表面活性剂对纳米三氧化钼形貌的影响
球形三氧化钼还原产物形貌
2.1 MoO2 的形成过程 将球形 MoO3 原料在 450 ℃ 进行不同时间的还
原实验，不同还原时间对应不同的还原率，对不同 还原率的还原产物进行 X 射线衍射分析，对还原 率为 16% 的还原产物进行扫描电子显微形貌观察， 结果分别见图 2 和图 3。
0%
10 20 30 40 50 60 70 80 2θ / (°)
料粒度小，比表面积大，反应活性强，生产时易出 现 MoO2 板结和 Mo 粉团聚等特点，通过调整反应 温度、H2 分压及水蒸汽分压研究了两段氢气还原 得到的 MoO2 和 Mo 粉显微形貌，并成功制备出高 分散、团聚少的超细 Mo 粉，以期对 Mo 粉的批量 生产提供理论基础。
1 实验材料及方法
原料为自制升华炉生产的 MoO3 粉末，升华工 艺为温度 980 ℃，升华时间 1～2 h[2]。原料 MoO3 粉末的化学成分如表 1 所示。利用透射电子显微 镜 （ transmission electron microscope， TEM） 观 察 原料 MoO3 粉末的形貌，如图 1 所示，粉末颗粒呈 球状。
由图 2 可知，球形 MoO3 原料为 β-MoO3，还 包含部分 α-MoO3。随着一段还原的进行，当转化 率 为 16% 时 ， 出 现 了 α-MoO3 和 γ-Mo4O11 主 峰 ， 说明 β-MoO3 先转化成 α-MoO3[8]，而一部分 α-MoO3 转变为立方形的 γ-Mo4O11，见图 3（a）所示；当 转化率达到 35% 时，γ-Mo4O11 达到最多，且出现 了 MoO2，片状 α-MoO3 也慢慢开始生成；当转化 率 达 到 70% 时 ， α-MoO3 已 全 部 转 化 成 Mo4O11； 当转化率达到 90% 以上时，已基本都形成 α-MoO2。 球形 β-MoO3 的颗粒尺寸小，比表面积大，热力学 稳定性较差，还原反应易进行；片状 α-MoO3 的结
α-MoO3纳米带的制备及电化学性能
α-MoO3纳米带的制备及电化学性能赵张媛;杨元圣;张文翠;崔永莉【摘要】采用双氧水氧化辅以水热法制备α-MoO3纳米带正极材料,用XRD和SEM对结构和表面形貌进行分析,用循环伏安法和恒流充放电研究电化学性能.在200℃水热条件下制备的α-MoO3纳米带呈板条状;在180℃下制备的呈细条带状.α-MoO3首次循环伏安曲线上出现的两对还原氧化峰(2.73 V、3.06 v)和(2.24 V、2.74 V),分别对应于Ii+在α-MoO3八面体层内的不可逆嵌脱和层间的可逆嵌脱.以0.2C在1.5～3.5V充放电,板条状和长条状α-MoO3纳米带的首次放电比容量分别为294.7 mAh/g和300.0 mAh/g,50次循环的容量保持率分别为49.9％和63.4％.给出了α-MoO3的充放电机理,发现容量衰减主要是"+在α-MoO3八面体层内的不可逆脱嵌引起的.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2015(045)005【总页数】4页(P269-272)【关键词】α-MoO3纳米带;水热法;电化学性能;充放电机理【作者】赵张媛;杨元圣;张文翠;崔永莉【作者单位】中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学材料科学与工程学院,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TM912.9具有一维纳米线/纳米棒/纳米带形态的电极材料，电极/电解液接触面积和灵活的应变弛豫较大，且一维电子运输通道的效率高，如一维LiMn2O4、Co3O4、TiO2和FePO4等，均具有良好的电化学性能。
地壳中的钼(Mo)元素资源丰富，一维层状的正交相三氧化钼(α-MoO3)具有280 mAh/g的理论比容量和稳定的晶体结构，是颇有潜力的锂离子电池正极材料[1-2]。
α-MoO3由于具有独特的一维层状结构，容易形成一维纳米晶态，如纳米管、纳米线、纳米带及纳米片。
表面活性剂对电沉积Ni-AlN纳米复合镀层的影响
表面活性剂对电沉积Ni-AlN纳米复合镀层的影响李秀伟;李健奇;张静【摘要】采用脉冲电沉积技术制备Ni-AlN纳米复合镀层,分析表面活性剂聚乙烯醇和十六烷基三甲溴化铵对纳米复合镀层的微粒含量及其耐磨性的影响.并利用扫描电镜对复合镀层的表面形貌进行观察.结果表明,表面活性剂的不同种类和浓度对制备的Ni-AlN纳米复合镀层的影响较大;相对于单独使用一种表面活性剂获取的镀层,利用阳离子和非离子表面活性剂的组合配置获取的复合镀层性能更优异.【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷),期】2018(029)004【总页数】3页(P11-13)【关键词】表面活性剂;电沉积;Ni-AlN;纳米复合镀层【作者】李秀伟;李健奇;张静【作者单位】中国石油大庆石化公司,黑龙江大庆163714;中国石油大庆石化公司机械厂,黑龙江大庆163714;中国石油大庆石化公司机械厂,黑龙江大庆163714【正文语种】中文【中图分类】TG174随着工业的发展，对金属材料的性能要求日益增高，复合镀层技术能有效地提高金属的硬度、耐磨性、耐蚀性等性能。
因此，金属材料复合镀层的研究成为国内外学者们关注的热点［1］。
复合镀层技术是通过搅拌的方式使在镀液中的不溶性纳米颗粒（如Si3N4、TiN、AlN等）均匀散开，然后利用电沉积、化学沉积或喷射沉积的方式，实现纳米颗粒与基质金属的共同沉积，从而制备出性能优异的纳米复合镀层。
脉冲电沉积制备Ni-AlN纳米复合镀层的主要影响因素有：纳米AlN的浓度、平均电流密度、表面活性剂、搅拌方式及镀液温度等。
在电沉积过程中，各种离子表面活性剂不仅对纳米颗粒起着润湿、乳化、分散等作用，而且携带不同的电荷大大地影响了金属基质和纳米颗粒的共沉积［2］。
因此，研究表面活性剂对脉冲电沉积Ni-AlN复合镀层的影响具有十分重要的意义。
采用瓦特镀液作为基础镀液，研究不同种类的表面活性剂及其不同组合对制备的Ni-AlN纳米复合镀层的粒子含量和耐磨性的影响。
不同表面活性剂对纳米ZnO_ZrO_2的制备和脱硫性能的影响_顾华志
第36卷第3期 人 工 晶 体 学 报 Vol .36 No .3 2007年6月 JOURNAL OF SY NTHETI C CRYST ALS June,2007 不同表面活性剂对纳米ZnO /Zr O 2的制备和脱硫性能的影响顾华志,汪慧峰,汪厚植,汪 姣(武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷省部共建国家重点实验室培育基地,武汉430081)摘要:研究不同表面活性剂对采用共沉淀2真空冷冻干燥法制备的Zn O /Zr O 2纳米催化剂的结构和物相变化的影响,并在模拟烟气中利用气相色谱仪进行脱除S O 2性能的测定。
