柠檬酸溶胶凝胶法制备复合氧化物的研究

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尖晶石锰酸锂的柠檬酸辅助溶胶-凝胶法合成及电化学表征

尖晶石锰酸锂的柠檬酸辅助溶胶-凝胶法合成及电化学表征

1 实验 部分
1 1 药 品及 设备 .
氢氧化锂 、 醋酸锰 : 天津市科密欧化学试剂开 发中心 ; 柠檬酸 : 成都科龙化工试剂厂; 氨水 : 成都 市金 山试剂有限公司, 以上试剂均为分析纯。10 . mo/ iF lLLP 6电解液 : 国 Smsn 司 。 韩 a u g公 X D 4 0 型恒 温水浴 锅 : 京市永 光明 MT - 0 0 北 医疗仪器厂 ;0 型鼓风干燥箱 : 11 北京市永光 明医 疗仪器厂;X 41 马弗炉 : S -—0 北京中兴伟业仪器有 限公司生产 的箱式 电阻炉 ; - Q5 0型热失重分 析 仪: 美国 T 公司;H LP po DD 19 型 X A P IIS r MP Y 21 射线衍射仪: 荷兰 P i s h i 公司;S 66L l p JM- 0 V型扫 3
和 3 4 . 5V 电压条件 下, i。Mn0 . ~4 3 L l 2 4的初 始放 电容量 达到 1 4 5mAh g 9 . 2. / ,0次循 环后放 电容 量保
持率达到 9. 。显 示 了良好 的综合 电化 学性能 。 25 关键词 : 尖晶石锰酸锂 ; 檬酸络舍物 ; 柠 溶胶一 凝胶 法 ; 离子 电池 ; 锂 正板材料 中图分类号 : Q 3 . 2 TM 1. 文献标识码 : 文章编号 : 0 80 1 (0 10-0 10 T 17 1 ; 9 2 9 A 1 0—5 1 2 1 ) 60 0—6
别对前驱体 和 目标材 料进 行 了表征 , 用恒流充放 电及循 环伏安( ,测试对 材料进行 了电化 学性能表 采 )
征, 考察 了不 同 n L): ( ) ( i n Mn 对材料性能 的影 响。结果表 明, 材料的最佳烧结温度为 7 0℃ , 5 前驱体经 7 0℃煅烧可获得 晶体结构 完整和 形貌规整 的尖晶石型锰 酸锂 , 5 最佳 n L): ( ) . 5: , 0 5 ( i n Mn =10 2 在 . C

溶胶——凝胶法制备

溶胶——凝胶法制备

溶胶—凝胶法制备Y3Al5O12:Ce荧光粉一、实验目的1. 了解溶胶—凝胶法制备粉体的基本原理。

2. 掌握Y3Al5O12:Ce荧光粉等发光材料的合成方法。

3. 掌握材料的物相组成、显微结构、发光性能等表征技术。

二、实验原理自1994年日本科学家Shuji Nakamura在GaN基材料上研制出第一只蓝光LED以来, 半导体照明技术逐渐成为业界的研究热点。

因具有省电、体积小、发热量低、寿命长、响应快、抗震耐冲、可回收、无污染、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点,使白光LED 正成为新一代照明光源的发展方向。

目前,白光LED工艺主要是采用蓝光LED芯片来激发黄色荧光粉YAG:Ce,其产品已获得工业化应用。

现行制备YAG:Ce的主要方法是固相烧结法,但其合成温度高、荧光粉形状不规则、粒径偏大、粉碎导致光损失,严重影响其使用性能。

溶胶—凝胶(Sol—gel)法就是将金属氧化物或氢氧化物的浓溶液变为凝胶,再将凝胶干燥后进行煅烧,然后制得氧化物超微细粉的方法。

这种方法适用于能形成溶胶且溶胶可以转化为凝胶的氧化物系。

溶胶—凝胶法作为当前制备各种功能材料和结构材料的重要方法,其反应物以分子(离子)形式相互溶合,可以直接进行分子量级的化学反应,从而大大降低了材料的合成温度,这就为较低温合成粉体材料提供了可行途径。

三、实验原料、仪器设备1. 实验原料:氧化钇,九水硝酸铝,六水硝酸铈,柠檬酸,硝酸,氨水,去离子水,无水乙醇2. 仪器设备:磁力搅拌器,烧杯,量筒,研钵,药勺,陶瓷坩埚,pH计,电子天平,胶头滴管,毛刷,水浴箱,离心机,真空干燥箱,马弗炉,X-射线衍射仪四、实验步骤1. 称取0.559g氧化钇粉体,倒入100mL烧杯中,再加入适量的硝酸,在磁力加热搅拌器上溶解氧化钇,控制处理温度为50℃,搅拌至获得无色透明的溶液。

2. 将步骤1得到的硝酸钇溶液加热至干燥状态,使多余的硝酸挥发掉。

3. 称量3.145g九水硝酸铝、0.0364g六水硝酸铈、2.819g柠檬酸,将这些试剂倒入步骤1的烧杯中。

柠檬酸溶胶-凝胶法合成NiFe2O4纳米粉体及其电磁性能表征

柠檬酸溶胶-凝胶法合成NiFe2O4纳米粉体及其电磁性能表征

杂 相 的影 响 , 用 I S M 、 M 等 技 术 手 段 对 自燃 利 R、 E TE 烧 粉体 与热 处 理 粉体 进 行 了 表征 , 比研 究 了它 们 在 对 2 1 GHz内的 电磁参 数及 损 耗特 性 。 ~ 8
T M 、R技 术 对 自燃 烧 粉 体 与 热 处 理 粉 体 进 行 了表 E I
征 , 比研 究 了两 者在 2 1 GHz内 的 电磁 参 数 及 损 对 ~ 8 耗特 性 。结 果表 明 , 自燃 烧粉 体 以 Ni eO F 为主 晶相 ,
2 实 验
2 1 样 品 制 备 .
其 中有 少量 F Ni e 。与 aF 。 — eo。杂 相 , 着 热 处 理 温度 随 升高, 杂相 分 别 于 6 0与 9 0 相 继 消 失 。 热 处 理 有 0 5℃
10 0 mA, 扫描 范 围 1 ~ 7 。 O O 。利 用 美 国 F I 司 T c E 公 e—
米 粉 体 的 合 成 研 究 。 主 要 的 制 备 工 艺 有 水 热 合 成 法 _ 、 学 共 沉 淀 法[ 、 温 固相 反 应 法l 、 乳 液 4化 ] 5 低 ] 6 微 ]
效推 动 了晶界 移 动 , 实现 晶 粒 长 大 。 自燃 烧 粉 体 中 的
F Ni 、 变 的 晶 体 结 构 以 及 复 杂 的 界 面 状 况 使 得 e 。相 畸
实 验 中所 用 的 F ( e NO。 。・9 N ( ) H2 O、 i NO。 2・ )
6 O、 檬 酸 ( O H 柠 C H ・H 、 氨 水 ( 5 ) 试 0) 浓 2 等
法 [ 及溶 胶一 胶 法 。溶 胶一 胶 工 艺 可 实 现 反 应 物 质 7 凝 凝

