第６５卷第２期 ２０１４年２月 化工 ＣＩＥＳＣ 学报 Ｊｏｕｒｎａｌ Ｖ＿０１．６５ ＮＯ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ
翼
热重分析法研究氢氧化镁纳米粉体的
非等温分解动力学
李歌 ，李增和 ，马鸿文２，陈登利
（ 北京化工大学理学院，北京１０００２９； 中国地质大学矿物材料国家专业实验室，北京１０００８３
中国石油辽阳石化亿方工业公司，辽宁辽阳１１１００３）
摘要：以白云石为原料，盐酸酸溶后得到ＣａＣ１２一ＭｇＣ１２滤液，采用氨水直接沉淀法制备出符合ＨＧ／Ｔ ３６０７－－２０００ Ｉ型标准的六方片状的纳米氢氧化镁。六方片厚度为２５￣３０ ｎｌｎ，直径为０＿３～０．４ ｂｔｍ。利用热重分析法对纳米氢 氧化镁在不同升温速率下的热分解动力学进行研究，以期深入了解纳米氢氧化镁热分解制备纳米氧化镁粉体过程
的物理化学本质。采用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法和Ｏｚａｗａ法计算出氢氧化镁热分解反应活化能分别为１１５．４７ ｋＪ・ｍｏｌ 和１２６．０４ ｋＪ・ｍｏｌ～。对热重分析数据进行处理和拟合，判断纳米氢氧化镁粉体热分解反应机理函数为Ａｖｒａｍｉ—Ｅｒｏｆｅｅｖ（ｎ＝１．５１ 的随机成核和随后生长机理。指前因子为３．０７７×１０加Ｓ－。。纳米氢氧化镁经煅烧制备得到的氧化镁纳米球的直径为
８０～１００ １１１Ｉ＂１。 关键词：纳米氢氧化镁；热重分析；热分解；动力学；纳米氧化镁
ＤＯＩ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．０４３８—１１５７．２０１４．０２．０３０ 中图分类号：ＴＱ ０２８．８ 文献标志码：Ａ 文章编号：０４３８—１１５７（２０１４）０２一Ｏ５７６—０７
Ｎｏｎ－・ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｎａｎｏ－－Ｍｇ（ＯＨ）２ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ
ＬＩ Ｇｅ ，ＬＩ Ｚｅｎｇｈｅ ，ＭＡ Ｈｏｎｇｗｅｎ ，ＣＨＥＮ Ｄｅｎｇｌｉ。
中国科技核心期刊 斩 建巍村 热分翩法制备复合撸杂ＶＯ２粉体硇 结构及动力学研夯 毕爱红 ，董奎义 ，朱金华 （１．９２９６１部队，海南三亚５７２０００； ２海军工程大学理学院，湖北武汉４３００３３） 摘要：以Ｖ Ｏ 、钨酸铵、钼酸铵和草酸为原料，采用高温热解前躯体的方法制备了复合掺杂ｗ“和Ｍｏ“的相变纳米ＶＯ 粉体。 采用ＴＧ、ＤＳＣ、ＤＴＧ、ＸＲＤ等手段对热分解产物的结构及热分解动力学进行了研究。结果表明：热分解过程中复合掺杂ｗ“和Ｍｏ“的 ＶＯ 纳米晶的生长是受溶质扩散和表面反应共同控制的过程，热分解时间为４０ ｍｉｎ时，热分解体系的表观活化能为５１．５６ ｋＪ／ｔｏｏｌ； 随着热分解温度的升高和热分解时间的延长，复合掺杂ｗ 和Ｍｏ“的纳米ＶＯ 粉体晶粒尺寸逐渐增大，而晶格畸变度逐渐下降。 关键词：复合掺杂ＶＯ 粉体；热分解动力学；活化能；生长模型 中图分类号：ＴＱ１３５．１＋１；ＴＢ３８１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—７０２Ｘ（２０１４）０１—００２２—０５ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｃｏ－ｄｏｐｅｄ ＶＯ２ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒ ｂｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｝，Ａｉｈｏｎｇ ，ＤＯＮＧ Ｋｕｉｙｉ ，ＺＨＵ ｎ Ｍ （１．９２９６１ Ｕｎｉｔ ｏｆ ＰＬＡ，Ｓａｎｙａ ５７２０００，Ｈａｉｎａｎ，Ｃｈｉｎａ：２．Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３００３３，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏ－ｄｏｐｅｄ ＶＯ２ ｐｏｗｄｅ￣ｄｏｐｅｄ ｗｉｔｈ Ｗ６ ａｎｄ Ｍｏ ｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｕｓｉｎｇ Ｖ２０５，（ＮＨ４） ７０ ‘６Ｈ２０，（ＮＨ４） ０７０２４’４Ｈ２０ ａｎｄ ｏｘａｌｉｃ ａｃｉｄ ａｓ ｓｏｕｒｃｅｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣＯ—ｄｏｐｅｄ Ｖ０２ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＴＧ／ＤＳＣ／ＤＴＧ ａｎｄ ＸＲＤ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏ－ｄｏｐｅｄ Ｖ０２ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｂｏｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｅ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏ－ｄｏｐｅｄ ＶＯ２ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｍ ｗｅｒｅ ５ １．５６ ｋＪ／ｍｏｌ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｓ ４０ ｒａｉｎ．Ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ＣＯ—ｄｏｐｅｄ ＶＯｚ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｔｉｃｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｌｏｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｗ“ａｎｄ Ｍｏ ｃｏ－ｄｏｐｅｄ ＶＯ２ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃｓ；ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ：ｇｒｏｗｔｈ ｍｏｄｅｌ ０引言 ＶＯ 是一种在６８℃附近具有相变功能的氧化物［１ｌ，而６８ ℃对于实际应用偏高。如果将ＶＯ 的相变点降到室温附近，当 温度超过相变点时，ＶＯ 变为高温金属相，此时的反射率很 大，就会起到阻挡太阳能热辐射的作用，使得内部温度降低； 而当温度低于相变点时，ＶＯ 变为低温半导体相，此时的透过 率很大，使得热辐射进入室内从而使内部温度上升，如此循环 往复可实现智能控温。研究表明，通过在ＶＯ 中掺入杂质离 子Ｍｏ￣２－３１、Ｗ 、ｗ 和Ｆ一离子共掺杂［６－７１，可以使 降低至室 温附近，而此时对热滞回线的陡度要求不高，所以可通过掺杂 收稿日期：２０１３—０６—１５ 作者简介：毕爱红，女，１９８０年生，山东昌乐人，工程师，博士。地址 海南省三亚市榆亚路４６８号，Ｅ—ｍａｉｌ：ｂｉａｉｈｏｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎ。 ・２２・ 新型建筑材料 ２０３４．１ 的方式降低相变温度＿８＿Ｉｑ。 目前关于相变ＶＯ 材料的研究主要集中在制备方法、掺 杂降低相变温度等方面１２－ｓ］，而关于热分解条件对复合掺杂ＶＯ 粉体结构和热分解动力学的研究却未见报道。本文以Ｖ ０ 为 钒源，草酸为还原性酸，钨酸铵和钼酸铵为掺杂离子源，通过 热解前躯体的方法制备复合掺杂Ｗ 和Ｍ０ 的相变ＶＯ：粉 体，借助ＴＧ、ＤＳＣ、ＤＴＧ热分析和ＸＲＤ物相分析，研究了热分 解条件对产物物相结构、晶粒尺寸和晶格畸变度的影响，在此 基础上研究了复合掺杂ＶＯ 粉体的热分解动力学，并提出了 相应的晶体生长模型，为热分解制备复合掺杂纳米ｖ０ 粉体 的工艺优化、过程控制提供理论依据。 １实验 １．１主要原料及仪器 Ｖ２
第３９卷第１期 ２０１１年１月 化学工程 ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ（ＣＨＩＮＡ） Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１１
