、透明,尺寸达到45 mμ×45μm×300μm;X射线荧光分析(XRF)测试了CoA-PO-5晶体的化学成分,结果表明,当Co2+离子进入AlPO4-5晶格中取代了Al3+离子,使晶体晶格带负电性,且由此导致Brφnsted酸位的产生。     

不同平均分子量PEG组合体系对合成LiFePO_4/C复合材料结构与电化学性能的影响

以不同平均分子量的聚乙二醇（PEG）组合体系为纳米结构控制剂和碳源,采用旋转蒸干法制备了LiFePO4/C复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和恒电流充放电测试等手段对其晶体结构、形貌与电化学性能进行了表征。结果表明：不同的PEG组合体系对LiFePO4的晶体尺寸和颗粒形貌具有调控...     

纳米(CeO_2)_(0.86)(Sm_2O_3)_(0.14)的形貌控制与表征

以Ce(NO3)3·6H2O和(NH4)2CO3为沉淀源,搀杂稀土氧化物Sm2O2,利用柠檬酸作为络合剂和分散剂,制备出纳米(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14.并采用TEM、XRD等方法对其热分解所得纳米(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14的形貌及结晶性等进行了表征.结果表明:随着柠檬酸加入量的增加,焙烧生成的纳米(CeO2)0.86 (Sm2O3)0.14颗粒的形貌从纳米线向类球形颗粒变化,所得(CeO2)0.86(Sm2O3)0.14为立方萤石结构,且随焙烧温度的提高,晶化程度增大.     

Effects of Tx-100-SDS on crystal growth of calcium carbonate in reverse microemulsion solution

Syntheses of CaCO3 crystals in reverse microemulsion solutions containing 1-(1,1,3,3-tetramethylbu- tyl)-4-hydroxypolyethoxybenzene (Tx-100), sodium dodecyl sulfate (SDS) and their equimolar mixture were carried out at room temperature respectively. The crystal phase of CaCO3 is changed from calcite at low concentrations to vaterite at high concentrations of SDS and Tx-100. From rods at low concentration to olivary spheres at high concentration, SDS can influence the morphology of CaCO3 significantly, while almost no such effect for Tx-100. Hollow spheres, olivary spheres and even two fused olivary spheres of CaCO3 were produced at different concentrations of Tx-100-SDS, and the variation of crystal phase is opposite to that in the presence of SDS or Tx-100 alone. The effects of interaction of SDS with Tx-100 on morphology and crystal phase of CaCO3 were discussed. It was estimated to put forward that the formation of hollow CaCO3 crystals was caused by the collaborating actions of SDS template and TX-100 inhibition.     

果胶对稀土金属Ce4+的吸附研究

本文研究了低脂果胶对稀土金属铈离子的吸附性能。研究了吸附时间、铈离子溶液的pH、吸附温度、果胶用量、铈离子浓度对果胶吸附容量的影响。分别用Langmuir和Freundlich模型对吸附过程进行了分析。根据吸附等温线,计算了相关的热力学和动力学参数,并用红外光谱对样品进行了分析。结果表明,所研究的变量显著地影响果胶对铈离子的吸附容量,吸附前后果胶的红外光谱发生了明显的改变,说明吸附过程中可能发生了化学反应。与Langmuir模型相比,Freundlich模型更适合用来描述果胶对铈离子的吸附过程。吸附过程遵循伪一级动力学方程。焓变和熵变是吸附过程的驱动力。