溶胶-凝胶法制备Al2O3/Mo纳米粉末研究

溶胶-凝胶法制备Al2O3/Mo纳米粉末研究

T e c h n o l o g y ,L u o y a n g H e ’ n a n 4 7 1 0 0 3 , C h i n a )
A bs t r a c t :Wi t h a mmo ni u m t e t r a mo l y b da t e, c i t r i c a c i d, a l umi n u m n i t r a t e a s r a w ma t e r i a l s ,t he u ni f o r ml y do p e d A1 2 O3 /Mo na no p o wde r wa s p r e pa r e d b y s o l — g e l me t h o d. Th e me c h a n i s m o f c i t r i c a c i d du r i n g t h e g e l or f mi ng pr o c e s s wa s a na l y s e d a nd o p t i mi z e d, a n d t h e r a t i o o f c i t r i c a c i d t o a m mo n i um t e t r a mo l y b d a t e wa s de t e m i r ne d. Th e p ha s e c omp o s i t i o n,m o r ph o l o g y a n d s t r u c t u r e o f t h e p o wd e r du r i n g p r e pa r a t i o n p r o c e s s we r e a na l y s e d us i ng XRD ,S EM a nd
第3 1 卷 第 2期

溶胶凝胶法的基本原理、发展及应用现状

溶胶凝胶法的基本原理、发展及应用现状

溶胶凝胶法的基本原理、发展及应用现状一、本文概述溶胶凝胶法(Sol-Gel Method)是一种重要的材料制备技术,广泛应用于陶瓷、玻璃、金属氧化物、复合材料等多个领域。

本文旨在全面阐述溶胶凝胶法的基本原理、发展历程以及应用现状。

我们将深入探讨溶胶凝胶法的基本原理,包括溶胶的形成、凝胶化过程以及材料的微观结构和性能调控。

我们将回顾溶胶凝胶法的发展历程,从早期的探索阶段到如今的成熟应用,分析其技术进步和主要成就。

我们将重点关注溶胶凝胶法的应用现状,涉及领域广泛,如能源、环境、生物医学等,展望其未来的发展趋势和潜在应用。

通过本文的阐述,我们期望为读者提供一个全面、深入的溶胶凝胶法知识体系,为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

二、溶胶凝胶法的基本原理溶胶凝胶法(Sol-Gel Method)是一种在湿化学领域广泛应用的材料制备技术,其基本原理涉及胶体化学和物理化学的基本原理。

该方法通过控制溶液中的化学反应,使溶液中的溶质原子或离子在液相中形成稳定的溶胶体系,随后经过凝胶化过程转化为固态凝胶,最后经过热处理等步骤得到所需材料。

在溶胶凝胶法的过程中,溶胶的形成是关键。

溶胶是由固体颗粒(通常为纳米尺度)分散在液体介质中形成的胶体分散体系。

这些固体颗粒可以通过水解和缩聚等化学反应从溶液中的前驱体(如金属盐或金属醇盐)中生成。

水解反应是指前驱体与水反应,生成相应的氢氧化物或氧化物,同时释放出水分子。

缩聚反应则是指这些氢氧化物或氧化物之间进一步发生化学反应,形成网络状的结构,从而使溶液转化为溶胶。

凝胶化过程是溶胶凝胶法的另一个重要阶段。

随着溶胶中固体颗粒的不断生成和长大,颗粒之间的相互作用逐渐增强,形成三维网络结构,使溶胶失去流动性,转变为固态的凝胶。

这一过程中,颗粒之间的相互作用力(如范德华力、氢键等)以及颗粒表面的电荷状态等因素起着重要作用。

通过热处理等步骤,可以去除凝胶中的残余水分和有机溶剂,同时使凝胶中的无机物发生结晶或相变,从而得到所需的材料。

溶胶一凝胶薄膜制备技术

溶胶一凝胶薄膜制备技术

溶胶一凝胶薄膜制备技术摘要:溶胶-凝胶法是在不同衬底(单晶硅片、石英等)上制备LuAG薄膜,利用乙醇作为分散剂,添加柠檬酸作胶凝胶,涂膜采用旋涂法,薄膜通过二次涂膜而形成。