结果表明,表面活性剂的引入可以降低纳米Zr O 2的平均晶粒度。
与吐温80、PEG 2400和P VA 相比,柠檬酸铵和DBS 抑制晶核生长的能力更大,从而纳米Zr O 2的平均晶粒尺寸更小,脱硫率更高;由于PEG 2400具有络合正离子的能力,可防止纳米活性组分的团聚和长大,其催化吸收S O 2的性能最好。
关键词:纳米材料;氧化锌;氧化锆;表面活性剂;分散;脱硫中图分类号:T B332 文献标识码:A 文章编号:10002985X (2007)0320642204I nfluence of D i fferen t Surface Acti ve Agen ts on the Prepara ti on ofNanom eter ZnO /ZrO 2and the D esulphur i za ti on Properti esG U Hua 2zhi,WAN G Hu i 2feng,WAN G Hou 2zh i,WAN G J iao(The Hubei Pr ovince Key Laborat ory of Cera m ics and Refract ories,W uhan University of Science and Technol ogy,W uhan 430081,China )(R eceived 7August 2006,accepted 6O ctober 2006)Abstract:The influence of different surface active agents on phase and structure of nanometer Zn O /Zr O 2catalyst p repared by co 2p reci p itati on 2vacuu m drying method has been investigated in the paper,and the desul phurizati on p r operties of the catalyst has been measured by gas chr omat ograph in si m ulated flue gas .The results sho w that the additi on of surface activat ors can reduce the average crystal grain size of nanometer Zr O paring with surface active agents T ween 80,PEG 2400and P VA,a mmonium citrate and DBS can restrain the ger m inati on of crystal grain more efficiently,then the average grain size of nanometer Zr O 2is s maller and the desul phurizati on rate is higher;since the surface active agent PEG 2400has the ability t o comp lexate positive i on which can p revent nanometer active components fr om aggl omerating and gr owing up,s o the catalytic abs or p ti on f or S O 2is the best .Key words:nanometer materials;zinc oxide;zirconia;surface active agents;dis persi on;desul phurizati on 收稿日期:2006208207;修订日期:2006210206 基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(No .2003ABA079) 作者简介:顾华志(19642),男,江苏省人,博士,教授。
控制合成三氧化钼纳米材料及其电化学性能的研究
控制合成三氧化钼纳米材料及其电化学性能的研究作者：李媛娄正松来源：《江苏理工学院学报》2018年第06期摘要：基于MoO3的电极材料在锂离子电池中具有极佳的物理化学和电学性质，在190 ℃下水热反应6 h 合成了三氧化钼纳米棒。
X射线衍射图表明产物是正交相三氧化钼。
扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察表明三氧化钼纳米棒长度为10 μm左右，宽度为200～100 nm，在产物中占85 %以上。
在对锂电池的充放电性能测试中，合成的MoO3纳米电极材料的初始放电比容量为1 344 mAh g-1，后期的库伦效率均为97 %左右。
探索了合成三氧化钼纳米棒的新途径，并且所获得的三氧化钼纳米棒有希望用于锂离子电池的替代阳极材料。
关键词：三氧化钼;纳米材料;锂电池中图分类号：TM911 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）06-0026-07可充电锂离子电池（LIB）具有高能量密度，高循环寿命和低成本的优点。
电池性能很大程度上取决于电极材料的设计和选择，由于商业上使用的石墨阳极具有有限的Li存储容量（理论容量为372 mAh g -1），因此，科研人员做了大量的研究，开发阳极材料对锂离子电池进行改进以满足日益增长的锂离子电池需求。
[1-2]在过去的几十年中，具有高理论比容量的金屬氧化物在锂电池领域引起了极大的关注。
由于过渡金属氧化物（TMO）基于锂的可逆转化机制，及对Li+具有的很高的反应潜力和强负载性，而具有高理论比容量。
其中，正交三氧化钼（α-MoO3）是最环保的TMO之一，具有1 117 mAh g-1 [3]的理论容量，约为石墨的三倍，且电阻率较低，因此，MoO3是阳极材料的有希望的候选者。
然而，Li+嵌入和脱出过程中发生的巨大的体积膨胀和较差的循环特性等问题阻碍了其在锂电池中的实际应用。
纳米结构的某些性质超过大块状晶体，将电极材料控制在纳米级是缩短Li+移动路径，增加Li+的嵌入位点的，减少能量损耗的有效方法，近年来，许多研究者已经采用多种方法制备出了不同形态的正交相三氧化钼。
表面活性剂在纳米氧化铝制备中的应用研究
卢少元:男,1982年,硕士研究生 T el:021 ******** E ma il:liang carely@表面活性剂在纳米氧化铝制备中的应用研究卢少元,贺蕴秋(同济大学材料科学与工程学院无机非金属材料研究所,上海200092) 摘要 回顾了近年来国内外对于表面活性剂在氧化铝制备过程中的应用研究现状,结合氧化铝制备中中间产物的研究成果,综述了阴离子、阳离子表面活性剂对纳米氧化铝颗粒大小、形貌以及孔结构等的控制作用。
