摘要：选取水热法制备钒酸铋，以nh4vo3溶液和bi（no3）3?5h2o的硝酸溶液为反应物，分别在80℃、120 ℃、160 ℃、200 ℃的环境下进行反应，每次实验选取不同浓度的反应物，合成多种钒酸铋溶液。利用xrd、sem进行观察，研究不同温度下，浓度的对产物的结构形貌有何影响。
关键词：水热法；钒酸铋；浓度；形貌结构
随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，人类面临着严峻的环境污染问题。众多的难降解有机污染物进入到我们生活的环境当中，威胁着人类和整个生物圈的生存。诸如全氟类化学物、药品和个人护理品等新生污染物具有环境激素的内分泌干扰特点，对人类健康的威胁，近来受到特别关注。而bivo4是一种较廉价、稳定和无毒的颜料，因其具有铁电、铁弹性和声旋光性等特殊性能被关注，自从 1998 年，kudo 首次报道了bivo4可见光下具有光解水的性能，从而激起了人们对其在光催化方向的研究兴趣。天然的 bivo4以正交晶系的钒铋酸矿存在，但实验室难制备，目前研究的主要有三种晶型：①单斜白钨矿、②四角锆石矿、③四角白钨矿结构。研究表明单斜白钨矿的结构光催化活性最强，其禁带宽度约为 2.4ev，能响应大部分太阳光中的可见光。近年来，它作为能被可见光响应的光催化剂而得到广泛研究。bivo4 有多种制备方法：固态反应法、共沉淀法、化学浴沉积法、有机金属分解法、水热法等。其中，水热法因其条件温和可控，引起了人们的关注。所谓水热法又称高压溶液法，是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶于水的物质通过溶解或反应生成该物质的溶解产物，并达到一定的过饱和度而进行结晶和生长的方法。该方法制备的产物有热应力小、宏观缺陷少、均匀性和纯度高等优点，本次试验采用水热法。
1.实验部分
1.1试剂与仪器
试剂：偏钒酸铵[nh4vo3]；硝酸铋[bi（no3）3?5h2o]；无水乙醇；所用试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。
设备：试管、烧杯、量筒等。
另需试剂：偏钒酸铵 nh4vo3、硝酸铋bi（no3）3?5h2o、硝酸等
1.2样品制备
称取1mmol的nh4vo3溶于30ml蒸馏水中，磁力搅拌1h得到溶液a，然后称取1mmol的
bi（no3）3?5h2o加入到上述溶液a中，再用磁力搅拌器进行搅拌，直至其混合均匀，得到较低浓度的试剂，将搅拌后的混合溶液移到微型反应釜中，分别在80℃、120 ℃、160 ℃、200 ℃的温度环境下反应12h，取出微型反应釜，待其自然冷去后，除杂获得沉淀，将收集好的沉淀用无水乙醇和二次蒸馏水反复洗涤，清洗后将其放入电热恒温鼓冈干燥箱中干燥1h，与上述操作相同，分别称取nh4vo3和bi（no3）3?5h2o各2.5mmol，重复以上操作，得到浓度较高的混合溶液样品。
2.样品结果论证
2.1低浓度样品形貌分析
图1为试剂浓度均为1mmol的试剂反应后在不同温度下得到的bivo4样品，80℃时，样品表面呈方块状，在120℃的情况下，样品形状趋近于团状，表面布满不规则的小晶粒，160℃的时，样品形状逐渐不规则，分散性较差，这是温度较高导致的，而后的200℃环境下的样品也印证了这一观点，此时的样品几乎无规则可言，样品聚集为一个整体。
2.2高浓度样品形貌分析
图2为试剂浓度均为2mmol的试剂反应后在不同温度下得到的bivo4样品，最初在80℃时，得到的样品呈球状，温度为120℃时得到的样品表面出现明显小颗粒，整体来看是麻球状，温度升高为160℃时，所得到的样品绝大多数为片晶，其中已经出现了少数的块晶，温
度达到200℃时，所得到的bivo4晶体样品为不规则多面体。
2.3pvp含量的不同对样品形貌的影响
后期，我又尝试研究一下pvp材料对样品形貌的影响，在相同反应物浓度，相同温度的情况下，分别加入0.1mmol和0.2mmol的pvp材料，观察结果为pvp含量为0.2的样品形貌更好。
本次试验采用水热合成法，获得了多份bivo4进行了温度浓度的相关研究，得出以下结论：
实验所得bivo4样品结晶性良好，相同反应物浓度，不同温度的情况下，样品形貌有较大差别，其中浓度低的随着温度升高样品逐渐变为不规则形状，而浓度高的的随着温度升高由球状到片状结构到多面体结构，pvp含量0.2的样品形貌相对较好，更有利于试验观察。
钒酸铋光催化复合材料的制备及对大肠杆菌灭活性能研究 近年来,相对于其他抗菌方法光催化抗菌具有的独特优势,使其受到了很多人的青睐。而钒酸铋（BiVO4）是一种性能较好的光催化剂,有良好的可见光响应活性和催化性能。 本文以钒酸铋（BiVO4）为主线,通过非金属硼（B）掺杂、贵金属（Ag）负载以及与g-C3N4复合等催化剂改性方法来设计合成复合材料,提高催化剂的催化活性。本论文针对以上复合催化剂的性能进行了系统的研究,主要内容如下:1.通过简单的水热法一步合成硼原子（B）掺杂钒酸铋（BiVO4）复合催化剂。 由于B本身具有缺电子特性,所以B的掺杂很好的降低了BiVO4的电子-空穴的复合几率。通过XRD、TEM、SEM等一系列表征手段对其晶相结构以及形貌进行了研究。 通过在LED白光下对大肠杆菌（E.coli）GB 8099的灭活评估了催化剂的光催化性能。理论计算进一步证明了B的掺杂可以抑制光生电子与空穴的复合,提高BiVO4的催化活性。 B的掺杂使BiVO4的抗菌活性由惰性转变为高活性,在60 min 致使1x106 CFU/mL大肠杆菌（E.coli）GB 8099完全灭活。2.通过水热法进一步调节pH值成功制备了不同晶相的钒酸铋（BiVO4）晶体。 然后通过光沉积法进一步成功制备了不同比例银负载的BiVO4复合催化剂。瞬态吸收光谱表征、表面光电压测试等结果表明 Ag/tz-BiVO4具有很好的光催化性能,银单质的负载会让
饱和蒸气压（saturated vapor pressure） 在密闭条件中，在一定温度下，与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的蒸气压，并随着温度的升高而增大。不同液体饱和蒸汽压不同，溶剂的饱和蒸汽压大于溶液的饱和蒸汽压；对于同一物质，固态的饱和蒸汽压小于液态的饱和蒸汽压。例如，在30℃时，水的饱和蒸气压为4132.982Pa,乙醇为10532.438Pa。而在100℃时，水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa,乙醇为222647.74Pa。饱和蒸气压是液体的一项重要物理性质，如液体的沸点、液体混合物的相对挥发度等都与之有关。 饱和蒸气压曲线 水在不同温度下的饱和蒸气压 Saturated Water Vapor Pressures at Different Temperatures
