運(yùn)用微結(jié)構(gòu)設(shè)備作為反應(yīng)器進(jìn)行氧化鋅材料的制備研究.pdf

1、分類號：O614.24學(xué)校單位代碼：10446碩士學(xué)位論文論文題目：論文題目：運(yùn)用微結(jié)構(gòu)設(shè)備作為反應(yīng)器進(jìn)行氧化鋅材料的制備研究研究生姓名：畢元春學(xué)科、專業(yè)：化學(xué)無機(jī)化學(xué)研究方向：納米材料化導(dǎo)師姓名、職稱：趙斌教授王玉軍副教授論文完成時(shí)間：2012年4月曲阜師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要納米材料是納米科技的重要組成部分，在納米科技的發(fā)展中占有至關(guān)重要的地位。納米材料的制備及其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用引起了研究者的廣泛關(guān)注，并取得了巨大科研的成果。納米

2、材料的制備及應(yīng)用已成為一個(gè)重要的研究性課題，對于納米科學(xué)和現(xiàn)代化工的發(fā)展都具有重要的理論意義和實(shí)際意義。微結(jié)構(gòu)設(shè)備的出現(xiàn)對于納米材料的制備起了重要的推動(dòng)作用。運(yùn)用微結(jié)構(gòu)設(shè)備來進(jìn)行納米材料的合成具有許多方面優(yōu)勢。微結(jié)構(gòu)設(shè)備由于其反應(yīng)器的尺寸較小，使得反應(yīng)在小的尺度下發(fā)生，因此可以較大程度地實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)的量化控制，來精確調(diào)整產(chǎn)物的成核和生長過程，使得所制備出產(chǎn)物的形貌和性能與一般反應(yīng)器所獲得的產(chǎn)物有很大的不同，納米產(chǎn)物具有許多新的性能，可以更

3、廣泛運(yùn)用在許多領(lǐng)域之中并取得良好的效果。并且微結(jié)構(gòu)設(shè)備具有很穩(wěn)定的性能，可以較容易的進(jìn)行溫度、壓力等實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)節(jié)以及工業(yè)化應(yīng)用，因此考慮采用此種反應(yīng)器進(jìn)行納米材料的制備的研究工作。在本篇論文中，以納米氧化鋅為研究對象，分別研究了運(yùn)用自己加工的同軸環(huán)管微通道反應(yīng)器以及膜分散微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器作為反應(yīng)裝置，進(jìn)行氧化鋅產(chǎn)物的制備，對其所得產(chǎn)物的形貌及性質(zhì)進(jìn)行了初步的探討。通過與一般攪拌釜反應(yīng)器所得產(chǎn)物比較研究，突出了運(yùn)用微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器制備粉體材料的

4、優(yōu)勢所在。首先，以同軸環(huán)管微通道作為反應(yīng)器，在一定的流動(dòng)速度的前提下，考察了以均相體系與液液兩相體系為環(huán)境發(fā)生的沉淀反應(yīng)并觀察了在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)條件下生成產(chǎn)物的形貌。以硫酸鋅溶液和碳酸氫銨溶液為反應(yīng)物，在加入表面活性劑的條件下探討了反應(yīng)物濃度，溶液流速，以及表面活性劑對產(chǎn)物形貌的影響。之后加入了水熱過程并研究了水熱過程對產(chǎn)物的影響。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)經(jīng)過水熱過程后，產(chǎn)物的形貌發(fā)生了巨大的變化。所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明同軸環(huán)管的反應(yīng)器可以保證反應(yīng)溶液保持

5、良好的層流流動(dòng)狀態(tài)，為產(chǎn)物的生長提供良好的環(huán)境。在液液兩相體系的實(shí)驗(yàn)中，采用醋酸鋅的乙二醇溶液和為氨為反應(yīng)物，同樣考察了反應(yīng)物濃度，溶液流速，以及水熱過程的影響。由于水熱過程會對產(chǎn)物產(chǎn)生較大的影響，因此對水熱前和水熱后的產(chǎn)物進(jìn)行了對比研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過水熱處理后產(chǎn)物的形狀發(fā)生了改變，得到了形貌均一的棒狀氧化鋅結(jié)構(gòu)。通過對反應(yīng)物濃度實(shí)驗(yàn)的考察，發(fā)現(xiàn)氧化鋅產(chǎn)物的形貌隨著反應(yīng)物濃度的變化而有一定的變化，由長度大約為1μm的較短的棒變?yōu)榇笮?