分析了吸附机理以及各种因素如表面活性剂物性、溶液pH值、离子强度等对吸附作用的影响。
在此基础上探讨了表面活性剂在该领域的应用前景。
关键词 纳米氧化铝 表面活性剂 吸附机理 形貌 孔结构Application of Surfactant to Synthesis of Nano aluminaLU Shaoyuan,HE Yunqiu(Inst itute of Inor ganic M ater ials,Schoo l o f M aterials Science and Engineer ing,T ongji U niv ersity,Shang hai200092) Abstract T his paper r ev iew s the pr og ress of the application o f all kinds o f sur factants on alumina in the near bining the results in study ing the precursor s of alumina ox ide,it analy zes the influence on the size,mor pha and po re str ucture o f alumina with t he sor ts of surfactant.It summarizes adso rption mechanism.Sev eral influence fac to rs such as phy sicochem ical pro per ties of adso rbates,pH o f the so lutio n as w ell as io nic str eng th are discussed in de ta il.Based o n t hese studies,w e prospect the t rend of the application of surfactant s to synthesis o f nano a lumina.Key words nano alumina,sur factant,adsor pt ion mechanism,mor pha,por e st ructur e氧化铝粉体材料由于其耐高温、耐化学腐蚀、耐磨、导热系数高等特性一直备受关注。
表面活性剂在纳米材料形貌调控中的作用及机理研究进
１ ・ ５
面快速吸附， 从而有效防止材料的团聚。表面活性剂在纳米 材料合成过程中的稳定作用是通过表面活性剂吸附在纳米材 料表面， 利用静电排斥、 空间位阻与范德华力之间的竞争达到 平衡而实现的。通常表面活性剂浓度在 ｃ 。 ｍ 以下时发生单层 吸附而使纳米材料表面疏水， 。 。 在 ｍ 以上时发生双层吸附而
Ａ ｓ ａｔ ｈ ｆｎｔｎ ｆｕｆ ｔ ｔ ｎ ｏｔ ｌ ｇ ｉ ａｄ ｈｐ ｏｎｎ ａ ｒｌａ ｉｅ， ｈ ｈ ｒ ｅ ｌｅ ｃ Ｔ ｅｕｃｏ ｏｓｒ ｃ ｎ ｉｃｎ ｏｉ ｓｅ ｎ ｓａｅ ｆ ａ ｍ ｔ ｉ ｐｒｃｓ ｗ ｉ ａ ｔ ｐ ｔａ－ ｂｔ ｃ ｒ ｉ ａ ａｓ ｒｌ ｚ ｎ ｏ ｅａ ｔｌ ｃ ｅｍ ａ ｔｎａｄ ｉ ｅ ｉ Ｐ Ｐｒ ， ｒ ｉ ｒ ｕｅ． ｒａｉ ｄ ｕｆ ｔ ｔｓ ｍ ｌ ， ｃ ｄ ｇ ｉ ｌｓ ｒ ｅ ｅ ｉｌｓｍｃ ｅ ｉ ｎ ｄ ｐｒｏ ｒ ｅ ｙ ｗ ｅｎ ｄｃ Ｏ ｎ ｅ ｓｒ ｃ ｎ ａｓ ｂ ｓｉ ｌ ｉ ｍｃ ｌ ，ｅ ｒ ｍｃ ｌ ， ｉｏ－ ｏ ｓ ｓｎ ｏ ｔ ｅ ｔ ｏ ｄ ｇ ｚ ａ ａ ｅ ｅ ｎｕｎ ｅｅ ｖ ｓ ｅｅ ｒ ｍ ｌｏ ， ｕｆ ｔ ｔｉ ｉｃ ｓ １ ｄ ｕｆ ｔ ｔ ｅ ｃ ｓ ｒ ｉ ｒ ｕｅ ａｄ ｈｉｍ ｃａｉ ｎ ｓ ｓ ｎ ｆ ａｏ ｏ ｎｎ－ ｕ ｉ ｓｒ ｃ ｎ ｌｕ ｒ ｔ ａ ｓｒ ｃ ｎ ｖｓｌ ａ ｎ ｏ ｃ ｎ ｔ ｒ ｅ ｎ ｍｉａｓｔ ｔｏ ｔｎ ｆ ｏ ｓｎ ａ ａ ｑ ｄ ｙ ａｎ ａａ ｉｅ ｅ ｔ ｄ ｄ ｅ ｈ ｓ ｉａ ｒ ｉ ａ ｍ
ａ ｅ ａ ａｅ ｕ ｒｅ． ｈ ｄ ｅｔ ｎ ｆｅｅ ｃ ｆ ｕｆ ｔ ｔｎ ｏｔ ｌ ｆｉ ａ ｈｐ ｏ ｎｏａ ｅａ ｉｖ ｗ ｄ ｍ ｔ ｉｓ ｒ ｓｍ ａｉ ｄ ｔｅ ｉ ｃｏ ｏ ｒｓ ｒ ｏ ｓｒ ｃ ｎ ｉｃｎｒｌ ｏ ｓ ｅ ｎ ｓａｅ ｆ ｎｍ ｔ ｉｓｓ ｉ ｅ． ｒｌ ｚ ｒ ｉ ａｈ ａａ ｏｉ 眼 ｚ ｄ ａ ｒｌ ｅ
表面活性剂在纳米氧化锌制备中的应用研究进展
第24卷 第3期内蒙古民族大学学报(自然科学版)Vol.24 No.3 2009年5月Journal of I nnerMongolia University f or Nati onalities M ay2009表面活性剂在纳米氧化锌制备中的应用研究进展侯 洁,董 哲,刘宗瑞,陈晓红,段莉梅(内蒙古民族大学化学学院,内蒙古通辽 028043)〔摘 要〕纳米氧化锌粒子的超细化使得其表面能和表面张力大,从而容易团聚,影响超细粉末及最终产品的性能.本文主要总结了近年来在制备纳米Zn O过程中表面活性剂影响的研究现况.〔关键词〕氧化锌;表面活性剂;制备〔中图分类号〕T B383 〔文献标识码〕A〔文章编号〕1671-0185(2009)03-0266-03The Research Progress of theSurfact an t i n the Prepara ti on of Nano-z i n c O x i deHOU J ie,DONG Zhe,L I U Zong-rui,CHEN Xiao-hong,DUAN L i-mei(College of Che m istry,I nnerMongolia University for Nati onalities,Tongliao028043,China)Abstract:M icr o-nano-zinc oxide particles can make their surface and surface tensi on,thus easier t o reunite i m pactof ultra-fine powder and the final p r oduct perfor mance.This paper su mmarizes the p reparati on of nano-Zn O in re2cent years in the course of the i m pact of surfactant study the situati on.Key words:Zinc oxide;Surfactant;Preparati on纳米氧化锌作为一种新型高功能精细无机材料,在橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化工和陶瓷等领域受到广泛关注〔1〕.