磷酸锌空心纳米球固相一步化学合成与表征
有机模板固相合成磷酸锌及其表征
峰 为 （ Ｈ Ｃ Ｈ 弯 曲振 动 ，１ ４ ４ ｍ 处 吸收 Ｃ ）的 — １ ２ ． ２ｃ 峰 为脂 肪 族 胺 的 Ｃ— Ｎ 伸 ５ｃ １ １ ３ ． ２ｃ 处 的特 征吸 收峰分 别归 属为 Ｃ ６ ５ ５ ｍ —Ｈ 的伸
：１ 确称 量后 置 于研 钵 中 ， 磨 ４ ｎ左 右 使 之成 准 研 ０ｍｉ
Ｔ ｂ １ Ｄ ｔ ｆ ｏ ｏｉ ｏ ｎ ｌｓ ｆ ｈ ｒｄ ｃ／ ａ ． ａａｏ ｍｐ ｓｔ ｎ ａ ａｙｉ ｏ ｅ ｏ ｕ ｔ ％ ｃ ｉ ｓ ｔ ｐ
１ 实 验
１ １ 试 剂 与仪器 ．
１ ６ 己二胺 、 ，一 氯化 锌 、 磷酸 二氢 钠等 均为 分析 纯 。
有 机 模 板 固相 合成 磷 酸锌 及 其表 征
王 金霞 ， 艳阳 ， 高 魏 宁
（ 中北 大学理 学 院化 学 系， 山西 太原 ０ ０ ５ ） ３ ０ １
摘 要 ： １ ６ 己二 胺 作 为 模 板 剂 ， Ｚ Ｃ Ｎ Ｈ Ｐ 原 料 ， 用 固相 合 成 法 于 ８ 以 ，一 以 ｎ １、 ａ Ｏ 为 采 Ｏ℃ 反 应 ４ｈ合 成 了舍 有模 板 剂
基金项 目： 中北 大 学 校 科 学基 金 资 助 项 目
磷 酸锌 分子 筛是 拓 扑结 构最 为丰 富 的非致 密相 磷 酸 盐之 一 ， 具有 奇妙 的孔 道结 构 ， 不仅 可 以作 为 催化 材 料、 气体 分 离与 吸 附剂 、 子 交 换 剂 等 ， 且 在 功 能 材 离 而 料 组装 及药 物嵌 入 等 方 面也 表 现 出广 阔的 应 用 前 景 。 自 １９ ９ ２年 Ｈａｒ ｏ ｒｉ ｎ等［ 报 道 了含 有 机 模 板 剂 的 磷 ｓ １ 酸 锌 的合 成与结 构 以来 ， 种 磷 酸锌 类 微 孔 材 料 相 继 多 被 合成 ｒ 。 均 采 用 溶 剂 热 或 水 热 方 法 ， ３ ， 。 但 即是 在 液 相 体 系 中制备 ， 仅 反 应 时 间较 长 （ ０ ｄ左 右 ） 反 应 不 １ ，
空心纳米磷酸钙载药体系的制备与表征
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｌ ｉｍ ｈ ｓ ｈ ｔ ； ｏｌ ｗ； ｒ ｇｃ ｒｉｒ ； ｒ ｇ ｄ ｌ ｅ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｃｕ ｐ ｏ ｐ ａｅ ｈ ｌ ｏ ｄ ｕ ａ ｒｅ ｓ ｄ ｅ ｉ ｒ ｕ ｖ
０ 引 言
可 控载 药 技 术越 来 越 引 起人 们 的关 注 ． 传 统 与
第 ２ ７卷 第 ７期 ２ １ 年 ７月 ０１
无
机
化
学
学
报
Ｖｏ ． ． １ ２７ Ｎｏ７
ＣＨＩ Ｓ ＯＵ ＮＥ Ｅ Ｊ ＲＮＡＬ ＯＦ Ｉ Ｎ０ＲＧ ＡＮＩ ＨＥ Ｓ ＲＹ ＣＣ ＭＩ Ｔ
１ ３ —２ ８ ２ ３１ ３
空心纳米磷酸钙载药体 系的制备与表征
贺 文 慧 唐 睿 康 徐 旭 荣
ＨＥ ｅ — ｉ ＴＡＮＧ ｉＫａ ｇ ＸＵ Ｗ ｎ Ｈｕ Ｒｕ － ｎ Ｘｕ－ ｎｇ Ｒｏ
（ｅ ａｔｅ ｔｆＣ ｅ ｉｒ， ｈｊａｇＵ ｉ ｒｉ， ｎｚｏ ０ ７ Ｃ ｉ ） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｏ ｈ ｍｓ ｙ Ｚ ｅ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｈａｇｈｕ３ ０ ２， ｈｎ ｍ ｔ ｉ ｅ ｔ １ ａ
关 键 词 ： 酸钙 ； 球 结 构 ； 药 ； 放 磷 空 载 释
中 图分 类 号 ： ６ ７２ ０４．
