1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
zno晶须是一种新型多功能精细材料,按形态不同,一般把zno晶须分为两种:针状和四角状。针状zno晶须具有高的强度、硬度和杨式模量,被用于制造塑料、橡胶等复合材料的增强剂;具有耐磨、防爆、减震以及吸波、防滑、消音等多种功能,用于微波热转换、抗老化、抗菌等材料。目前世界上制备zno的方法有气相法和液相法,而液相法具有粉末成分高、均匀、颗粒形状统一、粒度分布窄等优点,是目前公认的具有发展前途的制粉方法。其中晶体生长因素,直接影响晶体的形态和结构,倍受科研者关注。文中采用工艺设备比较简单,反应条件易于控制的低温液相恒温陈化法,以锌盐和naoh为原料制备zno晶须,同时对恒温陈化法制备zno晶须的反应条件、影响因素等进行较为系统的研究,为工业化生产针状zno晶须提供实验的最优条件,同时也为研究其晶体生长机理奠定了理论基础。晶须是指具有一定长径比(一般大于10)和截面积小于5.210-4cm2的单晶纤维材料,其强度和模量均接近完整晶体材料的理论值,性能十分优异。
本实验采用低温液相恒温陈化法制备长径比较高的针状zno晶须,并利用x射线衍射(xrd),扫描电子显微镜(sem)和能谱等手段研究了其结构和形貌,采用低温液相恒温陈化法,探讨了以锌盐和naoh为原料制备zno晶须的优化条件:控制反应物配比n(zn2 )∶n(oh-)为1∶6~1∶9,初始zn2 浓度在0.2~0.3mol/l,搅拌时间1.5h,85℃恒温陈化5h.为zno晶须制备向低成本、高纯度的工业化方向发展提供实验依据,同时为研究其晶体生长机理奠定了理论基础。
zno晶须是一种白色松软物质,是一种实用性晶须.目前制备zno的方法有气相法和液相法。其中,气相法需要高温或惰性气体,能量消耗大,生产成本高;而液相法具有粉末成分高均匀、颗粒形状统一、粒度分布窄等优点,是目前公认的具有发展前途的制粉方法.其中晶体生长因素直接影响晶体的形态和结构,倍受科研者关注.
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本课题主要研究或解决的问题是以低温液相恒温陈化法的方法制备zno晶须,辅助xrd和sem表征,从而得悉针状zno晶须的结构,形貌,为制备产率高,尺寸均一的zno奠定基础。
(1)制备前驱反应液:取一定量的锌盐溶液置于玻璃套杯中;玻璃套杯与设定温度的低温恒温槽连接,通过循环的冷水降低套杯内溶液温度,保证反应在设定温度下进行。在磁力搅拌条件下滴加一定量3mol/lnaoh溶液,加入适量表面活性剂fc-no1或sds,定容100ml。改变低温恒温槽温度,在设定的温度下搅拌。
(2)恒温陈化:将(1)中制备的前驱反应液,转移到250ml的磨口锥形瓶中,置于设定温度的恒温水浴锅中陈化。
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