相对于块状Zn O而言,纳米Zn O粉体由于表面能变大而易引起粉体团聚〔2〕,转相温度高而颗粒明显长大,形成聚集体,严重影响超细粉体与最终产品的性能〔3〕.制备纳米氧化锌的关键技术在于通过控制颗粒大小获得较窄的粒度分布,减少粉末的团聚.在制备过程中加入适量的表面活性剂可以减少这种团聚.本文对近年来纳米Zn O制备过程中表面活性剂的影响研究进行了综述.1 表面活性剂在纳米氧化锌制备中的作用通过向纳米材料前驱物中加入表面活性剂可以降低表面张力,减少表面能,从而降低分散体系中固体或液体粒子的聚集程度,保持分散体系相对稳定,有效地对纳米粒子的大小和形貌进行调控〔4〕.加入表面活性剂可以在氧化锌前驱体表面可起到空间位阻作用,减少粒子间直接接触,避免因氢键或范德华力的作用而导致团聚.在前驱物生成阶段,表面活性剂吸附在前驱物微粉的表面,使颗粒之间不易发生团聚.真空干燥时,表面活性剂分子在颗粒表面形成单分子膜,降低了溶剂与空气的接触面,表面张力急剧下降,微粒间不易靠近而降低微粉团聚程度.此外,表面活性剂的静电效应也可以在一定程度上降低微粉的团聚程度〔5〕.图1是加入表面活性剂和不加入表面活性剂纳米氧化锌粒子的粒度分布曲线〔6〕.以硫酸锌和碳酸氢铵为原料,在反应前加入聚乙二醇(PEG),可得到无团聚的碱式碳酸锌前驱体;或通过在固相反应过程中加入表面活性剂PEG,可以制备出粒径更小、分散性更好的纳米氧化锌〔7〕;若用可以形成液晶的复合非离子型表面活性剂作为分子模板,通过超声溶胶法控制,则可制备出平行束状纳米Zn O晶须,其等效平均粒径为50n m〔8〕.以Zn(NO3)2・6H2O、Na2CO3-NaHCO3为原料,阴离子表面活性剂为乳化剂,有机溶剂为分散剂,乳化法制备前驱物,热分解后得到的纳米Zn O为标准六方晶系,其平均粒径13.5n m〔9〕;若用聚乙烯砒咯烷酮(P VP)作为表面修饰剂,可3收稿日期:2008-12-26项目基金:内蒙古高等学校科研基金项目(NZC07745)作者简介:侯洁(1982-),女,安徽合肥人,在读硕士研究生,主要从事功能材料的研究.第3期侯洁等:表面活性剂在纳米氧化锌制备中的应用研究进展以合成出粒度分布窄、平均粒度为4.0n m 的氧化锌纳米微粒〔10〕.图2 表面活性剂加入量对纳米氧化锌粒度影响曲线F i gure 2 The rel a ti ona l cure of the i m pa lt of surfact an t for nano -Zno parti cles d istr i buti on1-加入表面活性剂 2-不加入表面活性剂图1 纳米氧化锌的粒度分布曲线F i gure 1 The rel a ti ona l curveof nano -Zno Par ti cles d istr i buti on 利用不同分子量的非离子型聚合物PEG 作为大分子表面活性剂,在特定的胶束浓度范围和介质体系中形成超分子模板,即“微反应器”,可以制备出具有球形、针棒状纳米氧化锌和均匀分散的六角形、片状、螺旋棒状的氧化锌纳米、亚微米材料〔11〕;以聚乙二醇-400为表面活性剂,通过溶胶-凝胶法合成出的纳米Zn O 粉末粒径能达到70n m 左右,且颗粒均匀,粒径分布范围窄,选取一定量的纳米Zn O 粉体,用滴定分析法分析其中Zn O 的含量,发现该粉末的纯度能达到99%以上〔12〕.加入表面活性剂在一定程度上可以制备一定形貌的纳米氧化锌.以Zn (CH 3COO )2・2H 2O 、(COOH )2・2H 2O 为原料,乙二胺为表面活性剂.在不添加乙二胺的条件下,得到的纳米Zn O 颗粒大部分为球形或接近球形的颗粒,粒子尺寸较小且分布均匀,平均直径在30n m 左右,没有针状、棒状和短柱状出现;若在同样的反应体系中,加入乙二胺,得到的是棒状的纳米Zn O 颗粒〔13〕.吴庆生等在PbCl 2纳米线的制备研究中也发现了类似的现象〔14〕.2 表面活性剂对纳米氧化锌性能的影响纳米氧化锌的形貌和粒度对氧化物前躯体的形貌和粒度有很大程度的继承性.在前躯体的制备过程中,表面活性剂的影响远远大于无机盐的浓度及络合剂浓度等因素的影响〔15〕.因此,前躯体的制备过程中表面活性剂及其聚合度的合理选择及其用量的控制显得极为关键.2.1 不同表面活性剂对纳米氧化锌性能的影响 选用合适的表面改性剂在纳米氧化锌制备中起了决定性的作用,使用前必须结合被处理对象的应用目的与要求、粒度大小、粒度分布、颗粒形貌、表面极性、处理工艺等.在合成的过程中表面活性剂可以充当反应的“软模板”来帮助晶体进行定向生长,通过化学吸附和特定的晶面的选择性作用,使颗粒的形状更加的多样化,呈现出各种不同的形貌.在水热条件下,用聚乙二醇220000(PEG220000)作为表面活性剂,在200℃下制得了花状氧化锌;若将表面活性剂改为CT AB (十六烷基三甲基溴化铵),在一定温度下可以制得的柱状和棒状Zn O 〔16〕.制备不同形貌Zn O 纳米材料,还常常使用十二烷基苯磺酸钠(S DBS )、十二烷基硫酸钠(S DS )、十二烷基羧酸钠〔17〕等作为表面活性剂.通过对聚乙二醇-400、不饱和脂肪酸T ween -60和低聚丙烯酸钠P AAS 三种表面活性剂对纳米氧化锌颗粒大小及表面形态影响的研究表明,聚乙二醇分子的位阻效应使颗粒表面张力下降,减少了粒子间的键合作用,对减小纳米颗粒的粒径效果较好,并在一定程度上起到了防止团聚的作用,有效地降低颗粒尺寸.而采用不饱和脂肪酸T ween -60和低聚丙烯酸钠P AAS 能占据粉体表面的微孔,导致粉体的比表面积下降,得到分散性良好的纳米氧化锌〔18〕.通过比较离子型(十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化胺)、非离子型(吐温-80、聚乙二醇-6000)表面改性剂对氧化锌颗粒大小及表观形态的影响〔19〕,表明十二烷基硫酸钠对前躯体的分散最好,得到的纳米氧化锌粒度也最小(80n m 左右);聚乙二醇-6000能有效包裹在纳米氧化锌的颗粒表面,阻止颗粒靠拢而形成的第二次团聚,得到的纳米氧化锌颗粒为95n m 左右;十六烷基三甲基溴化胺由于是阳离子改性剂,与纳米氧化锌前驱物带有同种电荷,由于相互排斥性,活性剂不能有效的包裹在前驱物粒子表面,使得粒子容易发生团聚,制得的纳米氧化锌粒径达到203n m 左右.徐甲强等考察了不同种类表面活性剂对化学沉淀法制备Zn O粒子尺寸的影响〔20〕.结果表明,阴离子表面活性剂乳化法合成的氧化锌具有颗粒小,结构均匀、分散性好,在较低温度下具有较高的气体灵敏度.廖莉玲等以硝酸锌和草酸为原料,添加不同种类表面活性剂,采用直接沉淀法合成出草酸锌前驱体,再经热分解得到纳米氧化锌粉末〔21〕.