溶胶-凝胶工艺过程简单,无需任何真空条件和复杂设备。

薄膜制备期间,可以添加一些稀土元素,如Lu,Yb, Tb, Eu–Y等,而制成能有效吸收高能射线(X、γ射线)或高能粒子并发出紫外或可见光的功能闪烁材料。

它在高能物理、医学诊断(X-CT 和PET等)以及工业无损探测等方面有着重要的应用。

本文综述了用凝胶溶胶法制备LuAG薄膜的具体方法,从原料的准备出发,介绍了制备的工艺流程,并对Lu掺杂的LuAG薄膜闪烁材料的性能作了相关介绍。

最后,对这个工艺过程总结了自己的一些认识和理解。

关键词:,溶胶凝胶法,闪烁材料,高分辨,X射线成像一、溶胶一凝胶工艺工艺的特点溶胶一凝胶工艺是六十年代发展起来的一种材料的制备方法。

其基本过程是一些易水解的金属化合物(无机盐或金属醇盐)在某种溶剂中与水发生反应,经过水解与缩聚过程,再经过干燥、烧结等后处理工序,最后制得所需的材料。

适当调节溶胶的粘度和表面张力,通过旋涂或浸渍方法将溶胶沉积在衬底上,得到湿膜。

经过干燥,除去低沸点的溶剂,得到干膜。

干膜中凝胶的三维网络仍然存在,膜中还有大量有机成分。

将干膜在较高的温度下分解,使膜中的有机成分分解燃烧,就得到无机非晶薄膜。

重复以上步骤,增加薄膜的厚度。

如果要得到结晶的薄膜还必须将非晶薄膜在更高的温度下退火,依靠原子的扩散成核结晶。

干燥、分解和退火的过程必须十分小心,避免凝胶收缩、有机成分分解时体积变化过快、应力集中出现裂纹。

因为凝胶中各成分是分子级的混合,金属原子无需长程扩散即可成核,因而结晶温度比固相反应温度显著降低。

它可以根据需要调节各个过程中的影响因素,可以获得各种具有特殊性能或其它方法难以合成的材料。

可见根据溶胶凝胶法的原理,可将溶胶-凝胶法分为以下几个过程:(1)溶胶制备过程;(2)凝胶形成过程;(3)陈化过程;(4)干燥过程;(5)热处理过程。

用溶胶-凝胶法合成La1-xLixFeO3纳米晶

用溶胶-凝胶法合成La1-xLixFeO3纳米晶
关键 词 :溶胶 一凝 胶 法 :纳 米 晶 ;掺 杂 中 图分 类 号 :T 3 、 Q1 33 文 献标 识 码 :A
0 引言
有 机物废水 的治理 一直是 国内外 环保领域
普遍 关注的课题之一 。钙钛矿 型复合氧化 物 AB O,
晶 L —Lxe , 品,并用 DT a i O样 F A、X D 及 T M 对 R E
天津大 学傅希贤等 叫一直致力于钙钛 矿型复合氧
化物光 催化活性 的研 究 。 本文主要采用 溶胶 一凝胶 法制备 了纳米 晶光催化 剂 L F O 及掺杂 L 的纳 米 ae , i
收稿 日期 :20 —52 0 70 —0
别溶于蒸馏 水 中,其 余制备过程与催化 剂 L F O ae ,
摘 要 :采用溶胶一凝胶法合成了纳米 晶 L F O 及掺杂 L 的纳米晶 L Lxe ae i a i O 光催化剂。用 DT 一 F A,X D和 R T M 方法对其结构进行了表征 。实验结果表明:用溶胶 一凝胶法制备的 L F O 和 L. a e E ae i F O 纳米晶都具有钙钛 L 矿型的复合氧化物 结构 : 同时焙烧温度对颗粒 形貌和组成结构有影响, 70C条件下焙烧 2 在 0 0 h形成 的 L.a e i FO L 颗粒 比 6 0C 0  ̄条件下焙烧 2 h形成 的 L-a e i F O 颗粒粒径要大 ,但粒径 均属纳米级 。 L
等 用溶胶 一凝 胶法 合成 了 L Sx r 纳米 粉 a一 r O, C
采用柠檬酸溶 胶 一凝胶法 :按 L F O 的化学 ae ,
计 量 比准 确 称取 L ( , 分 析 纯 ) e aNO ) 3( 、F ( ) ・ NO, 3 9 O ( Hz 分析纯 )分 别溶于 蒸馏水 中,待两种 溶液

溶胶-凝胶法制备In-Cd纳米复合氧化物及其气敏性能研究

溶胶-凝胶法制备In-Cd纳米复合氧化物及其气敏性能研究

S O .e0 ,n TO 等 简 单 氧 化 物 气 体 传 感 n ,F 2 Z O,i
器 已 广泛 应 用 于 有 毒气 体 、可 燃 性 气 体 等 检 测 领 域 f】 是 在灵 敏度 、 择 性 以及 响 应一 复 速 度等 l, _但 7 选 恢
溶 胶 凝胶 法 获得 C I2 d10 并测 试 其对 于 乙醇 的气敏 1 性 Y u等 使 用 自组装 模板 法制 备 了空 心球壳 形貌 的 C I2 显 著提 高 了该材 料 对乙 醇的 灵敏 度 。最 dn0 .
第 2 7卷 第 6 期
21 0 1年 6月






Vo. . 1 27 No6 1 7— 0 08 1 92
C NES OU HI E J RNAL OF I NORGANI C CHE S RY MI T
溶胶一 胶 法 制备 I . d纳米 复 合 氧化 物及 其气 敏 性 能研 究 凝 nC
衍 射峰 fD 0 52 0 )6 0 煅 烧 后得 到 3种物 P FN . .9 8 ,0 6
I2 的衍射 峰 强 度 随 着 n / 。 的增 加 而 增 加 。 当 n0 n /C 1 d . , 获得 C O 和 C I2 复 合 材 料 , < 9时 d dnO 的 C O的衍射 峰 强度 随着 ‰/ 的减 少 而增 加 ( 图 d n 见
所 示
() B ☆ CdnO l2 4 ● I2 nO3 一 Cd O
峰 强度逐 渐 下降 . dn0 的 晶面衍 射峰 强度 明显 上 C l2
升 f 图 3Ac和 b ,在 9 0℃ 时 获 得 单 一 相 的 见 f1 1 0 C I2 图 3A a 所 以我们 将煅烧 温度 定为 9 0 dn0f 见 ( ) ) 0 ℃ . 考察 投料 比对所得 样 品结构 和形 貌 的影 响 。 来 图 3B 为不 同 / 制得 的凝 胶 粉在 9 0℃下 () n 0

溶胶—凝胶法制备La2CuO4粉体及光学性能研究

溶胶—凝胶法制备La2CuO4粉体及光学性能研究

溶胶—凝胶法制备La2CuO4粉体及光学性能研究溶胶—凝胶法制备La2CuO4粉体及光学性能研究摘要本研究通过溶胶—凝胶法成功制备了La2CuO4粉体,并对其光学性能进行了研究。

通过调节浓度、温度和pH值等条件,优化了制备工艺,得到了高质量的La2CuO4粉体样品。

通过X射线衍射(XRD)分析,确认了样品的晶体结构为正交晶系,与理论值相一致。

通过扫描电子显微镜(SEM)观察,观察到了均匀的颗粒形貌,并进一步探究了制备工艺对颗粒形貌的影响。

通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)测量,考察了不同制备条件下La2CuO4粉体的吸收特性,结果显示样品在可见光区域呈现出较高的吸收率。

通过荧光光谱测量,研究了La2CuO4粉体的荧光发射特性,得到了不同工艺条件下的荧光发射峰值波长和强度的变化规律。

关键词:溶胶—凝胶法、La2CuO4、制备、光学性能引言La2CuO4是一种具有较高超导转变温度、强磁性和光学性能的材料。

因此,研究La2CuO4的制备和光学性能对于其应用具有重要意义。

溶胶—凝胶法是一种制备纳米粉体的有效方法,能够控制样品的晶体结构和颗粒形貌。

本研究旨在通过溶胶—凝胶法制备La2CuO4粉体,并对其光学性能进行深入研究。

实验部分1. 材料制备首先,制备溶胶。

将适量的La(NO3)3和Cu(NO3)2溶解在去离子水中,得到La2CuO4的溶液。

然后,制备凝胶。

将适量的柠檬酸加入溶液中,并在搅拌下控制pH值为7。

继续搅拌,使溶液均匀混合。

最后,将凝胶干燥,并在高温下煅烧得到La2CuO4粉体样品。

2. 表征分析通过X射线衍射(XRD)分析,确定La2CuO4样品的晶体结构。

通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品的颗粒形貌,并分析不同制备条件下的颗粒大小和分布。

通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)测量样品的吸收特性。

通过荧光光谱测量样品的荧光发射特性。

结果与讨论1. XRD分析通过XRD分析,得到了La2CuO4样品的衍射谱图。

溶胶凝胶法制备ZnO-Fe2O3纳米复合材料及其光催化特性

溶胶凝胶法制备ZnO-Fe2O3纳米复合材料及其光催化特性

溶胶凝胶法制备ZnO-Fe2O3纳米复合材料及其光催化特性纳米ZnO是一种新型的光催化材料,具有无毒性、低成本、结构稳定、催化效率较高等显著优点。

但由于ZnO的禁带宽度为3.2ev,其吸收波长阙值大多在紫外区,同时其载流子复合率高,导致光能利用率低,光降解污染物效果并不显著。

本文以六水合硝酸锌(Zn(NO3)2∙6H2O)与九水合硝酸铁(Fe(NO3)3∙9H2O)为前驱体,无水乙醇(C2H5OH)作为溶剂,柠檬酸为稳定剂,采用溶胶凝胶法制备出ZnO-Fe2O3复合结构的泡沫状光催化剂,用X射线衍射、扫描隧道显微镜(SEM)对其结构进行分析表征。