编辑本段饱和蒸汽压公式 (1)Clausius-Claperon方程:dlnp/d(1/T)=-H(v)/(R*Z(v)) 式中p为蒸汽压；H(v)为蒸发潜热；Z(v)为饱和蒸汽压缩因子与饱和液体压缩因子之差。 该方程是一个十分重要的方程，大部分蒸汽压方程是从此式积分得出的。 (2)Clapeyron方程: 若上式中H(v)/(R*Z(v))为与温度无关的常数，积分式，并令积分常数为A，则得Clapeyron 方程：ln p=A-B/T 式中B=H(v)/(R*Z(v))。 (3)Antoine方程：ln p=A-B/(T+C) 式中，A，B，C为Antoine常数，可查数据表。Antoine方程是对Clausius-Clapeyron方
实验十钒酸铋黄色颜料的制备 一、实验目的 （1）学习比较准确地控制反应条件的方法。 （2）学习简易回流操作的应用。 （3）学习液相沉淀法合成粉体材料的原理。 二、实验原理 钒酸铋黄色颜料具有无毒、耐候性好、色泽明亮及对环境友好的优良性能, 是一种有着美好前景的新型颜料, 因而可用来代替含有铅、镉、铬等有毒元素的颜料，应用于汽车面漆、工业涂料、橡胶制品、塑料制品和印刷油墨的着色等各项性能要求很高的场合。 钒酸铋颜料的合成方法主要有固相煅烧法和水溶液中的沉淀法。固相煅烧法所需温度较高、反应时间较长、并且颗粒较大、分布不均匀；而液相沉淀法克服了固相煅烧法的缺点，反应物混合均匀，可以得到颗粒细小、组成均匀的BiVO4黄色颜料。该方法工艺简单，容易实现工业化生产，但是经化学沉淀法制备的BiVO4粉体容易形成十分有害的团聚体，从而影响颜料的颜色。因此，需控制沉淀的生成条件，如反应物初始浓度、溶液pH、反应温度和反应时间等因素。必要 时，可加入少量表面活性剂起分散作用。 主要试剂：1.0 mol/L Bi(NO3)3溶液、2 mol/L NaOH溶液、6 mol/L NaOH溶液、2mol/L HNO3、1%十二烷基苯磺酸钠(DBS)溶液、30%NH4SCN溶液、0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液、偏钒酸铵固体、95%乙醇，均为AR级试剂。 三、实验步骤 1. NH4VO3溶液的配制 称取一定量的偏钒酸铵溶解在15mL 2 mol/L的NaOH溶液中，加水稀释后得到1.0 mol/L的NH4VO3溶液30mL。 2. 钒酸铋粉末的制备 取20mL Bi(NO3)3溶液于150 mL锥形瓶中，加入2 mL DBS溶液混合均匀。在磁力搅拌下，将20mL NH4VO3溶液滴加到Bi(NO3)3溶液中，水浴加热的同时用NaOH溶液调节其pH = 6（先快速加入5mL6 mol/L NaOH溶液，后改用2 mol/L NaOH溶液），控制水浴温度约90 ℃保持约1 h（为减少水分蒸发，可将坩埚放在锥形瓶口）。此过程中需维持溶液的pH基本恒定，并要检查溶液中是否有Bi3+【Bi3+检查方法：用小漏斗法取上层清液于试管中，加入2滴30%NH4SCN溶液后再滴加0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液，观察是否有棕色或橙色沉淀生成】，若有，则要往锥形瓶 继续滴加NH4VO3溶液至Bi3+完全沉淀为止。 反应结束后进行抽滤，用大量蒸馏水洗涤沉淀至少三次，以洗去杂质离子，再用95%乙醇10 mL洗涤两次。最后放入烘箱中于105℃烘约20 min，得到松散的粉末状钒酸铋黄色颜料。冷却后称重，计算产率。
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NaGdF4:Yb3+,H03+与GdF3:Yb3+,H03+纳米材料的合成、形貌控制与发 光性质 作者：曹健， 张霞， 郝振东， 张家骅， CAO Jian， ZHANGXia， HAO Zhen-dong， ZHANG Jia-hua 作者单位：曹健,CAO Jian(中国科学院激发态重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院研究生院,北京100039)， 张霞,郝振东,张家骅,ZHANGXia,HAO Zhen-dong,ZHANG Jia-hua(中国科学院 激发态重点实验室长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春,130033) 刊名： 发光学报 英文刊名：Chinese Journal of Luminescence 年，卷(期)：2011,32(12) 被引用次数：2次 参考文献(9条) 1.Joubert M F Photon avalanche upconversion in rare earth laser materials[外文期刊] 1999(02) 2.Bleembergen N Solid state infrared quantum counters 1959(03) 3.Chivian J S;Case W E;Eden D D The photon avalanche:A new phenomenon in Pr3+-based infrared quantum counters 1979(02) 4.Downing E;Hesselink L;Ralston J A three-color,solid-state,three-dimensional display[外文期刊] 1996(5279) 5.Wang L;Yan R;Huo Z Fluorescence resonant energy transfer biosensor based on upconversion-luminescent nanoparticles[外文期刊] 2005(37) 6.Chen Z;Chen H;Hu H Versatile synthesis strategy for carboxylic acid-functionalized upconverting nanophosphors as