添加2%各种表面活性剂均能有效地降低纳米氧化锌粒径.其中,聚乙二醇-400效果最为显著.同种表面活性剂的不同聚合度对纳米氧化锌颗粒大小和分散程度有很大的影响.毋伟等研究了不同分子量的聚乙二醇对纳米762内 蒙 古 民 族 大 学 学 报2009年862表面,依氧化锌颗粒大小和分散程度的影响〔22〕.结果表明:聚乙二醇原位改性纳米氧化锌是通过吸附于前驱体Zn(OH)2的作用.PEG分子量太小起不到应有的空间位靠聚乙二醇的长链结构产生的空间位阻效应,来达到分散前驱体Zn(OH)2阻作用,分子量太大,则易使颗粒之间的分子间作用力增强而发生团聚.2.2 表面活性剂的用量对纳米氧化锌性能的影响 选择合适的表面活性剂用量在控制粒度大小、粒度分布、颗粒形状等方面同样是非常重要的.表面活性剂用量过大或过小都会在一定程度上影响纳米氧化锌的性质.氧化锌粉末的粒径随表面改性剂的用量的变化而变化,只有在最佳用量值时纳米氧化锌粒径才会最小.这是因为当表面改性剂用量较少时,在颗粒之间或颗粒表面不能产生足够的斥力来阻止颗粒之间靠拢的引力,从而发生团聚.但是,当表面活性剂用量过多时,表面活性剂在颗粒之间有剩余,阻止颗粒之间的自由移动,从而导致颗粒发生团聚.此外,表面活性剂本身的联结也会促使粒子之间相互靠拢而发生团聚.图2是表面活性剂加入量对纳米氧化锌粒度影响曲线图.通过比较使用不同量的聚乙二醇-300制备得到的纳米氧化锌的粒径大小和分散程度可以发现用量过大不利于纳米氧化锌粒子的分散.陈怀杰等在研究溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌中也指出了同一种表面活性剂的不同用量会影响纳米氧化锌才能形成稳定胶前驱物的成胶状态,提出聚乙二醇-400用量在1molZn2+加入130-200m l聚乙二醇-400,Zn(OH)2体;庄涛等〔23〕在天然橡胶的研究中用钛酸酯偶联剂(NDZ-201)作为制备纳米氧化锌的表面活性剂.钛酸酯用量在1%～5%改性后的纳米氧化锌粉体,分散性较好,可达到小尺寸的均匀分散.钛酸酯用量在20%～60%改性后的纳米氧化锌粉体分散性不如小用量时的好,这是因为钛酸酯用量过多引起粉体的絮凝,从而使其分散性变差.3 结语通过使用表面活性剂对纳米氧化锌微粒表面的修饰,改善或改变其颗粒的分散性,提高微粒表面活性,使微粒表面产生新的物理、化学、机械性能及新的功能,改善纳米粒子与其它物质之间的相容性.随着表面活性剂在超细粉体材料领域进一步的发展,相信表面活性剂在纳米氧化锌粉体材料领域必将发挥更大的作用.参 考 文 献〔1〕李晓娥,樊安,祖庸.纳米级氧化锌研究的进展〔J〕.现代化工,2000(7):23-27.〔2〕Johnst on G P,Muenchausen R,S m ith D M,et al.Reactive laser ablati on synthesis of nanosize alu m ina powder〔J〕.J Am Soc,1992,75:3293.〔3〕顾达,胡黎明.功能材料〔M〕.北京:化学工业出版社,1997.36-39.〔4〕Adair J H,Suvaci E.Mor phol ogical contr ol of particles〔J〕.Curr Op in Coll oid I nterf Sci,2000,5(1-2):160-167.〔5〕李玲.表面活性剂与纳米技术〔M〕.北京:化学工业出版社,2004.〔6〕商桑斌,杨幼平,刘开宇.均相成核-水热法制备纳米氧化锌〔J〕.精细化工中间体,2002,32(8):50.〔7〕陈金华,樊祯.表面活性剂对纳米氧化锌合成及分散性的影响〔J〕.湖南大学学报,2004,31(6):1.〔8〕胡南,刘雪宁,等.液晶分子超声模板法制备平行束状纳米Zn 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三氧化钼纳米带的电致变色机理研究
三氧化钼纳米带的电致变色机理研究班冬梅;王林茂;潘孟美;傅军【摘要】采用热蒸发方法在硅衬底上制备三氧化钼(MoO3)纳米带薄膜.通过紫外-可见-近红外分光光度计、扫描电子显微镜、X-射线衍射谱及光电子能谱分析电致变色前后产物的透射谱、形貌、结构以及价态变化,研究薄膜的电致变色机理.研究表明,三氧化钼纳米带具有较好的电致变色性能,其中包括较快的变色响应时间以及在可见光区较大的透过率变化.变色原因为Li+和e-的双注入导致MoO3的晶体结构及部分的钼离子的价态发生变化.【期刊名称】《海南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(023)003【总页数】5页(P269-273)【关键词】三氧化钼;纳米带;电致变色【作者】班冬梅;王林茂;潘孟美;傅军【作者单位】海南师范大学,物理与电子工程学院,海南,海口,571158;海南师范大学,物理与电子工程学院,海南,海口,571158;海南师范大学,物理与电子工程学院,海南,海口,571158;海南师范大学,物理与电子工程学院,海南,海口,571158【正文语种】中文【中图分类】O484.4色性材料（Chromogenic material）是指受到热、光、电、压力等外界激发源作用后，发生颜色变化的特种功能材料［1］.按照所受的刺激方式，变色材料可分为光致、热致、电致和溶剂致变色材料等.电致变色是指施加电压时，材料颜色发生改变的现象.在已经研究的WO3、NiO、MoO3、IrO2、V2O5、MnO2等变色材料中［2-5］，MoO3薄膜在某些方面表现出更优良的变色效果：如在可见光区的良好的吸收能力和可逆变色性；较平坦的吸收光谱曲线，较WO3更柔和的中性色彩，更好的视觉美学效应［6-9］等，使它具有较广的应用前景.经过几十年的努力，电致变色的机理研究虽然取得了很大的进展，但至今没有一个统一的认识.当前主要采用的模型有电子-离子双注入/抽取模型、小极化子模型和Drude自由电子模型等［10-12］.其中，最广为人接受的是电子-离子双注入/抽取模型，认为电致变色的起因是在电场作用下，阳离子和电子注入薄膜形成新相化合物.当施加反向偏压时，阳离子和电子被抽出，薄膜褪色［13］.早期研究表明，非晶材料具有更好的电致变色性能，研究人员认为这是因为非晶材料具有疏松的结构更利于电子-离子的输运.在本研究中，我们采用热蒸发方法在硅衬底上制备了MoO3纳米带薄膜，这些结晶的MoO3同样具有较好的电致变色性能，较快的变色响应时间.通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及光电子能谱（XPS），我们分析了MoO3纳米带薄膜变色前后的形貌、结构变化以及变色过程中Mo和O结合能的变化，讨论了薄膜的电致变色机理.采用热蒸发方法制备MoO3纳米材料.该方法简单有效、生长周期短、并能提高产量.