以紫外灯为光源,罗丹明B为目标化合物对其光催化活性进行研究。

实验结果表明:实验所得ZnO-Fe2O3纳米复合材料为六方纤锌矿结构,其平均粒径约为70nm,当Fe(NO3)3∙9H2O与Zn(NO3)2∙6H2O的摩尔比为1:5时,所得产物光催化效率最高。

1.绪论1.1半导体光催化技术环境污染与能源匮乏是当今世界科学技术上亟待解决的两大难题,其中环境污染尤以水环境的化学污染为甚,各类重金属盐、亚硝酸盐、磷酸盐等无机污染和杀虫剂、抗生素等有机污染从各个方面对人们的生存状态产生威胁。

自1972年Fujishima和Honda发表有关水在TiO2电极上被光催化分解的论文后,半导体光催化技术从此日益受到重视,许多领域研究工作者都在积极寻找新型光电转化半导体材料,研究其光催化反应机理并设法提高光电转化的活性和效率。

目前,半导体光催化降解并消除污染物是一种代表性的节能高效、绿色环保的水污染治理技术,其优点主要有:1.以取之不尽用之不竭的太阳能作为主要消耗能源,降低成本;2.大量研究表明很多难降解的污染物都可以在光催化作用下去除,且没有二次污染;3.光催化剂大都可重复利用,无毒,制作成本低;4.可在常温常压下进行反应,操作简便;5.能使污染物除臭、去毒、脱色等。

同时,以半导体光催化技术为基础制作太阳能电池、光解水产氢、食品保鲜、材料自洁等各方面均有广阔的应用前景。

溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO-ZrO2催化剂:柠檬酸用量对催化剂性能的影响

溶胶-凝胶法制备Cu-ZnO-ZrO2催化剂:柠檬酸用量对催化剂性能的影响
结晶氧化物催化剂最具应用前景的方法[4-6]。Jiang
等[7] 使用柠檬酸-硝酸盐自燃法改良纯金属和合金
合成技术,Wolf 等[8] 提出了甘氨酸-硝酸盐燃烧法
制备纯镍和铜镍合金的纳米粉末。柠檬酸在溶胶凝胶法制备催化剂的过程中主要有两个作用:一是
作为有机物在燃烧反应中充当燃料;另一个作用是
柠檬酸中的羧酸与金属硝酸盐溶液中的 Cu2+、Zn2+、
本文主要研究在初始ph及凝胶化温度一定的条件下从小于化学计量比等于化学计量比大于化学计量比改变柠檬酸加入量研究凝胶形成过程中cu2zn2zr4与柠檬酸的配位程度以及金属离子与柠檬酸相互交联缩聚逐渐形成三维立体网络结构的差异性对催化剂合成甲醇过程中性能的影响



CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
降低 CO2 排放量并实现其资源化利用的有效手段之
一[1]。因 CO2 加氢合成甲醇反应不易发生,需要在
高温、高压、催化剂的条件下进行热化学反应,铜
基催化剂是目前使用最多的催化剂[2]。制备催化剂
的方法主要有共沉淀法、模板法、浸渍法、溶胶凝胶法,且每种方法都有各自的优缺点[3]。
目前,溶胶-凝胶自燃技术已成为制备高纯度
· 4033 ·
was dissociated from the three-dimensional network, so the grain sizes of the active components of CuO,
ZnO and ZrO2 in the catalyst can be regulated accordingly. When the molar amount of citric acid was

溶胶-凝胶法制备复合氧化物正极材料及其性能分析

溶胶-凝胶法制备复合氧化物正极材料及其性能分析

溶胶-凝胶法制备复合氧化物正极材料及其性能分析溶胶-凝胶法(Sol-Gel method)是一种常用于制备薄膜、粉体以及复杂结构材料的化学合成方法。

它的优点在于可以制备出高纯度的材料,并且制备过程简单、操作灵活。

在正极材料的制备中,溶胶-凝胶法也被广泛应用。

本文将介绍溶胶-凝胶法制备复合氧化物正极材料的过程,并对其性能进行分析。

一、溶胶-凝胶法制备复合氧化物正极材料的过程溶胶-凝胶法制备复合氧化物正极材料包括溶胶制备、凝胶形成和煅烧三个主要步骤。

1. 溶胶制备溶胶是由溶剂中分散的纳米颗粒或单分散分子组成的胶体,制备溶胶的关键是选择适当的溶剂和溶质。

通常,选择金属盐溶液作为溶质,通过加入络合剂、酸碱调节剂或表面活性剂等来稳定溶胶。

2. 凝胶形成凝胶是指溶胶中分散物质逐渐聚集、连续相互作用而形成的一种凝固状态。

凝胶形成的过程包括双水解反应、凝胶交联和凝胶成核等。

双水解反应是指溶胶溶液中的金属盐与水发生反应生成金属氢氧化物凝胶的过程。

这个过程是一个自发的、放热的反应,可以通过控制反应时间和温度来调节凝胶体系的物理化学性质。

凝胶交联是指凝胶形成后,通过加入交联剂或通过调节温度、pH值等条件来使凝胶体系更加稳定。

交联剂可以使凝胶体系具有较高的稳定性和强度,从而提高材料的性能。

凝胶成核是凝胶形成过程中的关键步骤,它决定了凝胶体系中的孔隙结构和分散相的形态。

成核的方式主要有两种:均匀成核和不均匀成核。

均匀成核是指凝胶体系中的成核物质分布均匀,可以形成均匀分散的纳米颗粒。

不均匀成核则是指凝胶体系中的成核物质不均匀存在,形成不均一的凝胶体系。

3. 煅烧煅烧是将凝胶体系转化为氧化物材料的过程。

在煅烧过程中,凝胶体系会发生结构重排和结晶等变化,形成稳定的氧化物相。

煅烧过程的条件(温度、时间等)会对材料的物理化学性质产生重要影响。

二、复合氧化物正极材料的性能分析溶胶-凝胶法制备的复合氧化物正极材料具有以下性能特点:1. 分散性好溶胶-凝胶法制备的复合氧化物正极材料具有良好的分散性,可以制备出均匀分散的纳米颗粒。