文 献标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：１０ —８ １２ １）７ １３ —６ ０ １ ６ （０ １ —２ ３０ ４ ０
Ｓ ｎ ｈ ｓｓｏ ｌ ｗ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆＨｏｌ Ａｍ ｏ ｐ ｏ ｓＣａｃｕ ｏ ｐ ａ ｅ ｆ ｒＤｒ ｇ Ｄｅｉｅ ｙ ｏ ｒ ｈ ｕ ｌｉ ｍ Ｐｈ ｓ ｈ ｔ ｏ ｕ ｌ ｒ ｖ
相 溶 液 中形 成 的 微乳 液 ． 泡【 表 面活 性 剂 或超 液 埘．
磷酸锌钾纳米薄片的固相合成及工艺优化
ＭＡ ｈ ｏ ｍｅ ＹＵＡＮ Ａｉ ｑ ｎ Ｓ ａ — ｉ． —ｕ０
（． Ｃｏｌｇ ｆ ｒ — ｄ ｅ ｔ ｎ Ｇｕ ｎ ｘ ｉｅ ｓ ｙｆｒ ａｉｎ ｌ ｉｓ １ ｌ ｅｏ ｅ ｅ ｕ ａｉ ， ａ ｇ ｉ ｅ ｐ ｏ Ｕｎｖ ｒｉ ｔ ａｉｅ ，Ｎａ ｎｎ ５ ０ ０ ｔ ｏＮ ｏ ｔ ｎ ｉｇ ３ ０ ６，Ｃ ｉａ ｈｎ ） （ ． Ｓ ｈ ｏ ｆ ｅ ｓ ｙａ ｄＣ ｅ ｃ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ２ ｃ ｏｌ ｍｉｔ ｎ ｈ ｍｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ，Ｇｕ ｎ ｘ ｎｖ ｒｉ ，Ｎａ ｎｎ ５ ０ ０ ｏ Ｃｈ ｒ ｎ ａ ｇ ｉ ｉｅｓｔ Ｕ ｙ ｎ ｉｇ ３ ０ ４，Ｃ ｉａ ｈｎ）
（． 广 西民族 大 学预 科教 育 学 院 ，广 西 南宁 １ （． 广 西 大学化 学化 工 学院 ，广西 南宁 ２ ５ ００ ） ３０ ６ ５０ ０） ３０ ４ ５ ００ ） ３０６
（． 广 西 民族 大学化 学与 生 态工程 学院 ，广 西 南宁 ３
摘
要 ： ￣Ｚ Ｓ ７ ； ｎ Ｏ ・Ｈ Ｏ和ＫＰ ３ Ｚ ，Ｏ ・Ｈ Ｏ为原料 ，采 用 固相反 应 法合成磷 酸锌 钾 纳 米片 ，通过 Ｘ Ｄ、 Ｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
锌钾纳米薄片的最优工艺条件 。
关键 词 ：固相 反应 ；磷 酸锌 钾 ；数据 挖掘 ；纳 米 薄片 Ｓｙ ｈｅ ｉ ｆＮａ ｏ－ ａ ｅ ｌａ ＺｎＰＯ ４ｂｙ Ｓ ｌｄ－ｓａ ｅ Ｒｅ ｃ ｉ ｎ ａ ｄ ｎｔ ｓｓｏ ｎ ｌ ｍ ｒｌ ｒ Ｋ ｏｉ ｔ ｔ ａ ｔｏ ｎ ｉｓＤａ ａ Ｍ ｉ ｎ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｔ ｔ ｎｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ
固相反应合成磷酸锌钾多元微肥及其表征
具有操作简单 ， 流程短 ， 没有三废产生的特点 。
１ 实验 部 分
１ １ 试剂 与 仪器 ．
（）将 产 物 用 红外 光 灯 照 射 干燥 后 用 Ｋ ｒ ４ Ｂ 压 片 ， Ｉ ５ 红外 光谱 仪 （ 用 Ｒ４ ０型 岛津 ） 定 红 外 光 谱 。 测 仪 器 分 辨 率 为 ４ ｅ ～ ， 描 范 围 为 ４０～ ４０ ｒ ａ 扫 ０ ００
ｅｒ 一 ａ
。
Ｚ Ｓ ・ Ｈ２ 分 析 纯 ） Ｋ３Ｏ ３ Ｏ（ 析 ｎＯ４ ７ Ｏ（ 、 Ｐ ４－ Ｈ２ 分
纯 ） Ｐ Ｃ ４ ０ 工 业 品 ） 、Ｅ－０ （ － 。
Ｓ Ａ４ ９ Ｃ 型 热 重 一 差 热 分 析 仪 、 Ｍａ Ｔ －０ Ｐ Ｄ／ ｘ ２ ０ （型 Ｘ射 线 衍 射 仪 （ ｕ靶 ， 石 墨单 色器 ） ５０１３ ３ Ｃ 带 、 Ｉ ４０型 红外光谱 仪 、 －７ 描 电子显 微镜 。 Ｒ５ Ｓ５０扫
１ ２ 实验步 骤 ．