biological labels[外文期刊] 2008(10) 7.Buissette V;Huignard A;Gacoin T Luminescence properties of YVO4:Ln (Ln =Nd,Yb,and Yb-Er) nanoparticles 2003(10) 8.Du Y P;ZhangY W;Sun L D Luminescent monodisperse nanocrystals of lanthanide oxyfluorides synthesized from trifluoroacetate precursors in high-boiling solvents[外文期刊] 2008(02) 9.Kr(a)mer K W;Biner D;Frei G Hexagonal sodium yttrium fluoride based green and blue emitting upconversion phosphors[外文期刊] 2004(07) 引证文献(2条) 1.辛艳辉.袁合才.李佼佼稀土掺杂NaGdF4纳米颗粒的制备与强近红外上转换特性[期刊论文]-材料热处理学报 2013(3) 2.韩松.宋博.刘磊.贺超.杨魁胜CdWO4∶Yb3+,Ho3+纳米晶的制备及发光性能研究[期刊论文]-发光学报 2013(9) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/8915683009.html,/Periodical_fgxb201112006.aspx
纳米材料-碳酸钙的形貌控制研究 谷丽1*，魏凯娜1，闫皙1 1河北科技大学化学与制药工程学院，河北省石家庄市裕华东路70号，050018 *Email:gabb120@https://www.doczj.com/doc/8915683009.html, 摘要：碳酸钙广泛应用于建材、橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等行业。不同行业对碳酸钙的晶形有不同的需求：生产油墨需立方形或球形；橡胶行业需针形或链状；电子、陶瓷行业需要高纯、微细、球形；造纸行业需要片状、纺锤状的碳酸钙。因而不同形态的碳酸钙制备技术的研究已成为许多国家竞相开发的热点。我课题组通过利用间歇鼓泡碳化法，通过改变工艺条件、添加晶形控制剂等方法成功制备了分散性好的纳米球形、立方、纺锤形的碳酸钙，并通过中试放大试验的改进，在工业生产中取得了良好的生产成果，所得产品由日本日立公司S-4800型扫描电镜表征，如下图所示： 关键词：碳酸钙；形貌；控制 参考文献 [1] 曾蕾，贺全国，吴朝辉.表面改性及应用进展, 2009,39（4）:1-6 [2] S. JAIN, H. GOOSSENS, F. PICCHIONI, et al. Polymer, 2005, 46(17): 6 666–6 681 Nanometer material-the research of calcium carbonate morphology Gu Li 1*, Wei 1, Yan 1, 1Department of Chemical and phamarcutical engineering, Hebei University of science and technology, Yuhua East Road 70 , Shijiazhuang, 050018 Abstract:The preparation technology of different crystal morphology of calcium carbonate has become the hot field of many countries. Our research group through the use of intermittent bubbling carbonation method, changing the processing conditions, such as adding crystal-growing controlling agent , a good dispersion of nanometer spherical, cubic, spindle calcium carbonate have been prepared.Through the improvement of pilot test, the industrial production has achieved an ideal result. Fig.1 SEM image of spherical morphology Fig. 3SEM image of spindle morphology Fig. 2 SEM image of cubic morphology
饱和蒸气压（s a t u r a t e d v a p o r p r e s s u r e） 在密闭条件中，在一定温度下，与液体或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的蒸气压，并随着温度的升高而增大。不同液体饱和蒸汽压不同，溶剂的饱和蒸汽压大于溶液的饱和蒸汽压；对于同一物质，固态的饱和蒸汽压小于液态的饱和蒸汽压。例如，在30℃时，水的饱和蒸气压为4132.982Pa,乙醇为10532.438Pa。而在100℃时，水的饱和蒸气压增大到101324.72Pa,乙醇为222647.74Pa。饱和蒸气压是液体的一项重要物理性质，如液体的沸点、液体混合物的相对挥发度等都与之有关。 饱和蒸气压曲线 水在不同温度下的饱和蒸气压 SaturatedWaterVaporPressuresatDifferentTemperatures
编辑本段饱和蒸汽压公式 (1)Clausius-Claperon方程:dlnp/d(1/T)=-H(v)/(R*Z(v)) 式中p为蒸汽压；H(v)为蒸发潜热；Z(v)为饱和蒸汽压缩因子与饱和液体压缩因子之差。 该方程是一个十分重要的方程，大部分蒸汽压方程是从此式积分得出的。 (2)Clapeyron方程: 若上式中H(v)/(R*Z(v))为与温度无关的常数，积分式，并令积分常数为A，则得Clapeyron 方程：lnp=A-B/T 式中B=H(v)/(R*Z(v))。 (3)Antoine方程：lnp=A-B/(T+C)