柠檬酸对溶胶—凝胶法制备羟基磷灰石粉体的影响

柠檬酸对溶胶—凝胶法制备羟基磷灰石粉体的影响

m k8 磺一et A s la c -p b itnw i u s e rt l e s r n ae c n r Pc t t enBt e us uo ,h hc s ya lt tt . e H r alt i y s t i y i t c a e t c s lai d o o h ci i
Efe t f ct i cd O lh d o y p t e p wd r f c s o irc a i i y r x a a i o e s t
f b ia e y s lg lm eh d a rc td b o — e t o
Gu y n Ch h n ln L n P n h a Do g Yis e g o Da o g u C e gi i ig u n nh n
Ke r s y wo d : s lg l y mx a a t ;c e t e g n ;l n -c l o xe o - e ;h d y p f e h le ra e t l o s ae p  ̄ lr - i a a - s
羟 基 磷 灰 石 ( yrxaat, A ) 子 式 为 H d ypte H P 分 o i C 1 4 O 其 组 成 和结 构 均 与人 体 硬 组 织 a (' )( H), : 0 ( 骨骼 , 牙齿 ) 的无 机成 分相 似 . 有优 良的生 物 中 具 相容 性和生 物活性 , 人人体后 能 与原骨 很快形成 植
V 1 3 No 3 0. 2 .
M_ 2 2 d v ∞
柠 檬 酸对 溶胶一 凝胶 法 制备 羟 基磷 灰 石 粉 体 的影响
郭大勇 储成林 林萍华 董寅生
( 东南大学机 械工程系. 南京 2( 6 1 ) O9

Ce1-x Fex O2复合氧化物催化剂的制备及其对甲烷的催化燃烧性能

Ce1-x Fex O2复合氧化物催化剂的制备及其对甲烷的催化燃烧性能

维普资讯
化 学研 究 与 应 用
第1 9卷
1 3 催化 剂的表征 .
x射 线衍射 ( R 实 验 在 日凝 胶法 ;e e 5 溶胶 C F 复合氧化物 ; o 甲烷催化燃烧
中图分类号: 6 33 04.6 文献标识 码 : A
近年来 ,甲烷燃 烧 反应 在 许 多 方 面具 有 重 要 实用 的价值 而颇受 关注 。由于 甲烷 是 类 似惰 性气
体的电子排列 , 立体结构非常对称 , . 键键能 cH 高达 4 5k. o 3 Jm l , ¨ 这种特殊结构使 甲烷很难在 温和条件下得到有效的活化和转化。大量文献报 道 了负载型 贵金属 催化 剂 , 尤其 是 P 化剂对 于 d催 甲烷氧化具有较好的低温燃烧性能 。 4, 但由于贵
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第1 9卷第 4期
20 07年 4月
化 学 研 究 与 应 用
C e c lRe e r h a d Ap l ai n h mia s ac n p i t c o
Vo . 9, o 4 11 N . Ap ., 0 7 r 20
1 实 验 部分
. 金属价格昂贵 , 贵金属催化剂 的应用受到了一定 1 1 催 化 剂的 制备 的限制。因此 , 许多研究工作者试 图寻找一种活 将 不 同配 比 的 C e(N 。 36 和 F O ). H O e 性高 、 稳定性好的非贵金属催化剂 J e 。C O 是一 ( O ) 9 N , H O溶液加入到等物质的量的柠檬酸溶 。 种贮 氧量大 、 稳定 性 好 的 贮 氧 材料 , 年来 C . 近 e基 液 中 , 将混合 液在 8 ℃搅拌 下蒸 发至凝 胶 透 明 , 0 将 催化 剂 已引起 广 泛 关 注 。在 C O e 中掺 杂 其 它 氧 凝 胶 在 微 波 炉 ( 0 W )中 干 燥 1mi, 后 在 80 5 n然 化物( L ,ZO ) 如 aO 、r 可提高其稳定性和贮氧能力 70C 烧 4 0 o焙 h得 到不 同组成 的 C hF :样 品 ( e eO x (S) O C 引。在 C O e 掺 杂 过 渡 金 属 贮 氧 材 料 中 , = . . 。C O 采 用 C ( O ). H O 直接 在 0 1 5) e 2 e N 336 2 国外有少量关于 c ,F 固溶体合成方法 的报 70C 烧 4 e eO 0 o焙 h得 到 。 1 2 催化 剂活 性的评 价 . 道 o J 。由于 F 难以进入 C O 晶格 中, J e e 即使在高 催 化 剂活 性 的测 定 在 连 续 微 反 装 置 上 进 行 , 温条件 (20C 也难 以形成 c 。F 固溶体 , 10 o ) e eO .00 (08 , 因此很难用传统方法合成 c 。 eO e F 固溶体。用 催化 剂用 量为 0 10 g6 -0 目) 反 应 气 组 成 为 V : D: =4 1. :3 5 空 速 10 0 h 反 应 V 2V :2 5 8 . , 5 0 , 柠檬酸溶胶凝 胶法和微波技术制备 c 。F 固 e eO

柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米钡铁氧体及其磁性能

柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米钡铁氧体及其磁性能

柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米钡铁氧体及其磁性能李明玲;孔迪;常靖宇;马振振;李宏林【摘要】以柠檬酸为络合剂,利用溶胶-凝胶法制备了M型钡铁氧体纳米粉体,研究了柠檬酸掺量、溶胶pH值等参数对粉体晶体结构与磁性能的影响.利用X射线衍射仪、振动样品磁强计对所得样品的结构与磁性能进行了表征与分析.结果表明:柠檬酸与金属离子摩尔比为2:1,溶胶pH值为9,煅烧温度为900℃的条件下制备的钡铁氧体纳米粉体,结晶良好,晶粒尺寸41 nm,矫顽力达到最大值,6053 Oe.【期刊名称】《巢湖学院学报》【年(卷),期】2016(018)006【总页数】6页(P40-44,66)【关键词】柠檬酸;溶胶-凝胶法;纳米钡铁氧体;磁性能【作者】李明玲;孔迪;常靖宇;马振振;李宏林【作者单位】巢湖学院,安徽巢湖 238000;巢湖学院,安徽巢湖 238000;巢湖学院,安徽巢湖 238000;巢湖学院,安徽巢湖 238000;巢湖学院,安徽巢湖 238000【正文语种】中文【中图分类】TB34钡铁氧体为六角晶系、磁铅石型晶体结构,拥有较大的磁各向异性、饱和磁化强度和优异的化学稳定性能[1-2],并且其磁性能可以通过离子置换等方法进行调节和改变[3-8],因而表现出很大的实用性能,被广泛应用于垂直磁记录、磁性与磁光器件、微波器件以及电磁屏蔽材料,也是目前应用最广泛的微波吸收剂之一[9]。

纳米钡铁氧体因其粒子达到纳米量级而形成单畴结构[10],表现出更好的磁性能,成为研究热点。

目前,制备纳米钡铁氧体的方法主要有化学共沉淀法、水热法、微乳液法、自蔓延高温合成法,溶胶-凝胶法等[11-12],溶胶-凝胶法相比于其他化学法具有一些独特的优势而受到广泛关注,如合成工艺简单、后处理温度低、所得材料组成和结构均匀、化学计量比准确、易于掺杂与改性、磁性能优良等,该法也是目前制备纳米钡铁氧体的理想方法之一。

