以廉價的無機鹽氯化鋯為原料,氨水為沉澱劑,采用溶膠-凝膠法製備了樱桃视频APP下载二氧化鋯。研究了兩種氧化鋯的製備機理和結構特征。
二氧化鋯具有優異的機械、熱學、光學和電學性能,廣泛應用於高溫結構材料、高溫光學元件、熱傳感器、燃料電池等領域。兩種氧化鋯的製備方法有機械化學球磨法、管離子溶膠-凝膠法、共沉澱法等,水熱法和微波水熱法。其中溶膠-凝膠法具有工藝簡單、操作溫度高、純度高、顆粒均勻性好等優點。
實驗部分
1.1 試劑和儀器
氧氯化鋯( ZrOCl2·8H2O, 分析純) , 氨水(NH3·H2O, 25%) , 無水乙醇( 分析純) 。
202A- 3 電熱幹燥箱, PHS- 25 酸度計, AW220電子分析天平, HH-22 數顯恒溫水浴鍋, 3-0箱式電阻爐, DDS- 11A 型電導率儀。
1.2 實驗步驟
1.2.1 沉 澱
以氨水作為沉澱劑, 在連續攪拌的條件下, 將配製好的ZrOCl2水溶液滴加到沉澱劑中, 同時控製溶液的pH 約為10, 滴加完畢後, 繼續攪拌, 然後靜置老化, 得到Zr(OH)4水溶膠。
1.2.2 洗 滌
向沉澱得到的濾餅中加去離子水, 充分攪拌後, 抽濾, 重複洗滌4~5 次後, 測得洗滌液的比電導率小於10-5S·m-1, 可認為得到的Zr(OH)4 凝膠基本無氯離子, 繼續用無水乙醇洗滌Zr(OH)4水凝膠得到醇凝膠。
1.2.3 幹燥/焙燒
幹燥/焙燒過程采用普通幹燥和常壓下氮氣幹燥兩種方法。普通幹燥是將Zr(OH)4水凝膠或醇凝膠放入烘箱中幹燥, 幹燥後的樣品以氫氧化物的形式存在, 然後在馬弗爐中焙燒後得到氧化物。常壓下氮氣幹燥是將Zr(OH)4 水凝膠或醇凝膠放入石英管中, 然後通入氮氣, 於設定溫度下焙燒得到ZrO2粉體。
2 結果與討論
2.1 焙燒溫度對二氧化鋯性能的影響
2.1.1 焙燒溫度對產品晶形和純度的影響
溶膠-凝膠法製備的樱桃视频APP下载二氧化鋯的X 射線衍射分析圖譜, Z1~Z5 分別為ZrO2- AP-350℃、ZrO2- AP- 600℃、ZrO2 - AP- 800℃、ZrO2 - CP-400℃、ZrO2- CP- 600℃樣品的X 射線衍射分析圖譜。參考衍射主峰的位置和形狀, 從結晶狀況來看,Z3 的峰形比較尖銳, 結晶度要更高一些。從Z4 和Z5主峰的比較來看, Z4 的峰形比較尖銳, 結晶度高, 晶格缺陷比較厲害。Z5 與Z3 的結構形態相似, 已經傾向於無定形狀態, 其峰形較寬、較低, 其粒徑應該最小, 而比表麵積最大。從上述分析可知, 隨著焙燒溫度的增加, 產品的結晶度增大。
2.1.2 焙燒溫度對產品粒徑的影響
ZrO2- AP- 350℃、ZrO2- AP-600℃和ZrO2- AP- 800℃樣品的TEM結果。從圖中可以看出當焙燒溫度為350℃時, 樣品分布比較均勻, 粒徑較小; 當培燒溫度為600℃時, 顆粒變大, 形成分布不均勻的球形顆粒; 而當焙燒溫度上升至800℃時, 顆粒之間的團聚非常明顯, 粒徑明顯增大,形成不規則顆粒。從上述分析可以看出, 隨著焙燒溫度的增加, 產品的粒徑增大, 團聚現象也更加嚴重。
2.1.3 焙燒溫度對產品比表麵積的影響
隨著焙燒溫度的升高, 孔徑向大孔方向移動,原因是溫度升高有利於晶粒的長大, 產品的比表麵積是降低的。
2.2 凝膠形式對二氧化鋯性能的影響
2.2.1 凝膠形式對產品晶形的影響
Z1、Z5 分別為ZrO2-AP-600℃和ZrO2-CP-600℃樣品的X 射線衍射分析圖譜。由圖形中可以看出, 所得的衍射主峰位置基本一致, 但衍射主峰均不單一, 因此, 所得的產品除含有ZrO2以外, 還含有ZrO1.99。其中Z1 的主要晶形為ZrO2, 也包含一定量的ZrO1.99, Z5 已經傾向於無定形狀態, 其峰形較寬、較低, 其粒徑應該最小, 而比表麵積最大。可見在相同的焙燒溫度下, 以純度低於以水凝膠為前體的ZrO2的純度, 以水凝膠為前體的產品的晶形一般要比醇凝膠為前體製備的ZrO2好, 即醇凝膠的粒徑較小。
2.2.2 凝膠形式對產品粒徑的影響
ZrO2-CP-600℃樣品的TEM結果。與圖3比較可以看出, ZrO2- CP 經600℃的溫度焙燒後, 形成分布比較均勻的球形顆粒; 而ZrO2-AP-600℃的顆粒之間的團聚非常明顯, 粒徑明顯增大,形成不規則顆粒; 從上述結果中可以看出, 以醇凝膠為前體得到的樣品的粒徑小於以水凝膠為前體得到的樣品的粒徑。
2.3 幹燥方法對二氧化鋯性能的影響
2.3.1 幹燥方法對產品粒徑的影響
ZrO2-CN-600℃的產品的TEM圖。ZrO2-CP-600℃比較可以看出, ZrO2-CP-600℃所得產品的粒徑較小, ZrO2-CN-600℃所得產品的粒徑較大, 團聚現象比較嚴重。由此可知, 常壓下流動氮氣氣氛下幹燥的產品的粒徑要小於常壓下靜態空氣中幹燥的產品的粒徑。
2.3.2 幹燥方法對產品的比表麵積和孔徑的影響
ZrO2-CN 經600℃處理後樣品的比表麵比ZrO2-CP 經600℃處理後樣品的比表麵小。可見流動氮氣氣氛幹燥得到的樣品比表麵一般要大於靜態空氣幹燥得到的樣品的比表麵積。
3 結論
以廉價無機鹽氧氯化鋯為原料, 用氨水作沉澱劑, 采用溶膠- 凝膠法製備樱桃视频APP下载級二氧化鋯得出以下結論:
( 1) 隨著焙燒溫度的增加, 產品的粒徑增大, 團聚現象更加嚴重。
( 2) 以醇凝膠為前體製備的ZrO2的粒徑小, 比表麵積較大。
( 3) 常壓流動氮氣幹燥的ZrO2 的粒徑較小, 比表麵積較大。
上一條: 二氧化矽的用途及物理性質
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