式中，A，B，C为Antoine常数，可查数据表。Antoine方程是对Clausius-Clapeyron方程最简单的改进，在1.333~199.98kPa范围内误差小。 编辑本段附录 在表1中给出了采用Antoine公式计算不同物质在不同温度下蒸气压的常数A、B、C。其公式如下 lgP=A-B/(t+C)（1） 式中：P—物质的蒸气压，毫米汞柱； t—温度，℃ 公式（1）适用于大多数化合物；而对于另外一些只需常数B与C值的物质，则可采用（2）公式进行计算 lgP=-52.23B/T+C（2） 式中：P—物质的蒸气压，毫米汞柱； 表1不同物质的蒸气压 名称分子式范围(℃)ABC 银Ag1650~1950公式（2）2508.76 氯化银AgCl1255~1442公式（2）185.58.179 三氯化铝AlCl370~190公式（2）11516.24 氧化铝Al2O31840~2200公式（2）54014.22 砷As440~815公式（2）13310.800 砷As800~860公式（2）47.16.692 三氧化二砷As2O3100~310公式（2）111.3512.127 三氧化二砷As2O3315~490公式（2）52.126.513 氩Ar-207.62~-189.19公式（2）7.81457.5741 金Au2315~2500公式（2）3859.853 三氯化硼BCl3……6.18811756.89214.0 钡Ba930~1130公式（2）35015.765 铋Bi1210~1420公式（2）2008.876 溴Br2……6.83298113.0228.0 碳C3880~4430公式（2）5409.596 二氧化碳CO2……9.641771284.07268.432 二硫化碳CS2-10~+1606.851451122.50236.46 一氧化碳CO-210~-1606.24020230.274260.0 四氯化碳CCl4……6.933901242.43230.0 钙Ca500~700公式（2）1959.697 钙960~1100公式（2）37016.240 镉Cd150~320.9公式（2）1098.564 镉500~840公式（2）99.97.897 氯Cl2……6.86773821.107240 二氧化氯ClO2-59~+11公式（2）27.267.893 钴Co2374公式（2）3097.571 铯Cs200~230公式（2）73.46.949 铜Cu2100~2310公式（2）46812.344 氯化亚铜Cu2Cl2878~1369公式（2）80.705.454 铁Fe2220~2450公式（2）3097.482
摘要：选取水热法制备钒酸铋，以nh4vo3溶液和bi（no3）3?5h2o的硝酸溶液为反应物，分别在80℃、120 ℃、160 ℃、200 ℃的环境下进行反应，每次实验选取不同浓度的反应物，合成多种钒酸铋溶液。利用xrd、sem进行观察，研究不同温度下，浓度的对产物的结构形貌有何影响。 关键词：水热法；钒酸铋；浓度；形貌结构 随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，人类面临着严峻的环境污染问题。众多的难降解有机污染物进入到我们生活的环境当中，威胁着人类和整个生物圈的生存。诸如全氟类化学物、药品和个人护理品等新生污染物具有环境激素的内分泌干扰特点，对人类健康的威胁，近来受到特别关注。而bivo4是一种较廉价、稳定和无毒的颜料，因其具有铁电、铁弹性和声旋光性等特殊性能被关注，自从 1998 年，kudo 首次报道了bivo4可见光下具有光解水的性能，从而激起了人们对其在光催化方向的研究兴趣。天然的 bivo4以正交晶系的钒铋酸矿存在，但实验室难制备，目前研究的主要有三种晶型：①单斜白钨矿、②四角锆石矿、③四角白钨矿结构。研究表明单斜白钨矿的结构光催化活性最强，其禁带宽度约为 2.4ev，能响应大部分太阳光中的可见光。近年来，它作为能被可见光响应的光催化剂而得到广泛研究。bivo4 有多种制备方法：固态反应法、共沉淀法、化学浴沉积法、有机金属分解法、水热法等。其中，水热法因其条件温和可控，引起了人们的关注。所谓水热法又称高压溶液法，是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶于水的物质通过溶解或反应生成该物质的溶解产物，并达到一定的过饱和度而进行结晶和生长的方法。该方法制备的产物有热应力小、宏观缺陷少、均匀性和纯度高等优点，本次试验采用水热法。 1.实验部分 1.1试剂与仪器 试剂：偏钒酸铵[nh4vo3]；硝酸铋[bi（no3）3?5h2o]；无水乙醇；所用试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。 设备：试管、烧杯、量筒等。 另需试剂：偏钒酸铵 nh4vo3、硝酸铋bi（no3）3?5h2o、硝酸等 1.2样品制备 称取1mmol的nh4vo3溶于30ml蒸馏水中，磁力搅拌1h得到溶液a，然后称取1mmol的 bi（no3）3?5h2o加入到上述溶液a中，再用磁力搅拌器进行搅拌，直至其混合均匀，得到较低浓度的试剂，将搅拌后的混合溶液移到微型反应釜中，分别在80℃、120 ℃、160 ℃、200 ℃的温度环境下反应12h，取出微型反应釜，待其自然冷去后，除杂获得沉淀，将收集好的沉淀用无水乙醇和二次蒸馏水反复洗涤，清洗后将其放入电热恒温鼓冈干燥箱中干燥1h，与上述操作相同，分别称取nh4vo3和bi（no3）3?5h2o各2.5mmol，重复以上操作，得到浓度较高的混合溶液样品。 2.样品结果论证 2.1低浓度样品形貌分析 图1为试剂浓度均为1mmol的试剂反应后在不同温度下得到的bivo4样品，80℃时，样品表面呈方块状，在120℃的情况下，样品形状趋近于团状，表面布满不规则的小晶粒，160℃的时，样品形状逐渐不规则，分散性较差，这是温度较高导致的，而后的200℃环境下的样品也印证了这一观点，此时的样品几乎无规则可言，样品聚集为一个整体。 2.2高浓度样品形貌分析 图2为试剂浓度均为2mmol的试剂反应后在不同温度下得到的bivo4样品，最初在80℃时，得到的样品呈球状，温度为120℃时得到的样品表面出现明显小颗粒，整体来看是麻球状，温度升高为160℃时，所得到的样品绝大多数为片晶，其中已经出现了少数的块晶，温