溶胶-凝胶法按其产生溶胶、凝胶的机制,主要包括三种类型[13](1)传统胶体型:选择合适的沉淀剂,控制溶液中金属离子的沉淀过程,得到稳定均匀的溶胶,再经过转发溶剂得到凝胶;(2)无机聚合物型:通过可溶性聚合物(如聚乙烯醇、硬脂酸等)在溶剂中的溶胶-凝胶过程,使金属离子均匀分散在其凝胶中;(3)络合物型:利用络合剂将金属离子形成络合物,再通过溶胶-凝胶过程形成络合物凝胶。

柠檬酸溶胶-凝胶燃烧法制备LiNi0.5Co0.5O2

柠檬酸溶胶-凝胶燃烧法制备LiNi0.5Co0.5O2
张爱波 , 刘建睿 , 李 岚, 黄卫东
707 ) 1 2 0 ( 西北工业大学 凝 固技术 国家重点实验 室, 陕西 西安
摘要 : 用柠檬 酸溶胶 一凝胶燃烧 法制备了锂离子电池正极材料 LN。 C 。 O , ii o :并对材料进行 了热分析 、 . 红外分 析
及 X射线衍射分析。研 究结 果表明 ,ii C。0 干凝胶在空气 中 自 L 。 o : N 蔓延燃烧 , 产物再 于 80℃烧结 1 , 燃烧 0 0h
LNO 十分相似 的层状结 构, ii 同时兼有 LC O 和 io 2 LNO 的优点 , ii: 因此 ,ii C。 O L 。 o 的研究 受到 了 N. .

o tie yfr e acn t na 0 ℃ fr1 . h r s ln t cu ea d p r yo i 0 C o O2 ban d b ut rc liai t 0 h o 8 o 0 h T ecy t l es u t r n u t fLNi5 o 5 ai r i
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第2 卷 第5 3 期
2 006年 5月


化 工
Vo. 3, . 1 2 No 5 Ma 0 y 2 0 6
FI NE CHEM I CALS

柠檬 酸 溶 胶 一凝胶 燃 烧 法 制 备 LN0 o.02 i i5 o .C 5
S n h ss o Ni 5 o i g Ci i i sFu l y t e i fLi 0 Co 502 Usn t c Acd a e r
. .
b lCo u t n Pr c s y Ge mb si o e s o
Z HANG Ai o L U in ri L a , ANG W e— o g — , I J — , IL n HU b a u id n

柠檬酸溶胶凝胶法制备复合氧化物的研究

柠檬酸溶胶凝胶法制备复合氧化物的研究

影 响络 合金 属离子 的物 化性质 。溶 胶的 陈化过 程与凝 胶化 过程 并没 有 明显的 界线 。凝胶 化完 成后 ,紧接着 进行 胶体 的陈化 。经 验 中 ,让 为 陈化 是溶 胶凝 胶法 必不 可少 的操作 。凝胶 化的 温度及 陈化 温度 和时 间 的确定 大都根 据实 验对 像 ,实 验结 果调整 。各 文献在 陈化 时 间的选 取 上 分歧 较大 。郭 大勇 【 3 1 等在 实验 中 ,使用 柠檬 酸溶 胶凝 胶 法 ,将凝胶 化 和陈化和并 操作 ,时间长达 4 8 小时 。其实验 结果显 示 ,相比于传 统 凝 胶法 ,该工 艺制 得 的氧化物 颗粒 在粒径 、结 晶度和 抗 团聚 等方面 有 较 好的表 面 。李意峰 咯 在 实验 中没有凝胶 化过程 。在 8 o ℃下 陈化 1 O 小时 ,也获 得了分 散性 、结 晶性 较好 的氧 化物 。

柠 檬酸是 弱酸 ,其 多级 电离 受溶 液 p H值 的影响 。不 同的 阴离子存 在形式 决定 了柠檬 酸根 的络合 能力 也不 相同 。金属 离子 与柠檬 酸根 离 子络合 后 ,粒 子 间再经 过近 一步水 解综 合 ,最 终形 成稳 定 的溶 胶 。不 完全 电离的柠 檬酸 根离 子 以非化学 计量 比与金 属离 子配 合 ,降低 成胶
包括柠檬酸用量 、溶液 p H值 , 凝胶化及陈化 ,并就柠檬酸溶胶凝胶法的反应机理进行 了阐述。 当前研 究认 为这些制备条件对最张取得的氧化物粉 体的 物性参 数 有 着较 大的影响。
关键词:柠檬酸溶胶凝胶 法 复合氧化 物 制备条件 成胶机理
在 催化研 究领 域 ,单一 氧化物 通常 具有一 些较 好的 物化性 能 ,可 以作为 载体 或是 直接应 用作 催化 剂 。但 是随 着人们 对催 化性 能要求 的 提高及 绿色 化学 低碳 经济 的兴起 ,这些 单一 氧化 物逐 渐无法 满足工 业 生产对 其性 能的 要求 。研究 人 员将不 同的氧 化物 复合 ,从而 获得兼 具 两种材 料 优点 的复 合或 掺杂 材料 。【 l 1 这 种氧 化物 的复 合在 催化 、电化 学 中都有 着重要 作用 。然而 复合方式 的不 同对 复合的效 果影响较 大 。 溶胶 凝 胶法 是现在 常用 的氧化 物复 合掺 杂方 法。整个 制备 过程 经 历溶液 、溶 胶 、凝胶 、干凝 胶 、焙烧 。 由溶胶 凝胶 法制 备的粒 子纯 度 高粒度 细 、可精 确调控 组成 ,方 便对 材料 的复合 或掺 杂 ,反 应条件 温 和易 于操 作控 制 ,一 般制得 的 氧化 物都 具有 较大 的 比表面 积 翻 。该 方 法经历 了传 统胶 体 、无 机聚 合物胶 体 、络合 法制胶 这三 个过 程 。传 统 方法 需要找 到合 适的沉 淀剂 。当制备 的离子 各类 较多 时 ,很 难寻到 合

柠檬酸溶胶-凝胶法合成ZnGa2O4:Mn 2+纳米粉末的结构和发光性能研究

柠檬酸溶胶-凝胶法合成ZnGa2O4:Mn 2+纳米粉末的结构和发光性能研究
Z GaO 是 一种 由 Gao3和 Z O 合 成 的 二元 氧 n 2 2 n
3 结 果 与讨 论
3 1 材 料结构 和 形 貌 .
化物, 具有 AB O 2 型的 尖 晶石结 构 , 能 隙 为 4 4 V, 其 .e 是 一种 自激 发蓝 色发 光 材 料 ; 时 它本 身 也 是 一种 很 同 好 的发 光材 料 的基 质 , 当掺 杂 不 同 的激 活离 子 时 可得

