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新型硼酸盐纳米材料的制备及表征

作　者: 薛林
导　师: 刘志宏
学　校: 陕西师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 硼酸盐 纳米材料 纳米结构 水(溶剂)热法
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 295次
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内容摘要


硼酸盐在阻燃、复合增强材料和摩擦学等领域有重要的应用价值。在实际应用中，纳米材料的结构和形貌对其性能有很大影响。因此，对硼酸盐纳米材料的形貌可控制备研究有重要意义。本文采用水（溶剂）热法和高温固相反应等方法，制备了不同新型形貌的硼酸钙、硼酸锌、硼酸镁纳米结构；并通过X射线粉晶衍射（XRD）、X射线能谱分析（EDS）、红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段对产物进行了表征。具体内容如下：（1）以CaCl2·2H2O和Na2B4O7·10H2O为原料，聚乙二醇-300（PEG-300）为表面活性剂，采用水热法制备出了了椭球形4CaO·5B2O3·7H2O纳米结构。SEM和TEM结果表明所得到的椭球是由阶梯型层构建，每一层是由无数个厚度为50-100 nm、直径长达几微米的纳米盘紧密排列形成。另外，以Ca（NO3）2·4H2O和Na2B4O7·10H2O为原料，采用水（溶剂）热法制备出了束状、球状硼酸钙。（2）以ZnSO4·7H2O和Na2B4O7·10H2O为原料，在硝酸钾、琥珀酸二辛酯磺酸钠（AOT）存在下，采用溶剂热法制备出了簇状硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O。SEM结果表明：簇状4ZnO·B2O3·H2O是由厚度为80-200 nm、宽为100-300 nm、长度达几微米的纳米带组成。另外，以Zn（Ac）2·2H2O和H3BO3为原料，乙醇为溶剂，采用溶剂热法制备出了硼酸锌纳米片结构；以Zn（Ac）2·2H2O和Na2B4O7·10H2O为原料，采用溶液法，制备出了由硼酸锌纳米片组装的球状结构。（3）以MgCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O为原料，采用溶剂热法，制备出了束状硼酸镁纳米结构。SEM和TEM结果表明所得到的束状硼酸镁是由厚度为50 nm左右的纳米须构成。另外，以MgSO4和五硼酸钾为原料，采用溶剂热法，制备出了“仙人球”状硼酸镁微球；以Mg（NO3）2·6H2O与H3BO3为原料，采用高温固相反应法，制备出了棒状硼酸镁。实验所得结果有助于丰富硼酸盐化学，对于筛选实用硼酸盐纳米材料奠定了实验基础，对于促进其应用具有实际意义。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-20
  1.1 引言  8
  1.2 纳米材料  8-15
    1.2.1 纳米材料的发展和基本内涵  8-9
    1.2.2 纳米材料的特性  9-11
    1.2.3 纳米材料的制备方法简介  11-14
    1.2.4 纳米材料常用的表征方法  14-15
  1.3 硼酸盐简介  15-16
  1.4 硼酸盐纳米材料研究现状  16-17
  1.5 本论文的主要研究内容和研究目的  17-20
第2章 硼酸钙纳米材料的制备与表征  20-38
  2.1 引言  20
  2.2 实验部分  20-22
    2.2.1 试剂与仪器  20-21
    2.2.2 椭球形硼酸钙纳米结构的制备  21
    2.2.3 束状硼酸钙纳米结构的制备  21
    2.2.4 球状硼酸钙纳米结构的制备  21-22
  2.3 结果与讨论  22-38
    2.3.1 椭球形硼酸钙纳米结构的表征  22-28
    2.3.2 束状硼酸钙纳米结构的表征  28-31
    2.3.3 球状硼酸钙纳米结构的表征  31-38
第3章 硼酸锌纳米材料的制备与表征  38-56
  3.1 引言  38-39
  3.2 实验部分  39-40
    3.2.1 试剂与仪器  39
    3.2.2 簇状4ZnO·B_2O_3·H_2O纳米结构的制备  39-40
    3.2.3 硼酸锌纳米片的制备  40
    3.2.4 球状硼酸锌纳米结构的制备  40
  3.3 结果与讨论  40-56
    3.3.1 簇状4ZnO·B_2O_3·H_2O纳米结构的表征  40-49
    3.3.2 硼酸锌纳米片的表征  49-51
    3.3.3 球状硼酸锌纳米结构的表征  51-56
第4章 硼酸镁纳米材料的制备与表征  56-68
  4.1 引言  56
  4.2 实验部分  56-58
    4.2.1 试剂与仪器  56-57
    4.2.2 束状硼酸镁纳米结构的制备  57
    4.2.3 “仙人球”状硼酸镁纳米结构的制备  57
    4.2.4 硼酸镁纳米棒的制备  57-58
  4.3 结果与讨论  58-68
    4.3.1 束状硼酸镁纳米结构的表征  58-60
    4.3.2 “仙人球”状硼酸镁纳米结构的表征  60-63
    4.3.3 硼酸镁纳米棒的表征  63-68
第5章 其它工作  68-82
  5.1 碳酸镁纳米带的制备与表征  68-71
  5.2 碱式碳酸锌微球的制备与表征  71-74
  5.3 纳米棒与“雪花”状氟氢氧化锌的制备与表征  74-76
  5.4 三种形貌氧化锌的制备与表征  76-82
总结  82-84
参考文献  84-92
致谢  92-94
攻读硕士学位期间科研成果  94

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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