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超重力⁃水热法制备形貌可控的钛酸锶钡粉体
1
作者 马瑶 袁志国 +4 位作者 李宇龙 付艺婷 张雅倩 贾正娜 孔哲 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期647-653,共7页
零维和多维结构的钛酸锶钡(Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3),BST)粉体分别具有高比表面积和高长径比的优势,为提升材料性能并扩大电子元件中原材料的工业化应用,改善粉体制备过程中分布不均、耗时长的问题,采用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)结合水... 零维和多维结构的钛酸锶钡(Ba_(1-x)Sr_(x)TiO_(3),BST)粉体分别具有高比表面积和高长径比的优势,为提升材料性能并扩大电子元件中原材料的工业化应用,改善粉体制备过程中分布不均、耗时长的问题,采用撞击流-旋转填料床(IS-RPB)结合水热法制备了添加丙三醇的BST粉体,考察了水热温度、水热时间及丙三醇添加量等因素对BST粉体形貌的影响规律。结合X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对BST粉体的形貌、晶相及组成进行了表征分析。结果表明:在超重力因子为40、撞击初速度10.61m/s、水热温度180℃、水热时间12h的条件下,当添加少量丙三醇时,其充当分散剂的作用,所制得的BST粉体为均匀性与分散性良好的纳米球形颗粒;当添加较多丙三醇时,其充当溶剂的作用,在水热条件下沿单元晶面生长得到了片状及花状形貌。本文提出的超重力-水热法及丙三醇的添加对于工业化形貌可控制备BST粉体探索提供了一种方便快捷的途径。 展开更多
关键词 水热法 撞击流-旋转填料床 钛酸锶钡 丙三醇 形貌调控
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高活性TiO_(2)纳米晶的制备及其光催化性能
2
作者 柴猛 娄惠芳 +2 位作者 班垚 牛炳康 郭婧 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期667-679,共13页
提升高能{001}晶面的暴露比例可有效提高TiO_(2)的光催化活性,通常采用晶面控制剂暴露高能{001}晶面,但受多种因素影响合成的TiO_(2)形貌不稳定,且粒径较大,有必要在缩小粒径的基础上实现TiO_(2)纳米晶的稳定合成。基于此,本文以钛酸钾... 提升高能{001}晶面的暴露比例可有效提高TiO_(2)的光催化活性,通常采用晶面控制剂暴露高能{001}晶面,但受多种因素影响合成的TiO_(2)形貌不稳定,且粒径较大,有必要在缩小粒径的基础上实现TiO_(2)纳米晶的稳定合成。基于此,本文以钛酸钾纳米线为前驱体稳定合成TiO_(2)纳米晶,首先通过酸处理保证TiO_(2)八面双锥体形貌,并通过降低钛酸钾纳米线中K+含量来减小TiO_(2)纳米晶的粒径。研究表明,以钛酸钾纳米线为前驱体酸处理7 h合成的TiO_(2)-H7光催化活性最强,其粒径比未酸处理时缩小了近86%,降解亚甲基蓝的活性是原始锐钛矿型TiO_(2)的7.4倍。在此基础上,以(NH_(4))_(2)CO_(3)为形貌控制剂,通过改变(NH_(4))_(2)CO_(3)浓度来调控{001}晶面的暴露比例进一步提高TiO_(2)纳米晶的光催化活性。前驱体未酸处理系列(NH_(4))_(2)CO_(3)晶面调控后可有效提升光催化活性,(NH_(4))_(2)CO_(3)的浓度为0.14 mmol/L时合成的TiO_(2)-0.14是原始锐钛矿型TiO_(2)降解活性的2.6倍。以酸处理7 h的钛酸钾纳米线引入(NH_(4))_(2)CO_(3)进行晶面调控后,光催化活性反而受到了抑制,可能是{001}晶面暴露比例不足,且颗粒粒径随(NH_(4))_(2)CO_(3)浓度的增加而增加,氧空位含量随之减少导致的。本研究发现酸处理钛酸钾纳米线前驱体可合成八面双锥体TiO_(2)纳米晶并缩小颗粒尺寸,进而提高TiO_(2)的光催化活性。但酸处理程度会影响后续晶面调控{001}晶面的暴露比例和纳米晶结晶度,要想进一步提升TiO_(2)纳米晶的光催化活性还需深入探究酸处理与晶面调控之间的构效关系。 展开更多
关键词 二氧化钛 酸处理 光催化 亚甲基蓝(MB)
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振动流化原子层沉积反应器微纳米颗粒的流化特性研究及包覆性能测试
3
作者 牛炳康 李瑞瑞 +3 位作者 袁博 巢征驿 康宏源 郭婧 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期654-666,共13页
原子层沉积可在亚纳米甚至更小尺度范围实现对微纳米颗粒表面的精准调控,但传统静态原子层沉积反应器很难实现大量微纳米颗粒的改性,针对该问题本文自主搭建了内径为26 mm、高为350 mm的振动流化原子层沉积反应器以实现微纳米颗粒的批... 原子层沉积可在亚纳米甚至更小尺度范围实现对微纳米颗粒表面的精准调控,但传统静态原子层沉积反应器很难实现大量微纳米颗粒的改性,针对该问题本文自主搭建了内径为26 mm、高为350 mm的振动流化原子层沉积反应器以实现微纳米颗粒的批量化精准改性。微纳米颗粒易团聚难流化,要实现均匀沉积首先需解决微纳米颗粒均匀流化的问题,本文选取粒径为20 nm的TiO_(2)和SiO_(2)颗粒以及粒径为600μm的树脂颗粒研究其在自制振动流化床反应器内的流态化行为。初始床层高度为15 mm时,由于聚团间黏性力的差异,稳定流化时TiO_(2)床层压降较高、床层膨胀率低,为鼓泡流化,SiO_(2)床层压降较低、床层膨胀率高,为散式流化。通过SiO_(2)颗粒示踪流化实验推断纳米颗粒团聚体流化过程中处于不断破裂和聚并的动态变化中。振动能够改善纳米颗粒流化过程中的沟流、结块现象,促进聚团破碎,降低颗粒最小流化速度,有助于提升气固接触效率。为检验自制原子层沉积反应器对纳米颗粒的包覆性能,在最优流化条件下以TiCl_(4)和H_(2)O为前驱体,TiO_(2)纳米颗粒为基底,80℃下原子层沉积得到致密、均匀的无定型TiO_(2)薄膜屏蔽颜料TiO_(2)的光催化活性,提升其耐候性。30次原子层沉积循环后,无定型TiO_(2)薄膜厚度达3.11 nm,其光催化活性较锐钛型TiO_(2)抑制了约90%,光催化活性屏蔽效果显著。实验结果说明自制振动流化原子层沉积反应器可实现微纳米颗粒的精准改性,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 微纳米颗粒 原子层沉积 振动流化 光催化
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