定 比例称 取 Z ( H。 OO) nC C 2和 Mn C OO) , (H C 2 混
段 , 征 了样品 的结 构 、 貌 和 发 光性 能 。 结果 表 明 , 表 形
柠 檬 酸 溶 胶 一 胶 法 制 备 的 Zn 2 凝 Ga O4:M n 颗 粒 均 。
合 溶 于去 离子 水 中 , 入 Ga NO ) 液 , 节 p 值 加 ( 溶 调 H 为 2 然后 加 入一 定 量 的柠 檬 酸 搅 拌 至 均相 , 混合 物 , 将
绿 色发 光 强 度 最 大 。
X RD( 射 线 衍 射 ) 在 日本 理 学 ( ia u / X 图 R g k )D MAX 2 0 一2 0型 X射 线 衍 射 仪 上 测 定 , E ( 描 电子 SM 扫 显 微镜 ) 图的测 定 在 Hi c i 4 0 t h ¥ 2 0型扫 描 电子 显微 镜 a 上 进行 ,R( I 红外 吸 收) 利 用 D ga T 3 0 谱 ilbF S 0 0型 红外 光谱仪 测定 , S 电 子 顺 磁 共 振 ) 的 测定 是 利 用 德 E P( 谱 国 Bu e 公 司 E P 0 rkr S 3 0型 电 子 顺 磁 共 振 波 谱 仪 , L P ( 光致 发光 ) 采 用 Hi c i 一 5 0型 荧光 分 光光 度计 谱 t h 4 0 a F

溶胶凝胶法制备催化剂所需柠檬酸的含量

溶胶凝胶法制备催化剂所需柠檬酸的含量

溶胶凝胶法制备催化剂所需柠檬酸的含量溶胶凝胶法制备催化剂所需柠檬酸的含量,这个听起来是不是有点学术、很复杂?但别担心,咱们慢慢聊。

其实这个话题讲起来,就像做一道家常菜,虽然名字一听让人觉得很高深,但只要我们理清了思路,做起来就能轻松不少。

你要知道,催化剂这玩意儿就像烹饪中的“秘密调料”,它不出风头,但少了它,整个反应就可能没法顺利进行。

所以,了解柠檬酸在催化剂中的角色,实际上是了解如何让这道“科学大餐”做得更好。

好啦,先来聊聊溶胶凝胶法。

这名字听起来有点“高大上”,其实它就是一种把物质从液态转变为固态的方法,过程简单说就是“水变泥”。

先把某些金属的化合物溶解到液体中,再加点柠檬酸这种“助攻”,搅拌一番,最后让它们干了,形成坚固的固体催化剂。

柠檬酸呢,它在这过程里的角色,嗯,有点像“调味师”。

它帮助控制溶胶的稳定性,让金属元素更加均匀地分布,这样才能确保催化剂在反应中高效地发挥作用。

那么问题来了,柠檬酸到底得加多少才合适呢?别小看这个问题,量太少可能起不到作用,量太多呢,又可能把反应搞得一团糟。

你可以理解为,如果做菜的时候盐放多了,味道就变得不对劲,菜也不好吃。

所以,柠檬酸的量,得掌握一个“黄金比例”。

太少?催化剂的形成就不稳定,反应效果打折扣。

太多?催化剂可能过度“柔软”,效果也不好,甚至影响最终的产物。

找到一个刚刚好的量,能让催化剂的性能发挥到极致。

这时候,大家就得琢磨这个“黄金比例”了。

柠檬酸的量一般取决于溶胶的浓度、金属氧化物的种类以及实验的具体要求。

换句话说,不同的催化反应对柠檬酸的需求不一样,有的可能需要多一点,有的则可以少放点。

这里面有点像烹饪里的“火候”控制,靠的是经验和实验。

最初你可能需要通过反复试探,来找到那个最适合的配比,就像你做菜总得先找找味道一样。

不过,虽然柠檬酸很关键,但它的含量也不能一味追求多,更多的柠檬酸会让催化剂的结构更加复杂,甚至可能引起“过火”反应,导致催化效果反而下降。

溶胶凝胶法柠檬酸和金属离子的量

溶胶凝胶法柠檬酸和金属离子的量

溶胶凝胶法是一种常用于制备材料的方法,它通过溶胶的形成和凝胶的固化来制备固体材料。

在该方法中,溶胶是一种液体体系,由溶剂和溶解了固体颗粒的溶液组成;而凝胶是一种具有空隙结构的固体,由溶胶在固化过程中形成。

溶胶凝胶法在材料制备中具有一定的优点,如易于操作、制备工艺简单等,因此得到了广泛的应用。

在溶胶凝胶法中,添加柠檬酸和金属离子可制备出一系列具有优异性能的材料,如催化剂、吸附剂、传感器等。

本文将对溶胶凝胶法中柠檬酸和金属离子的量对材料性能的影响进行探讨。

一、溶胶凝胶法的工作原理1. 溶胶的形成在溶胶凝胶法中,溶胶的形成是制备材料的第一步。

溶胶的形成是由于溶剂与溶质之间的相互作用力使溶质以原子、离子或分子的形式分散在溶剂中而形成的一种体系。

在溶胶凝胶法中,通常使用的溶剂包括水、乙醇、丙酮等,而溶质则可以是金属离子、有机分子等。

2. 凝胶的固化在形成溶胶后,通过加热、酸碱中和等方法使其中的溶质发生凝胶化反应,形成凝胶。

这一步骤的主要目的是使溶解的物质逐渐聚集形成固体,从而得到所需的材料。

二、柠檬酸在溶胶凝胶法中的作用1. 缓冲作用柠檬酸是一种酸性有机物,在溶胶凝胶法中,它具有很好的缓冲作用。

当溶胶中的pH值发生变化时,柠檬酸能够起到调节pH值的作用,使其保持在一个合适的范围内,从而有利于溶胶的稳定性和材料的形成。

2. 配位作用柠檬酸中含有多个羧基和羟基,这些官能团可与金属离子形成配位络合物。

柠檬酸的配位作用可以促进溶胶中金属离子的稳定分散,有利于凝胶的形成和材料性能的提升。

三、金属离子在溶胶凝胶法中的作用1. 形成催化活性位点金属离子是一种重要的催化剂,它在溶胶凝胶法中可以与溶胶中的配体形成络合物,从而形成催化活性位点。

这些活性位点能够促进反应物质的吸附和转化,从而提高材料的催化性能。

2. 调控材料的物理化学性质金属离子的加入可以调控材料的物理化学性质,如孔径结构、表面电荷等。

通过合理控制金属离子的含量和种类,可以有效地调控材料的性能,以满足特定的应用需求。

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柠檬酸溶胶凝胶法制备复合氧化物的研究
摘要:柠檬酸溶胶凝胶法具有操作简单,成本低,产物纯度高,粒度细等优点,广泛应用在氧化物制备领域。