纳米材料的形貌控制 1 概述 纳米材料是指材料的三维尺寸中至少有一维处于纳米尺度(1-100 nm)，或由纳米尺度结构单元构成的材料。随着纳米材料尺寸的降低，其表面的晶体结构和电子结构发生了变化，产生了如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等宏观物质所不具有的特殊效应，从而具有传统材料所不具备的物理化学性质。纳米材料的尺度处于原子簇和宏观物质交界的过渡域，是介于微观原子或分子和宏观物质间的过渡亚稳态物质，它有着与传统固体材料显著不同的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应[1]，表现出奇异的光学、磁学、电学、力学和化学特性。 1.1 纳米材料的特性 1.1.1 量子尺寸效应 当粒子的尺寸下降到某一临界值时，其费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级，并且纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据的分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级，使得能隙变宽的现象，称为纳米材料的量子尺寸效应。当能级间距大于磁能、热能、静电能或超导态的凝聚能时，量子尺寸效应会导致纳米颗粒光、电、磁、热及超导电性能与宏观性能显著不同。量子尺寸效应是未来光电子、微电子器件的基础。 1.1.2 小尺寸效应 当纳米材料的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等外部物理量的特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米颗粒表面层附近的原子密度减小，从而导致其光、电、磁、声、热、力学等物质特性呈现出显著的变化：如熔点降低；磁有序向磁无序态，超导相向正常相的转变；光吸收显著增加，并产生吸收峰的等离子共振频移；声子谱发生
改变等，这种现象称为小尺寸效应。纳米材料的这些小尺寸效应为实用技术开拓了新领域。 1.1.3 表面效应 表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变化而急剧增大后引起的材料性质上的变化。随着材料尺寸的减小，比表面积和表面原子所占的原子比例将会显著增加。例如，当颗粒的粒径为10 nm时，表面原子数为晶粒原子总数的20%，而当粒径为l nm时，表面原子百分数增大到99%。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些原子易与其他原子相结合以降低表面能，故具有很高的化学活性。这种表面原子的活性不但能引起纳米粒子表面输运和构型的变化，也会引起电子能级和电子自旋构象的变化，从而对纳米材料的电学、光学、光化学及非线性光学性质等产生重要影响。通过利用有机材料对纳米材料表面的修饰和改性，可以得到超亲水和超疏水等性能可调的纳米材料，可以广泛的应用于民用工业。 1.1.4 宏观量子隧道效应 量子物理中把微观粒子具有的贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来的研究发现一些宏观量，如超微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通以及电荷等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而发生变化。故称为宏观量子隧道效应。对宏观量子隧道效应的研究对基础及应用研究都有着重要意义。宏观量子隧道效应与量子尺寸效应一起都将会是未来微电子、光电子器件的基础。此外，纳米粒子还具有其它的一些特殊性质，如库伦阻塞与量子隧穿及介电限域效应等。 1.2 纳米材料特性对材料性能的影响 1.2.1 电学性能 电学性能发生奇异的变化，是由于电子在纳米材料中的传输过程受到空间维度的约束而呈现出量子限域效应。纳米材料晶界上原子体积分数增大，晶界部分
钒酸铋材料的制备及光催化性能的研究 摘要: 钒酸铋(BiV04)作为一种新型半导体材料，因其可直接被可见光激发，更有效地利用太阳能，实现有机污染物的矿化，而成为近期光催化材料研究领域的热点之一。本文主要对钒酸铋光催化材料的现状、性质、制备方法以及未来的发展做了详细的介绍，对半导体光催化剂的发展有重要作用。 前言：随着经济的发展和人日的膨胀，全球范围的水质污染加剧、水生态环境恶化、可用水资源日益减少，己经严重影响了人类的生活和健康。水资源的污染主要来自于人类活动与生产的污染物，包括工业污染源、农业污染源和生活污染源。水中污染物种类繁多，有机污染物含量高，毒性强危害大，浓度波动幅度大。为了解决环境问题，人类开发了物理吸附法、化学氧化法、微生物降解等方法。这些传统方法虽然起到了一定作用，但也存在着很多局限性而不能广泛应用，例如:效率低、二次污染、耗能高、应用范围小等负面问题。因此开发高效、适用范围广、低能耗、具有较强氧化能力的环保处理技术是迫切需要的。 半导体光催化技术就是在这样的背景下应运而生并逐步发展起来的一门新兴的环保技术。它利用半导体氧化物材料在太阳光照射下表面能受激活化的特性，可有效地氧化分解有机污染物、还原重金属离子、脱色、灭菌和消除异味团。与传统的净化环境处理方法相比，半导体光催化技术拥有反应条件温和、无二次污染、操作简单和降解效果显著等优势，更重要的是光催化技术可以直接利用太阳光，光催化剂可再生、一可回收利用，这在节约能源方面具有重要意义。因此，半导体光催化技术及光催化剂的研究发展在近些年来受到了广泛关注。 关键词:钒酸铋制备光催化 1钒酸铋 1.1物理化学性质 钒酸铋(BiV04)是具有层状结构的典型三元半导体氧化物，因其具有铁弹性、离子传导性、声光转换等独特性而受到关注。自Kudo（1）实验室首次报道了BiV04在可见光下具有分解水的性能，开始了B1V04种光催化性能的研究。据报道，B1V0、主要有四方错石结构（z-t）、单斜晶系白钨矿结构（m）、四方钨矿结构（s-t）这三种晶型，相比于BiV04（s-t）、BiV04（m）和BiV04（s-t）光催化材料在可见光条件下具有良好的光催化性能而倍受青睐。而这主要由它们价带结构的差异决定。 在单斜相BiV04结构中，4个氧原子围绕着1个钒原子形成VO4四面体，6个氧原子围绕1个铋原子形成Bio6八面体，VO4之间互不接触，而Bi0。之间以边相邻交替，整体形成层状结构VO4四面体和BiO6八面体都有一定程度的扭曲，而BiO6八面体的扭曲则大大增强了Bi 6s孤对电子对的影响，VO4八面体的扭曲导致正负电荷的中心不重合，产生了内部电场，这一效果能促进光生电子-空穴对的分离，而四方相BiV04正负电荷因完全对称反而其催化活性并不高，这也是单斜BiV04具有较高光催化性能的原因之一。另外，四方相结构BiV04借助于电子从0 2p轨道跃迁到V 3p轨道，只能吸收紫外光，而单斜相BiV04是通过电子从Bi 6s和0 2p的杂化轨道跃迁到V 3p轨道，能充分利用可见光。单斜晶系白钨矿结构BiV04禁带宽度窄约为2. 4 eV，非常接近于太阳光谱中心，其吸收域值可延长至520 nm 左右，是一种理想的可见光响应光催化材料而成为众多科研工作者研究的热点。 2.2光催化原理 根据固体能带理论，固体是一个大分子，由许多原子或分子在空间内以一定的方式排