（）取一 定 量 的产 物 置 于 刚 玉 坩 锅 内 ， 于 管 ５ 放 式炉中， 在流量为 １０ － ｎ１ ０ ｍｉ． 的氮气 中以２ ｍＬ ０℃ ・ ｍｉ 温 度升 到 １０ ｎ ０ ０℃ ， 测试 ＤＴ Ｔ 曲线 ， 察 Ａ／ Ｇ 考
摘
要： 以聚 乙二醇 一４ ０为模板 ， ３ Ｏ ・ Ｈ Ｏ与 Ｚ Ｓ ４ ７ ２ ０ Ｋ Ｐ ４３ ２ ｎ Ｏ ・Ｈ ｏ为原料 ， 固相反应合 成得到缓 溶多元微 肥 经
磷酸锌钾 。用 ｘ射线粉末衍射 （ Ⅺ ）热重 一差热 分析 （ 叽 ～ 、 、 ） 红外 光谱 （Ｒ） Ｉ 以及扫 描 电镜 （ Ｅ 对产 物进 Ｓ Ｍ）
新结构磷酸锌的合成与表征
新结构磷酸锌的合成与表征
合成磷酸锌（ZnP2）是一种重要的光电催化材料，其具有良好的光电催化性能和耐久性能，以及良好的光吸收梯度和电子移动性。
合成的ZnP2结构有多种形式，其中包括晶体、纳
米粒子、薄膜和纤维。
晶体ZnP2通常以金属化学的方式合成，其他形式的ZnP2则需要复杂的合成程序。
一般来说，晶体ZnP2的合成可以分为两个部分：预处理和化学合成。
预处理过程中，需
要将磷酸二酯加热到超过150℃，以确保分子完整性和解聚性能。
然后将该溶液浓缩，以
提高反应活性，并使用金属盐来形成晶体，其中金属盐可以为锌、铝、铬、钒或锰。
合成
的溶液的pH值和温度要保持适宜范围，以保证所产生的晶体结构质量。
经过适当的处理后，ZnP2晶体便可以完成合成。
最后，可以通过X射线衍射、扫描电镜/
电子探针、表面特性分析、表征分析和全息图像学等方法来确定磷酸锌（ZnP2）晶体的结构和表征。
纳米空心羟基磷酸锌的制备及表征
纳米空心羟基磷酸锌的制备及表征马晓飞;朱邦尚;袁晓亚;童刚生;苏越【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2013(032)008【摘要】以六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)及磷酸氢二铵((NH4) 2HPO4)为反应原料,三羟甲基乙烷(TME)为反应助剂,采用化学沉淀法以非模板的方式制备了具有空心结构的纳米羟基磷酸锌粉体.反应温度控制在20℃以下,使用氨水调控反应体系的pH值约8.5.利用X射线衍射、傅里叶变换红外吸收光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪及电感耦合等离子光谱发生仪对反应产物的晶体结构、形貌及元素含量进行了表征.结果表明,最终得到的产物具有空心结构,壁厚约7 nm,粒径30～ 50 nm.产物具有特殊的晶体结构特征,其可能的化学式为Zn5 (PO4)3 (OH)x·(2-x)H2O.通过简单的化学合成得到了一种新型无机纳米空心材料.【总页数】4页(P4-7)【作者】马晓飞;朱邦尚;袁晓亚;童刚生;苏越【作者单位】上海交通大学分析测试中心,上海200240;上海交通大学分析测试中心,上海200240;上海交通大学分析测试中心,上海200240;上海交通大学分析测试中心,上海200240;上海交通大学化学化工学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】O611.4【相关文献】1.温液固法制备纳米磷酸锌及其表征 [J], 伍丹2.羟基磷灰石空心纳米球的制备及表征 [J], 彭志明;陈晓明;李湘南3.聚乳酸-羟基乙酸聚合物载入羟基喜树碱载药纳米粒子的制备及表征 [J], 李瑞端;张建军4.纳米羟基磷灰石/聚羟基丁酸酯骨组织工程支架的制备及性能表征 [J], 管东华;林映荷;黄建生;陈治清5.磷酸锌空心纳米球固相一步化学合成与表征 [J], 邹洪涛;刘吉平;苏岳锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ZnO空心纳米球基光催化剂的合成及其光学性质的研究