Ｆｅ粉表面化学镀Ｎｉ—Ｐ的热力学与动力学
闰操，戴玉林，徐宏，侯峰，姚志燕
（华东理工大学机械与动力工程学院，上海２００２３７）
摘要：为了改善粉末的表面性状、提高其耐腐蚀及耐磨损性能、降低烧结温度，文中用化学镀法在Ｆｅ粉表面包覆了
低熔点的Ｎｉ．Ｐ合金镀层。为了更好地控制粉体化学镀的沉积速率及探讨其沉积机制，引入电化学Ｂｏｃｋｆｉｓ方程式、 用称量法测定Ｆｅ粉表面镀层的沉积量，根据热力学基本方程式求得了热力学函数△Ｇ ，△ｓ ，△月 ，并研究了各 个实验因素对应的动力学参数，建立了沉积速率的经验方程式。实验结果表明：粉体化学镀的最佳施镀温度为 ３６２ Ｋ，高于此温度时，镀液易分解。在施镀温度范围内，化学反应过程可自发进行，体系为吸热反应。
关键词：粉体；化学镀；热力学；动力学 中图分类号：ＴＦ １２３．１２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５－９９５４（２０１１）０１－００７３－０４
Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ Ｎｉ－Ｐ ｐｌａｔｉｎｇ ｏｎ Ｆｅ ｐｏｗｄｅｒ
ＹＡＮ Ｃａｏ，ＤＡＩ Ｙｕ－ｌｉｎ，ＸＵ Ｈｏｎｇ，ＨＯＵ Ｆｅｎｇ，ＹＡＯ Ｚｈｉ－ｙａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｆｅ ｐｏｗｄｅｒ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｏｘｉｄａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄ ｄｒｏｐ
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溶胶—凝胶法制备铁氧体粉体的动力学分析
作者：孙昌 孙康宁 林宝盛
来源：《江苏陶瓷》2015年第05期
摘 要 采用溶胶-凝胶工艺（sol-gel）制备铁氧体粉体，通过研究反应过程中胶体的性质与结构研究了sol-gel制备铁氧体粉体的动力学，实验结果显示本文采用sol-gel制备铁氧体粉体过程中具有较低的晶体生长活化能， 因此反应比较容易进行，经过分析计算得到钡铁氧体与Mg掺杂锂锌铁氧体晶体的生长活化能分别为11.97 KJ/mol和6.26 KJ/mol。
关键词 溶胶-凝胶；动力学分析；铁氧体
0 前 言
溶胶-凝胶工艺（sol-gel）制备纳米粉体的过程中，胶体的性质与结构取决于过程中的化学反应，并对所制备的粉体产生显著的影响，因此研究sol-gel过程中的主要反应与动力学对有效控制sol-gel具有非常重要的意义。sol-gel制备铁氧体粉体的过程通常由溶胶-凝胶化和干凝胶的热处理阶段两个阶段组成，sol-gel化阶段包括胶体颗粒的形成和长大，这个过程与晶体生长过程中的晶体形核、核长大不同，这两个过程均遵循成核与核长大的基本规律；干凝胶的热处理阶段主要包括晶核形成、晶核生长和晶格转变等步骤，sol-gel制备铁氧体粉体的过程中，溶胶-凝胶化阶段和干凝胶的热处理阶段两个阶段在动力学上具备各异的特点。
1 实 验
1.1 实验材料与设备
准备Zn（NO3）2·6H2O、Fe（NO3）3·9H2O、LiNO3、Zn（NO3）2·6H2O、柠檬酸、NH3·H2O（浓度25%～28%）、真空干燥箱、磁力搅拌器、水浴锅、试验电阻炉等。
1.2 材料的制备
图1是采用sol-gel工艺制备铁氧体纳米粉体的工艺流程示意图，Sol-gel制备铁氧体粉体的具体过程如下：按所制备的铁氧体分子式中各元素的化学计量比，称取所需质量的化学试剂， 按照1：1的比例称取柠檬酸的量与金属阳离子，然后分别配制金属硝酸盐水溶液与柠檬酸溶液，在搅拌状态下，将金属硝酸盐溶液倒入柠檬酸溶液中，并通过向溶液中滴加氨水的方法，使混合溶液的pH值等于7，持续搅拌2h后，于室温下老化24h，得到溶胶；将溶胶放置于水浴锅中，水温保持80℃，3～5h得到湿凝胶，随后在120℃干燥箱干燥12～24h，取出后得到干凝胶。将干凝胶置于电阻炉中于设定烧结制度下进行热处理，热处理完成后随炉冷却后取出研磨、过筛进行分析检测。本实验分别制备了纳米钡铁氧体和Mg掺杂锂锌铁氧体，通过分析获得平均晶粒尺寸与烧结温度关系。 龙源期刊网