[Review] https://www.doczj.com/doc/8915683009.html, doi:10.3866/PKU.WHXB 201209145 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao ) Acta Phys.-Chim.Sin.2012,28(10),2436-2446 October Received:August 30,2012;Revised:September 10,2012;Published on Web:September 14,2012.? Corresponding author.Email:dsxu@https://www.doczj.com/doc/8915683009.html,;Tel:+86-10-62760360. The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51121091,21133001,61176004),National Key Basic Research Program of China (973)(2007CB936201,2011CB808702),and Science and Technology on Electro-optical Information Security Control Laboratory,China (9140C150304110C1502). 国家自然科学基金(51121091,21133001,61176004),国家重点基础研究发展规划项目(973)(2007CB936201,2011CB808702)和国家光电信息控制和安全技术重点实验室基金(9140C150304110C1502)资助 ?Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica 金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控研究进展 焦淑红1 徐东升1,2,*许荔芬1张晓光2 (1北京大学化学与分子工程学院,分子动态与稳态结构国家重点实验室,北京分子科学国家实验室,北京100871; 2 光电信息控制和安全技术重点实验室,河北三河065201) 摘要:金属氧化物纳米材料因其丰富的形貌、独特的性能、广泛的应用成为材料合成领域研究的热点.调控金 属氧化物纳米材料的形貌对于调变其性能、拓展其应用空间具有重要意义.电化学方法由于操作简单易控、方法灵活多变,因此成为调控金属氧化物形貌的常用方法.本文综述了近年来我们在金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控方面已取得的研究结果;总结了不同金属氧化物在电化学过程中晶体生长机制和形貌调控的规律,为实现功能材料的定向合成奠定了基础.关键词: ZnO;金属氧化物;形貌调控;电沉积;纳米管;多级结构 中图分类号: O646 Recent Progress in Electrochemical Synthesis and Morphological Control of Metal Oxide Nanostructures JIAO Shu-Hong 1 XU Dong-Sheng 1,2,* XU Li-Fen 1 ZHANG Xiao-Guang 2 (1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,State Key Laboratory for Structural Chemistry of Unstable and Stable Species,College of Chemistry and Molecular Engineering,Peking University,Beijing 100871,P .R.China ;2Science and Technology on Electro-optical Information Security Control Laboratory,Sanhe 065201,Hebei Province,P .R.China ) Abstract:There has been considerable focus on the synthesis of metal oxide nanostructures because of their extensive structures,unique properties,and wide applications.The morphological control of metal oxide nanostructures is of interest for tuning their performance and expanding their range of applications.Electrochemical methods have become a common way of controlling the morphologies of metal oxides,owing to their simple operation,ease of control,and flexible modes.This paper presents a brief overview of our research in the electrochemical synthesis and morphological control of metal oxide nanostructures.We will also discuss the crystal growth mechanism and the morphology control of different metal oxides during the electrochemical deposition process,which lays the foundation for orientation design and fabrication of functional materials. Key Words:ZnO;Metal oxide;Morphological control; Electrodeposition; Nanotube; Hierarchical structure 2436