使用商用红外烧结炉作为蒸发设备，操作简单方便.实验步骤如下：选用单晶硅作为衬底，先在丙酮中超声清洗5 min，然后在无水乙醇中超声清洗5 min.将烧结炉各温区的温度设置由左到右分别为250、250、350、700、700、100℃.当温度到达设定值并开始稳定后，将载有Mo粉的石英舟和单晶硅片平行放在烧结炉的输送带上（石英舟在前，衬底在后），二者相距30 cm，调节烧结炉输送带速度使之为0.13m/min.经过17 min，石英舟进入第四温区（温度为700℃），硅衬底在第三温区（温度为350℃），可观察到大量白色烟雾生成.使输送带停止运行，保温60 min后，停止加热，炉腔开始缓慢降温.当冷却到室温后，使输送带运行，从出口取出石英舟和硅片.此时石英舟内的深灰色的钼粉已经反应生成黄色的片状物，硅衬底上有白色物质生成.电致变色实验是在自制的两电极化学槽中进行.采用（WJ3005∏D）型直流电源作为供电电源，以金属铂（Pt）作为对电极，以长有MoO3纳米带的硅片作为工作电极.电解液采用 1mol/L的 Li-ClO4-PC（丙烯碳酸酯）.电解液的配备方法如下：称量16 g（0.1mol）的带水高氯酸锂LiClO4·3H2O，将其放入真空烘箱中120℃下烘烤24 h，脱去结晶水，获得无水的LiClO4粉末.将该粉末溶于100 mL的PC 溶液中，搅拌使其完全溶解制成1 mol/L的无水电解液.实验时，将电源的负极直接接到长有MoO3纳米带的硅衬底上，将电源的正极接到铂片上，施加偏压1.5V，可以观察到在1～3 s内硅片从接触电极的地方迅速整片变成蓝黑色.采用带有能谱附件的Quanta 400 F热场发射扫描电镜观察变色前后纳米带的形貌变化，采用D/max 2200 vpc的X射线衍射仪分析变色后产物结构变化、Shimadzu UV3101PC型紫外-可见-红外分光光度计测量样品的透射谱、用VG ESCALAB250型光电子能谱仪分析变色前后的价态变化.2.1 变色前后的形貌变化SEM照片（见图1（a））表明所制备的MoO3纳米带之间都有一定的间距，结构较为疏松.纳米带表面比较规则，基本上平直光滑，长度可达10 μm，宽度为几百纳米到1μm，厚度为200 nm左右.变色后（见图1（b）），纳米带产生了较明显的弯曲变形，这表明注入的锂离子和电子附着在材料表面或者注入到晶格中，使纳米带受到了较强的应力作用.2.2 电致变色前后XRD表征变色前的XRD谱（见图2（a））表明，硅衬底上的产物高度结晶化，衍射峰对应于MoO3的正交结构，晶格常数分别为a=0.396 nm，b=1.386 nm，c=0.37nm（JCPDS：5-0508）.变色后（见图2（b）），谱线发生了明显的宽化，表明产物的结晶度变差.通过查对标准谱，发现谱线中除了MoO3峰外，还出现了Li0.9Mo6O17的特征峰，其晶格常数为a=0.948 2 nm，b=0.552 1 nm，c=1.273 7 nm（JCPDS：36-0271），表明有部分的MoO3转化为Li0.9Mo6O17.当施加反向电压时，锂离子和电子被抽离，Li0.9Mo6O17转化为MoO3，材料褪色.2.3 电致变色性能当给MoO3纳米带所在的硅衬底加偏压时，发现薄膜在1～3 s从白色迅速转变成蓝黑色.这是因为薄膜表面的疏松结构（见图2）有利于Li+和e-的输运，所以MoO3纳米带具有较快的变色响应时间.图3（a）、（b）分别为纳米带在漂白态和着色态的透射光谱曲线.它表明变色前后，纳米带在可见光区的透射率变化约为40％左右，这使它在大面积光显示器件上有较大的应用价值.2.4 变色前后的光电子能谱（XPS）分析图4是MoO3纳米带薄膜中的Mo离子和O离子在漂白态和着色态时的化学结合能图谱.利用XPS分峰软件（XPSPEAK）可将图4（a）的谱线解迭为位于232.9和236.0 eV的两峰，它们分别对应Mo自旋－轨道耦合后分裂的Mo3d5/2和Mo3d3/2态，是＋6价Mo离子的典型特征.图4（b）为变色后Mo的XPS谱.利用XPSPEAK进行分析，它可以解迭为六个峰，其中位于232.6 eV和235.9 eV的峰仍是＋6价Mo离子的典型特征峰；位于231.8 eV和235.0 eV的两个峰与＋5价Mo离子的双峰结构较为一致，位于230.6和233.8 eV的峰为＋4价Mo离子的双峰结构.分析解迭后的图谱，我们发现+5价和+4价的Mo离子的结合能峰都不强，这表明在变色过程中仅有少部分的高价态的钼离子被还原为低价态的钼离子.此外，研究变色过程中O离子结合能的变化，也可以分析薄膜的电致变色机制.图4（c）和（d）为漂白态和着色态时薄膜中O1s的结合能图谱.图4（c）为变色前的O1s峰，它可以解迭为两峰，其中位于530.9 eV的峰归属于金属氧化物中的氧，位于532.1eV的峰归属于结晶水中的氧.图4（d）为变色后O1s峰，位于530.8 eV和532.0 eV的峰与变色前相似，仍分别归属于金属氧化物中和结晶水中的氧，而在533.2eV处出现了一个明显的新峰.相关文献表明［14-15］，由于场效应的影响，当处于外层的价电子的电子密度发生改变时，内层轨道电子的结合能也会发生变化.MoO3纳米带在电致变色过程中，当Mo离子的价态降低时，其吸引导带电子形成电子对的能力也随之降低，导致导带电子对向Li+的偏移，从而减弱了外层价电子对对内层和O2-结合能的电子的场效应的影响，进而增加了O2-原子核和内层电子的结合能.因此在变色后的XPS图谱中出现了较高能态的O1s峰.以上分析表明，具有疏松的结构的MoO3纳米带薄膜，由于Li+和e-的迁移通道相对通畅，有利于Li+和e-的注入和抽出，所以表现出较快的变色响应时间.在外加电场作用下，Li+的注入使部分MoO3纳米带的表面形貌发生变化，原本平直光滑的纳米带在Li+的作用下发生弯曲变形，部分的MoO3转变为Li0.9Mo6O17，部分+6价的Mo钼离子转变为低价态的Mo离子，使薄膜颜色发生变化，与Funghnan的双注入-抽出机制相一致.而在可见光区较大的透射率变化，使MoO3纳米带薄膜在大面积光显示器件具有较大的应用价值.【相关文献】［1］李颜婷，杜文.变色材料及其应用[J].大学化学，1996，1（1）：28-30.［2］Lee S H，Cheong H M，Liu P，et al.GasochroMic mechanisMin α-WO3thin films based on Raman spectroscopic studies[J].JAppl Phys，2000，88（5）：3076-3078.［3］Berggren L，Jonsson J C，N iklasson G A.Optical absorption in Lithiated tungsten oxide thin films：Experiment and theory[J].JAppl Phys，2007，102（8）：3538-3544. ［4］Berggren L，N iklasson G A.Optical absorption and durability of sputtered amorphoustungsten oxide films[J].Solid State Ionics，2003，165：51-58.［5］Granqvist C G.Handbook of Inorganic ElectrochroMic Materials[M].NeWYork：Elsevier，1995.［6］Gesheva K A，Ivanova T，Szekeres A，et al.Preparation and optical study of APCVD Mixed metal oxide films[J].J. 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表面活性剂对合成纳米ZnO形貌及光致发光性能的影响研究