ZnO空心纳米球基光催化剂的合成及其光学性质的研究ZnO空心纳米球基光催化剂的合成及其光学性质的研究一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术成为了解决这些问题的一种重要方法。
传统的光催化材料主要是二氧化钛（TiO2），但其在可见光区域的催化活性较低。
由于氧化锌（ZnO）在可见光下具有较高的催化活性和光稳定性，近年来越来越多的研究将其用作光催化剂。
二、ZnO空心纳米球的合成方法ZnO空心纳米球的合成方法多种多样，其中最常见的包括模板法、水热法和溶剂热法。
模板法是利用聚苯乙烯微球作为模板，在模板上沉积ZnO晶体，然后通过烧蚀模板得到Hollow ZnO微球。
水热法和溶剂热法则是在高温高压的条件下合成纳米球，其原理是利用溶剂分解和重组的过程。
三、ZnO空心纳米球的表征为了确定ZnO空心纳米球的形貌和结构特性，研究者们使用了多种表征手段，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）。
SEM和TEM图像显示，ZnO空心纳米球呈现出均匀的球形形态，空心结构明显可见。
XRD结果确认了ZnO空心纳米球为典型的结构。
四、ZnO空心纳米球的光学性质ZnO空心纳米球在光学性质方面表现出较好的特性。
紫外-可见吸收光谱显示，在可见光区域，ZnO空心纳米球表现出较高的吸收能力。
这是由于ZnO空心纳米球具有较高的光吸收能力和较低的能带隙。
此外，随着ZnO空心纳米球内部孔隙结构的增加，其吸收能力提高明显。
五、ZnO空心纳米球的光催化性能研究实验研究显示，ZnO空心纳米球在可见光催化下对染料降解有良好的催化效果。
这可以归因于ZnO空心纳米球的较高吸光性和光生电子-空穴对的产生能力。
此外，通过控制ZnO空心纳米球的空心结构和孔径大小，可以进一步优化其催化性能。
六、结论本文综述了ZnO空心纳米球基光催化剂的合成方法和光学性质的研究。
结果表明，ZnO空心纳米球具有较高的吸光性和光催化活性，可望在环境污染治理和能源转化等领域发挥重要作用。
纳米科技材料的合成与表征方法详解
纳米科技材料的合成与表征方法详解引言：纳米科技材料是一种特殊的材料，具有特殊的物理、化学和生物学特性。
纳米科技的发展已经在众多领域如电子、医疗、环境和能源等方面展现出了巨大的潜力。
本文将详细介绍纳米科技材料的合成与表征方法。
一、合成方法：1. 原位合成法：原位合成法是通过控制反应条件，在溶液等介质中，使得金属、合金、氧化物或薄膜等纳米材料在原位生成。
例如，溶胶凝胶法、热浸渍法和微乳液法等。
2. 物理法：物理法是通过物理手段制备纳米材料，例如，溅射法、等离子体法和球磨法等。
这些方法对晶体结构和形貌具有更好的控制能力。
3. 化学还原法：化学还原法是通过化学反应将金属离子还原成金属颗粒。
常见的方法有化学沉淀法、水热法和溶剂热分解法等。
4. 模板法：模板法是通过利用模板孔道的微小尺寸限制，使得材料在模板孔道内形成纳米结构。
常见的方法有硅胶模板法、无机膨胀模板法和胶体晶体法等。
二、表征方法：1. 扫描电子显微镜（SEM）：SEM是一种广泛应用于纳米材料表面形貌观察的方法。
它能够通过扫描材料表面并采集电子散射信号，生成高分辨率的图像。
2. 透射电子显微镜（TEM）：TEM是一种观察纳米材料内部结构的方法。
在TEM中，通过透射电子束通过样品，可以得到原子级别的分辨率，并获得纳米材料的晶体结构、晶格参数和晶体缺陷等信息。
3. X射线衍射（XRD）：XRD是一种广泛应用于纳米材料的物相分析方法。
通过照射样品表面，利用入射X射线的散射模式，可以确定样品的晶体结构和晶格参数。