[Article] https://www.doczj.com/doc/8915683009.html, 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao ) Acta Phys.-Chim.Sin.2012,28(12),2917-2923 December Received:July 19,2012;Revised:September 3,2012;Published on Web:September 3,2012? Corresponding author.Email:long_mc@https://www.doczj.com/doc/8915683009.html,;Tel:+86-21-54747354. The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20907031).国家自然科学基金(20907031)资助项目 ?Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica doi:10.3866/PKU.WHXB 201209032 盐酸溶液处理钒酸铋增强可见光催化活性及其机理 龙明策* 万 磊 曾 曾 刘伊依 陈渊源 (上海交通大学环境科学与工程学院,上海200240) 摘要: 采用盐酸水溶液处理BiVO 4的方法获得增强的光催化活性.在0.1mol ·L -1酸溶液中浸渍反应6h, BiVO 4的可见光催化降解苯酚的活性提高了3.5倍.采用X 射线衍射(XRD),扫描电镜(TEM)和漫反射光谱(DRS)等表征手段研究处理后样品的晶相组成和表面形貌,结合不同酸和氯化物处理的对照实验,结果表明,在H +和Cl -的协同作用下,BiVO 4表面部分溶出并以BiOCl 沉积,形成了表面具有凹陷沟壑的BiVO 4颗粒与片状结构BiOCl 的复合物.采用悬浮液光电压法测定BiOCl 平带电位,通过BiVO 4和BiOCl 的能带分析及其混合颗粒的光催化活性测试,确证二者间不存在颗粒间电子转移效应.增强的光催化活性主要归因于BiVO 4表面形成了有助于光生电荷迁移的凹凸不平结构.这种表面处理方法有望成为一种增强半导体化合物光催化活性的有效途径.关键词: 光催化;BiVO 4;BiOCl; 异质结;表面纳米结构;可见光活性;苯酚降解 中图分类号: O643 Enhanced Visible Light Activity of BiVO 4by Treating in HCl Aqueous Solution and Its Mechanism LONG Ming-Ce * WAN Lei ZENG Ceng LIU Yi-Yi CHEN Yuan-Yuan (School of Environmental Science and Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,P .R.China )Abstract:Enhanced photocatalytic activity of BiVO 4has been achieved by immersing in HCl aqueous solution.After treated for 6h in 0.1mol ·L -1HCl solution,the visible light activity of BiVO 4for phenol degradation increased by 3.5times.X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),and diffuse reflectance spectroscopy (DRS)were carried out to analyze the crystal components and surface morphology of the treated https://www.doczj.com/doc/8915683009.html,parison of samples treated in different acids and chlorides indicated that with the appropriate concentrations of H +and Cl -ions,BiVO 4partially dissolved,was deposited as BiOCl,and finally a composite of flaked BiOCl and micro-particles of BiVO 4with pits formed over the surface.The flatband potential of BiOCl was measured by a slurry method.According to the results of energy band analyses and photocatalytic activity tests of mixed BiVO 4and BiOCl particles,there is no interparticle electron transfer effect between them.Therefore,the mechanism of the enhanced photocatalytic performance of the treated BiVO 4can be attributed to the unevenness of the surface,which can facilitate photogenerated charge separation.This type of surface treatment method could be developed into an effective method for preparing photocatalysts with enhanced photocatalytic performance.Key Words:Photocatalysis; Bismuth vanadate; Bismuth oxychloride;Heterojunction;Surface nanostructure; Visible light activity;Phenol degradation 2917