表面活性剂对合成纳米ZnO形貌及光致发光性能的影响研究郭强强;王忠旭;胡梦杭;程晓琳;张依琳【摘要】以醋酸锌和氢氧化钠为原料,采用水热合成法制备纳米ZnO,并研究表面活性剂的种类对纳米ZnO形貌以及光致发光性能的影响.通过红外光谱(IR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光谱(PL)测试对样品进行表征,结果表明,相比阴离子表面活性剂,添加阳离子表面活性剂制备出的纳米ZnO的形貌以及光致发光性能更佳.【期刊名称】《唐山学院学报》【年(卷),期】2018(031)003【总页数】5页(P35-39)【关键词】水热法;纳米ZnO;表面活性剂;形貌和光致发光性能【作者】郭强强;王忠旭;胡梦杭;程晓琳;张依琳【作者单位】唐山师范学院化学系,河北唐山063000;唐山师范学院化学系,河北唐山063000;唐山师范学院化学系,河北唐山063000;唐山师范学院化学系,河北唐山063000;唐山师范学院化学系,河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】O611.4ZnO是一种直接宽带隙半导体材料，因具有良好的光电和压电性能，以及优良的化学稳定和热稳定等特性，在光催化、制药等方面均有广泛应用[1]。
纳米ZnO因其颗粒尺寸的细微化，使其具有宏观物体所没有的表面效应、量子尺寸效应以及高透明度等特点[2]，但是其颗粒较易团聚。
为了使制备的纳米ZnO颗粒的形貌以及光致发光性能更为优良，可以在制备的过程中通过添加表面活性剂到纳米材料前驱物，使溶液的表面张力下降，表面能变小，进而使分散体系中粒子的聚集程度降低[3]，能够让分散体系保持相对稳定。
王书媚[4]等指出如果在沉淀过程中添加表面活性剂，就可以抑制前驱体的长大和团聚，并能制备出粒径小、粒径分布范围窄、品质更高的纳米ZnO材料。
王赛[5]等采用均相沉淀法制备纳米ZnO，研究结果表明，添加了复合型表面活性剂以及阴离子型表面活性剂的纳米ZnO分散性能优于添加了非离子表面活性剂的纳米ZnO分散性能。
金属纳米晶体的表面与其催化效应
金属纳米晶体的表面与其催化效应沈正阳(浙大材料系1104 3110103281)摘要：概括纳米材料的表面与界面特性，从金属纳米晶体表面活性与结构介绍其的催化性能，简要概述金属纳米晶体形状与晶面的关系以及金属纳米晶体的成核与生长。
关键词：纳米金属；表面活性；催化；高指数晶面1.纳米材料的表面与界面纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。
由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。
强烈的表面效应，使超微粒子具有高度的活性。
如将刚制成的金属超微粒子暴露在大气中，瞬时就会氧化，若在非超高真空环境，则不断吸附气体并发生反应。
[1]纳米晶体是至少有一个维度介于1到100纳米之间的晶体。
纳米材料主要由晶粒和晶粒界面2部分组成，二者对纳米材料的性能有重要影响。
纳米材料微观结构与传统晶体结构基本一致，但因每个晶粒仅包含着有限个晶胞，晶格点阵必然会发生一定程度的弹性畸变，其内部同样会存在各种缺陷，如点缺陷、位错、孪晶界等。
纳米金属粒子的形状、粒径、颗粒间界、晶面间界、杂质原子、结构缺陷等是影响其催化性能的重要因素。
纳米材料中，晶界原子质量分数达15%~50%，晶界上的原子排列极为复杂，尤其三相或更多相交叉区，原子几乎是自由的、孤立的，其量子力学状态和原子、电子结构已非传统固体物理、晶体理论所能解释。
金属纳米晶体研究中，发现面心立方结构纳米金属如 Al、Ni、Cu 和密排六方结构Co都存在孪晶和层错缺陷，Cu纳米金属中存在晶界滑移。
2.金属纳米晶体的催化性能近年来，关于纳米微粒催化剂的大量研究表明，纳米粒子作为催化剂，表现出非常高的催化活性和选择性。
这是因为纳米微粒尺寸小，位于表面的原子或分子所占的比例非常大，并随纳米粒子尺寸的减小而急剧增大，同时微粒的比表面积及表面结合能迅速增大。
纳米颗粒表面原子数的增加、原子配位的不足必然导致了纳米结构表面存在许多缺陷。
表面活性剂对纳米氧化锌粒径和形貌的影响研究
图 4 OP 的用量对纳米 ZnO 粒径的影响
当 O P 的浓度从 01 2 @ 10- 3 mol/ L 增加 到 11 5 @ 10- 3 mol/ L 时, 纳米 ZnO 颗粒的平均粒 径逐渐减 小。O P 的 浓度在 11 5 @ 10- 3 mol/ L 时, ZnO 的粒径最小; 当 O P 的浓度继续增 大时, ZnO 的粒径 变化不大。文献中查 得 O P 的临界 胶束化 浓度为 31 0@ 10- 3 mo l/ L( 20 e ) , 实验 中由 于锌 离子以 及温 度影 响了 O P 的临界胶 束 化 浓度, 其 临界 胶 束 化 浓度 降 至 11 5 @ 10- 3 mol/ L 左右。 从 ZnO 的 T EM 照 片 ( 图 略) 可 以 看 出, 纳 米 ZnO 的分散 性没 有得 到 很好 的改 善, 颗 粒 的团 聚 比较 明 显。 且在反应的过程中有大量的泡沫 产生, 造成洗涤 的麻烦, 要反 复多次洗 涤才能除去 其中的泡 沫。本实验用 O P 作 为表面活 性剂所得到的产品不是很理想。
2. 3 复合型表面活性剂的影响
如果在 ZnO 的前驱体中加入第 1 种表面活性剂对其表面 进行润 湿, 然 后再 加 入第 2 种表 面 活性 剂对 已 经润 湿的 Z n ( O H) 2 进行包裹, 则会得到粒径更小、粒度分布更均 匀的纳米 ZnO。因阴阳离子表面活性剂不能进 行搭配。Zn( OH ) 2 带正 电荷, 因而选 取阴离 子和非 离子 表面 活性剂 进行 搭配 。本实 验选取阴离子表面活性剂油酸钠( A) , 非离子 表面活性剂聚乙 二醇 1000( B) 为复合 型表面 活性剂。先 加以阴 离子表 面活性 剂 A 对氢氧化锌进行润湿, 再加入非离子表面活性 剂 B 对 Z n ( O H) 2 进行包裹, 从而达到控制 Zn( O H) 2 粒径的目的。在反