4. 热重分析（TG）：TG是一种通过测量材料在升温过程中失去的质量，来确定材料热稳定性和分解过程的方法。
它可以用于研究纳米材料的热分解特性和热稳定性。
5. 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）：UV-Vis可以通过测量纳米材料吸收不同波长的光线来确定材料的光学性质。
这包括能隙、吸收强度和色散等信息。
三、纳米材料合成与表征的应用：纳米材料合成与表征方法的发展为各个领域的应用提供了基础。
ZnO多壳层纳米空心微球的合成与气敏性质研究中期报告
ZnO多壳层纳米空心微球的合成与气敏性质研究中
期报告
介绍：
本文研究了一种新型的气敏材料——ZnO多壳层纳米空心微球，该
材料具有高灵敏度、高选择性和稳定性等特点。
本文通过水热法制备了ZnO多壳层纳米空心微球，并对其结构和形貌进行了表征。
同时，对
ZnO多壳层纳米空心微球的气敏性能进行了研究，结果表明该材料对于NO2气体的检测具有较高的灵敏度和选择性。
方法：
1.制备ZnO多壳层纳米空心微球：将Zn(CH3COO)2和NaOH溶液
混合，加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）并搅拌，然后进行水热反应，最后通过离心、洗涤和干燥获得ZnO多壳层纳米空心微球。
2.表征ZnO多壳层纳米空心微球的结构和形貌：使用扫描电子显微
镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和比表面积分析仪等测试方法对材料的结构和形貌进行表征。
3.研究ZnO多壳层纳米空心微球的气敏性能：采用气体检测系统，
对ZnO多壳层纳米空心微球在不同温度和不同气体浓度下的气敏性能进
行测试。
结果：
通过SEM观察得到，制备的ZnO多壳层纳米空心微球表面平整，形貌规整；通过TEM观察到，该材料的壳层数量约为8层，壳层间隔为
15nm左右；通过XRD分析得到，制备的ZnO多壳层纳米空心微球为纯ZnO晶体结构，晶格参数与标准值吻合；通过气敏性能测试得到，该材
料对于NO2气体的检测灵敏度高达7.8，且具有较好的选择性和稳定性。
结论：
本实验通过水热法合成功能性多壳层纳米空心微球，并且对其进行了表征和气敏性能研究，结果表明该材料具有较好的气敏性能，可以应用于气体检测等领域。
生物模板法一步合成纳米金属磷酸盐
３ 机 理 初 步探 讨
洋 葱鳞 茎 内表皮 含有 大量 的有 机 官能 团 ， 其
中主要 是 羟基和 羰基 ． 这些 有机 官 能 团能够 为 无
机物的形成提供 成核位点． 以ｚ ｎ （ Ｐ ０ ） ： 为例 ，
可能 的 合 成机 理 是 ： 首先 ， ｚ ｎ 通 过 渗透 作 用 跨
朱 子 春 ，汪 江 节 ， 杨 小 红
（ 池州学院）
【 摘 要】利用活体洋葱 内表皮模 板， 在常温常压温和条件下， 不利用任何表 面活性剂和还原剂 ， 以Ｚ ｎ （ Ｎ Ｏ ） ： 、 Ｎ ａ ， Ｐ Ｏ 为原料 ， 一步合成金属 纳米磷酸锌． 在相
同条件 下 ， 选择 不 同的阳 离子 ， 制 备 出磷 酸铅 、 磷 酸铋 和磷 酸银 等金 属磷 酸 盐 纳
６ ５
＿ 【 Ｉ Ｂ Ｄ ＿ １ ０ ∞ ｏ《 称伸缩 振 动 吸 收 峰 ， ６ １ ０ ｃ ｍ 中 强 的 吸０ 收 是
Ｐ Ｏ ： 一不对称变角振动 吸收峰． 此外 ， ３ ４ ２ ７ ｃ ｍ
和１ ６ ０ ７ ｅ ｍ 为 Ｈ， ０和一 Ｏ Ｈ 的振动 峰 ， 揭 示产 品 含 有结 晶水 分 子 ， 但 峰 形 不 同．四水 磷 酸 锌 在 ３ ４ ０ ０～ ３ ５ ５ ０ ｅ ｍ 范 围有 较 宽 的 吸 收 峰 ， 另 在