水的密度 表2.4.1 水的密度3） 压力温度℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.001 999.80 00 －－－－－－－－－ 0.005 999.80 00 999.700 998.3 028 －－－－－－－ 0.01 999.80 00 999.800 998.3 029 995. 7184 992 .26 04 －－－－－ 0.05 999.80 00 999.800 998.3 029 995. 7184 962 .26 04 988 .04 47 983.1 875 977.7 083 971.6 284 － 0.1 999.80 00 999.800 998.3 029 995. 7184 992 .26 04 988 .04 47 983.1 875 977.7 083 971.6 284 965.1 578 0.15 999.90 00 999.800 998.3 029 995. 8176 992 .35 88 988 .04 47 983.1 875 977.7 083 971.7 229 965.1 578
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金属铂纳米颗粒的形貌控制合成 Shape-controlled Synthesis of Metal Platinum Nanoparticles 【摘要】金属纳米颗粒的形貌控制合成是金属纳米材料研究领域倍受关注的难题。铂黑是化工领域重要的催化剂。铂纳米颗粒的催化性能优于铂黑,其性质与形貌、粒径和结构密切相关。近年来,铂纳米颗粒的形貌控制合成虽然取得了一定进展,但所得到的多数铂纳米颗粒形貌不单一,大小不均匀。 为此,本论文采用多醇还原法制备形貌、粒径及二级结构可控的铂纳米颗粒,探索了不同反应条件对铂纳米颗粒形貌粒径的影响,并对纳米颗粒形成机理进行了初步探讨,采用多种分析手段对产物进行了表征。采用晶种两步生长法制得具有链状二级结构的铂纳米颗粒。 以六水合氯铂酸为前驱体,以乙二醇和三缩四乙二醇为混合溶剂及还原剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,微波加热制备铂纳米晶种,然后在油浴中进一步生长成链状二级结构的铂纳米颗粒,并用紫外-可见光谱(UV-vis)、透射电子显微镜(TEM)、粉末X-射线衍射(XRD)以及X-射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征。对链状结构形成机理进行了初步探讨,认为颗粒呈链状分布是由于PVP的支架剂功能。 采用微波辐照加热法,以六水合氯铂酸为前驱体,以乙二醇和三缩四乙二醇混合溶液为溶剂及还原剂,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为协同稳定剂,在适量KOH存在下微波加热100秒,制备出“爆米花”状的铂纳米颗粒; 考察了反应参数对“爆米花”状的铂纳米颗粒控制合成的影响;以γ-Al2O3为载体,初步探讨了γ-Al2O3负载的“爆米花”状的铂纳米颗粒的催化活性。以氯铂酸钾(K2PtCl6)作为前驱体,利用PVP和CTAB作为形貌控制剂,以乙二醇作为溶剂及还原剂,在一定量NaNO3存在下制备出分布较均匀的自组装铂纳米颗粒。探讨了铂纳米颗粒自组装体的形成机理,认为PVP长链包围在CTAB的一端,形成链-球状软模板,将氯铂酸钾包围其中,当Pt(IV)被还原后因PVP链的桥联作用使得分散的铂纳米颗粒相互靠近,有序聚集成自组装体。 【Abstract】Much attention has been paid to the shape-controlled synthesis of metal nanoparticles in the field of metallic nanomaterials. Platinum black is an important catalyst for chemical industry. The catalytic property of platinum nanoparticles is much higher than the platinum black, but its intrinsic properties are strongly dependent on its size, morphology and structure. In recent yeas, though the shape-controlled synthesis of platinum nanoparticles has made a much progress, few of uniform platinum 。。。。 【关键词】铂；纳米颗粒；形貌；微波；自组装体；乙二醇；三缩四乙二醇；聚乙烯吡咯烷酮；十六烷基三甲基溴化铵；透射电子显微镜； 【Key words】Platinum；Nanoparticles；Morphology；Microwave；Self-assembly；Ethylene glycol；Teraethylene glycol；Cetyltrimethylammonium bromide；Polyvinylpyrrolidone；Transmission electron microscopy； 【网络出版投稿人】中南民族大学【网络出版年期】2011年S2期 【DOI】CNKI:CDMD:2.2009.226793