本文就制备条件进行了讨论,包括柠檬酸用量、溶液pH值,凝胶化及陈化,并就柠檬酸溶胶凝胶法的反应机理进行了阐述。

当前研究认为这些制备条件对最张取得的氧化物粉体的物性参数有着较大的影响。

关键词:柠檬酸溶胶凝胶法复合氧化物制备条件成胶机理
在催化研究领域,单一氧化物通常具有一些较好的物化性能,可以作为载体或是直接应用作催化剂。

但是随着人们对催化性能要求的提高及绿色化学低碳经济的兴起,这些单一氧化物逐渐无法满足工业生产对其性能的要求。

研究人员将不同的氧化物复合,从而获得兼具两种材料优点的复合或掺杂材料。

[1]这种氧化物的复合在催化、电化学中都有着重要作用。

然而复合方式的不同对复合的效果影响较大。

溶胶凝胶法是现在常用的氧化物复合掺杂方法。

整个制备过程经历溶液、溶胶、凝胶、干凝胶、焙烧。

由溶胶凝胶法制备的粒子纯度高粒度细、可精确调控组成,方便对材料的复合或掺杂,反应条件温和易于操作控制,一般制得的氧化物都具有较大的比表面积[2]。

该方法经历了传统胶体、无机聚合物胶体、络合法制胶这三个过程。

传统方法需要找到合适的沉淀剂。

当制备的离子各类较多时,很难寻到合适的沉淀剂。

无机络合法常使用金属醇盐为原料。

但金属醇盐有易燃、有毒、不易长入保存、成本较高等特点。

近些年来发展的柠檬酸-溶胶凝胶法属于无机聚合物法。

不仅可以在较低的温度下,取得尺寸均匀,粒度在微米甚至纳米级别的氧化物,而且保留了制备温度温和、操作方法简易的优势。

然而柠檬酸凝胶溶胶法作为一种新兴方法,在制备条件和操作方法上仍有许多地方值得探讨。

一、制备条件及机理分析
1.柠檬酸用量
柠檬酸作为络合剂,对胶体的稳定性具有决定性的作用。

用量过少,将会导致形成的胶体不稳定,极可能在放置陈化过程中出现沉淀现在,导致实验失败[3-5]。

不同的文献中均采用放置检验的方法,将溶胶放置足够长的时间,并观察,以刚好不出现金属盐析出为柠檬酸的最少使用量。

而不同的金属盐,其对应的最小使用量,从1:0.5到1:3不等。

在氧化物焙烧条件相同的情况下,增加柠檬酸的用量可以得到更粒度更细分散度更好的氧化物。

但李意峰认为过量的催化剂会残留在干凝胶中,致使焙烧过程中柠檬酸燃烧不充分,产物结晶下降[4]。

2.溶液pH
李意峰等人在实验中引入了对起始pH值进行了讨论,使用硝酸和氨水对初始pH值进行调节,认为pH约为2 时,凝胶后获得的氧化物具有较好的物化性能[4]。

范瑞瑞在制备氧化铝超细粉体时,也调节了初始pH值[5]。

然而二者在其文献中,均无对起始pH值的讨论。

笔者认为,随着凝胶化过程的进行,水分不断散失,溶液的pH值逐渐发生变化。

pH值的最终值与初始值将会有较大差异。

这一可变性,使得实验中不以此为变量进行讨论。

然而柠檬酸属于弱酸,在水溶液中存在着多级的电离平衡。

随着柠檬酸的解离,阴离子可以络合更多的阳离子,使得胶体更稳定,不易析出金属盐。

有文献报导,产物随pH值呈非线性变化,在pH=7附近有一最优值[8]。

在该值处得到的产物纯净,无碳残留。

岳振星[9]认为pH值较低时,得到的胶体致密,比表面和孔容都小;在接近中性时,可以得到含大量孔结构的凝胶。

因此,溶液pH值对凝胶的影响是否重要,还有待细致的研究。

3.凝胶化及陈化
凝胶化是溶胶凝胶法的一个重要过程。

在该过程中,刚刚形成的溶胶体系逐渐向凝胶凝胶转变。

凝胶化的温度和时间都对能否成胶有着直接影响。

以柠檬酸溶胶凝胶法制备[9]的实验显示,适当升高凝胶化的温度,可以缩短形成凝胶的反应时间。

陈化过程主要有胶体粒子的长大,胶体体积收缩和水分等溶剂的移除。

经过凝胶化和陈化,溶胶变为结构稳定的凝胶,在后续的干燥和焙烧过程中也不会破坏,而影响络合金属离子的物化性质。

溶胶的陈化过程与凝胶化过程并没有明显的界线。

凝胶化完成后,紧接着进行胶体的陈化。

经验中,让为陈化是溶胶凝胶法必不可少的操作。

凝胶化的温度及陈化温度和时间的确定大都根据实验对像,实验结果调整。

各文献在陈化时间的选取上分歧较大。

郭大勇[3]等在实验中,使用柠檬酸溶胶凝胶法,将凝胶化和陈化和并操作,时间长达48小时。

其实验结果显示,相比于传统凝胶法,该工艺制得的氧化物颗粒在粒径、结晶度和抗团聚等方面有较好的表面。

李意峰[4]等在实验中没有凝胶化过程,在80℃下陈化10小时,也获得了分散性、结晶性较好的氧化物。

4.成胶机理分析
柠檬酸是弱酸,其多级电离受溶液pH值的影响。

不同的阴离子存在形式决定了柠檬酸根的络合能力也不相同。

金属离子与柠檬酸根离子络合后,粒子间再经过近一步水解综合,最终形成稳定的溶胶。

不完全电离的柠檬酸根离子以非化学计量比与金属离子配合,降低成胶能力。

增加柠檬酸用量可以加快溶胶的形成,但过量柠檬酸将影响焙烧后氧化物的物化性能。

也有文献认为[6],早期较小凝胶粒子通过陈化,胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络状的空间立体结构。

三维网状在焙烧过程中可以有效阻止金属氧化物颗粒的长大。

二、结论
柠檬酸溶胶凝胶法是一种新兴氧化物制备方法,具有实验流程简单,操作方便,成本低廉,可以精确控制氧化物的组成等优点,在氧化物制备的各个领域表现出了独特的优势。

于些同时,其成胶机理仍末明了,因而在柠檬酸用量、pH 值等操作条件上较难有统一且明确的最优操作点。

随着科研工作者对柠檬酸溶胶凝胶法成胶机理的研究,这一方法会被逐渐改进、成熟。

催化剂的研发推进了人们对复合氧化物研究,粒度细小均匀,成分均匀的二元甚至多元氧化物的制备,必将更多用到柠檬酸溶胶凝胶法。

参考文献
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[4]李意峰,黄剑锋,曹丽云,等. 柠檬酸络合法制备La2CuO4纳米晶[J].无机化学学报. 2011,27(11):2157-2161.
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