５～１ ５ ｍ ｉ ｎ ， 得到 的洋 葱 内茎 表 皮作 为 模 版 ， 将 备
常用 的制 备方 法有 水热 法 Ｉ ６ 和溶 剂 热 法 ］ ， 但 是无论 是 水热 合成 还是 溶剂 热合 成 ， 一 般 均需 较
长 的反 应 时 间 ， 而 且 反 应 温度 均 在 １ ２ ０ ￣ Ｃ以 上 ，
米材料 ， 并研 究 了它们 的性 质．
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文章编号:1008-7524(2008)02-0020-03磷酸锌空心纳米球固相一步化学合成与表征X邹洪涛1,刘吉平2,苏岳锋2(1.黔南民族师范学院化学系,贵州都匀558000;2.北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081)摘要:以ZnSO4#7H2O和Na3PO4#12H2O为原料,采用室温及近室温(70e)固相化学反应,一步合成出磷酸锌空心纳米球,利用XRD和TEM等手段表征了其结构和形貌。
实验结果表明:反应混合物在相对较高的温度下放置或放置相对较长的时间,均有利于空心球体的均匀化和尺度细化,其中研磨后反应混合物在70e烘箱中放置8h得到的空心球为单一物相的Zn3(PO4)2#4H2O,直径60~130nm,壁厚5~10nm。
关键词:空心纳米球;磷酸锌;固相反应中图分类号:O611.4文献标识码:A0引言粒径在纳米级及微米级的空心球由于具有较低的密度、高的比表面积、中空的结构及特殊的力学性能,在催化材料、光电材料、磁性材料、生物医药材料、生物功能材料及轻体材料等领域有重要的应用前景[1-8]。
合成空心微球的方法主要有去除模板法、微乳液法、喷雾反应法、超声波法、模板界面反应法和逐层自组装法等[9],而这些方法往往步骤较多,操作复杂,条件苛刻。
目前,对无机功能材料磷酸锌的合成研究主要集中在零维颗粒的超细化和超细微孔结构领域,有关磷酸锌空心纳米球的合成研究尚未见报道。
本文采用室温及近室温(70e)固相化学反应,以ZnSO4#7H2O和Na3PO4#12H2O为原料,超声波作用下洗涤,一步合成出磷酸锌空心纳米球,利用XRD和TEM表征了其结构和形貌,同时就反应混合物的放置温度与放置时间等条件进行了初步的研究。
1实验部分1.1试剂和仪器ZnSO4#7H2O、Na3PO4#12H2O和无水乙醇均为市售分析纯试剂。
XRD由荷兰帕纳科公司的X'Pert Pro MPD 型X射线粉末衍射仪测定,TEM由日本日立公司的H-700型透射电子显微镜测得。
1.2样品制备样品a的制备:将5mmol ZnSO4#7H2O和3.33m mol Na3PO4#12H2O分别在玛瑙研钵中充分研细,混合,室温研磨40min,然后将反应混合物在70e烘箱中放置5h使反应完全,产物在超声波作用下用去离子水充分洗涤至没有SO42-(用Ba2+检测),无水乙醇洗涤、抽滤后于空气中自然干燥,得样品a。
反应混合物研磨过程变化情况为:研磨2 min开始湿润,渐成液态,10m in左右渐由液态变胶态,20min左右渐由胶态变固态,30min全成白色固态粉体,至40m in停止研磨。
样品b的制备:除研磨后反应混合物在70e 烘箱中放置5h改为6.5h外,其他条件和样品a 的制备方法相同。
样品c的制备:除研磨后反应混合物在70e 烘箱中放置5h改为8h外,其他条件和样品a的制备方法相同。
样品d的制备:除研磨后反应混合物在70e 烘箱中放置5h改为在室温下放置12h外,其他条件和样品a的制备方法相同。
#20#X收稿日期:2007-01-192结果与讨论2.1物相分析图1为ZnSO 4#7H 2O 和Na 3PO 4#12H 2O 低热固相化学反应所得样品的XRD图。
图1低热固相化学反应所得样品的XRD 图图中样品c 的衍射峰位与Zn 3(PO 4)2#4H 2O 标准样品JCPDS 卡(NO.033-1474)的峰位完全一致,没有观察到反应物与其他物质的衍射峰,由此推断反应已进行完全,得到的产物为四水磷酸锌;样品a 、b 和d 的衍射峰位绝大部分与Zn 3(PO 4)2#4H 2O 标准样品JCPDS 卡(NO.033-1474)的峰位一致,另有3个峰位(2H 角11.46b 、15.35b 、32.03b 的吸收峰)与NaZn(PO 4)#H 2O 标准样品JCPDS 卡(NO.089-6669)的峰位一致,2个峰位(2H 角14.24b 、32.03b 的吸收峰)与Na 6Zn 6(PO 4)6#8H 2O 标准样品JCPDS 卡(NO.078-2281)的峰位一致,说明反应不完全,样品中有NaZn(PO 4)#H 2O 和Na 6Zn 6(PO 4)6#8H 2O 存在,但所显示的衍射峰强度均相对较弱,说明样品a 、b 和d 的主要成分仍为Zn 3(PO 4)2#4H 2O 。
上述结果与反应混合物研磨后放置使反应完全的时间和温度条件相对应,样品d 在室温条件下放置12h,由于温度较低,反应转化较慢,反应进行不完全;样品a 、b 、c 虽均在70e 烘箱中放置,因放置时间不同,而有不同的效果,放置时间长有利于反应进行完全。
2.2形貌分析图2为所得样品的TEM 照片。
从图2可以看出,样品均为空心球,样品a 、b 、c 及d 的直径分别约为:60~220nm 、60~150nm 、60~130nm 及70~250nm 。
所有样品空心球的壁厚均在5~10nm 。
可见,研磨所得反应混合物放置的时间和温度条件对反应结果影响明显,室温条件下,由于温度较低,球体生长不均匀,得到样品d 的结果;而同样温度条件下的样品a 、b 、c,随着反应时间的增加,空心球体尺度渐趋均匀,而球的平均粒径逐渐减小。
图2所得样品的TEM 照片通常情况下,反应温度的提高和反应时间的增加均有利于晶体的生长,而本实验所得结果较为合理的解释是:固相反应物通过研磨达到了微米级的混合,使反应物得以充分接触,加之反应物本身有结晶水成分,在研磨过程中能使大部分反应物溶解(研磨2min 开始湿润,渐成液态),在此体系中反应物传质速度提高,反应速度加快,在很短的时间内产生大量的产物分子。
研磨约30min 时,大部分反应物已经反应(反应体系由液态y 胶态y 固态)。
此后,体系进入反应和成核同步阶段,至40min 研磨结束,反应已基本完成。
所以,在反应混合物放置阶段体系除了继续完成反应和成核作用外,主要是实现晶体的生长和完善。
因成核过程在极短的时间内进行,因而在球面上形成的微晶尺寸偏小,部分微晶与微晶之间的结合相对松弛,晶间作用相对较弱。
而在放置期间,由于反应与成核过程基本结束,致使晶体的生长作用主要不是发生分子的进一步聚集,而是微晶之间进行进一步的结合、生长与完善(即球面上的晶粒与晶粒之间结合生长,使得球面收缩,球体尺寸减小)。
相对较高的温度和相对较长的放置时间均有利于晶体的生长(即晶粒之间的结合)和完善,因而使得样品d 室温放置12h 的空心球颗粒#21#均匀度较样品a、b、c差;同一温度条件下随着放置时间的增加,样品a、b、c空心球颗粒尺度依次变小。
3结论a.首次通过室温及近室温固相化学反应,一步合成了磷酸锌空心纳米球,合成方法简单、易操作、所需温度较低。
b.经研磨反应后,相对较高的放置温度和相对较长的放置时间有利于空心球体的均匀化和尺度细化,反应混合物在70e烘箱中放置8h得到的样品为单一物相的Zn3(PO4)2#4H2O空心球,直径60~130nm,壁厚5~10nm。
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