表面活性剂辅助六方相纳米二硫化钼的水热合成及表征_冯玉立
第31卷第2期2010年 4月河南科技大学学报:自然科学版Journal of Henan University of Science and Technol ogy:Natural Science Vol .31No .2Ap r .2010基金项目:河南省科技攻关项目(0524240014);河南科技大学重大科技预研专项(2004Z D005)作者简介:冯玉立(1984-),女,河南周口人,硕士生;张 军(1964-),男,河南漯河人,教授,博士,主要研究方向为无机功能材料.收稿日期:2009-09-11文章编号:1672-6871(2010)02-0096-04表面活性剂辅助六方相纳米二硫化钼的水热合成及表征冯玉立,李 平,张 军,徐 波,彭伟涛,宋帮才(河南科技大学化工与制药学院,河南洛阳471003)摘要:利用无机钼源和有机硫源作为原料,在表面活性剂的结构导向及超声波辅助下,通过水热法合成了纳米二硫化钼。
采用X 射线衍射、傅立叶红外光谱、透射电镜对其进行了表征,从微观结构理论的角度分析了CT AB 的加入对反应过程和产物的影响。
结果表明:CT AB 的加入不仅可以有效地阻止产物微粒的团聚,还能够控制产物的形貌及物相,并且无需惰性气体保护的高温煅烧,即可在较低水热温度下直接获得粒径为10～20n m 、六方晶相的超细2H 2MoS 2。
关键词:表面活性剂;二硫化钼;表征;水热法;纳米中图分类号:T B321;T Q171.74文献标识码:A0 前言MoS 2是一种具有层状结构的黑灰色固体粉末,层与层之间仅有非常微弱的范德华力,极易滑离,因而具有良好的固体润滑性能。
而且,MoS 2晶体表面的硫原子在润滑界面上形成一层比较稳固的薄膜,能抵抗高速摩擦和高强接触压力[1]。
故此,MoS 2广泛应用于各类工业润滑油添加剂。
随着粒径的变小,MoS 2在被润滑体表面的附着力及覆盖程度逐步加大,尤其是其抗磨和减磨性能成倍提高[2]。
表面活性剂对TiO2纳米颗粒的形貌、大小和光催化活性的调控
表面活性剂对TiO2 纳米颗粒的形貌、大小和光催化活性的控制摘要通过Ti(OBu)4 和TiCl4 溶胶-凝胶法制备形貌、大小和光催化活性受控制的TiO2 纳米粒子，并研究了在固定片批式反应器中甲基橙的光催化分解。
结果表明，在制备过程中可以通过加入表面活性剂来控制二氧化钛纳米颗粒的形状和尺寸。
可以通过加入不同的表面活性剂制得球形，立方体形，椭圆形的纳米颗粒和TiO2 纳米棒。
在紫外可见分光光谱中，与不加入表面活性剂制得的TiO2 纳米颗粒相比，形状和尺寸受控制的TiO 2 纳米颗粒发生红移，这将有利于光催化反应。
不同的形状和大小的TiO2 纳米颗粒显示出不同的光催化活性。
加入十二烷基硫酸钠制备出的立方纳米颗粒具有比没加的TiO 2 纳米颗粒更高的光催化活性。
关键词：TiO2纳米颗粒；溶胶-凝胶；形貌受控的纳米颗粒；表面活性剂；光催化活性1.前言在催化反应中，对纳米颗粒形状和尺寸的控制非常重要[1]。
大量的研究表明，纳米颗粒的催化活性不仅取决于它们的大小[2-6]，而且取决于它们的形状[7-13]。
此外，TiO2 纳米颗粒光吸收波长范围的扩展，增加了其光催化活性[14]。
通过使用常规的合成方法，如溶胶-凝胶法，水热法，分子束外延法和有机金属化学气相沉积法[7,8]。
最近研究都描述了通过加入表面活性剂来控制无机纳米颗粒形貌和大小的合成[14]。
通过加入表面活性剂来制备不同形貌的纳米颗粒，包括棒状，箭状，泪珠状，四角状和圆盘状[15-17]。
由于TiO2 纳米颗粒具有大表面积和高催化活性，研究者们对其作为重要的光催化剂产生了极大的兴趣[16]。
近几年，有大量报道关于通过加入TiO2 纳米颗粒使有机污染物光催化降解的研究[17-21]。
研究者们通过不同的过程制备了各种形貌的TiO2 纳米晶体，诸如短的和长的纳米棒，豆状和菱形纳米颗粒，纳米管，立方体形和不规则形[22]。
介孔TiO2 薄膜的光催化活性比常见锐钛矿TiO2薄膜高，因为由于表面积的增大和多重散射使得光吸收提高[23]。
水热法制备纳米二硫化钼材料
水热法制备纳米二硫化钼材料纳米二硫化钼材料是一种重要的过渡金属硫化物，具有优良的物理、化学性质和机械性能。
近年来，随着纳米技术的发展，纳米二硫化钼材料在诸多领域展现出广阔的应用前景，如催化剂、光电材料、能源存储和转化等。
水热法作为一种有效的制备纳米材料的方法，具有操作简单、产物纯度高、结晶性好等优点。
本文将介绍水热法制备纳米二硫化钼材料的方法和相关性质。
需要准备好适量的钼源（如三氧化钼）和硫源（如硫粉）。
根据所需的产物比例，称取适量的钼源和硫源备用。
将称取好的钼源和硫源放入高压反应釜中，加入适量的去离子水，并搅拌均匀。
然后，将反应釜密封，放入烘箱中加热至设定的温度（如200℃），保持一定时间（如12小时）。
反应结束后，待反应釜自然冷却至室温，将产物取出。
采用离心分离法将产物分离出来，并用去离子水洗涤数次，最后将产物干燥。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对制备的纳米二硫化钼材料进行表征，结果显示产物具有良好的结晶性和形态稳定性。
纳米二硫化钼材料还表现出优异的物理、化学性质和机械性能，如在高温、高压力环境下仍保持较高的稳定性，因此在催化剂、光电材料、能源存储和转化等领域具有广泛的应用前景。
本文通过水热法制备了纳米二硫化钼材料，并对其相关性质进行了研究。
实验结果表明，水热法能够简单有效地制备出高质量的纳米二硫化钼材料，且产物具有良好的结晶性和形态稳定性。
纳米二硫化钼材料在高温、高压力环境下表现出优异的稳定性和应用前景。
这些结果为纳米材料和相关领域的科研工作者提供了新的思路和手段，具有一定的参考价值。
纳米二氧化钛是一种重要的无机纳米材料，具有优异的物理、化学和光学性能，在光催化、太阳能电池、光电子器件、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
水热法是一种常用的制备纳米材料的物理化学方法，可以在高温高压条件下促进反应的进行，制备出具有特定形貌和性能的纳米材料。
本文将综述水热法制备纳米二氧化钛的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
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如图1所示。可以看出,产物的粒径均处于纳米
级别。
由图1结果可以看出,阳离子表面活性剂十六
烷基三甲基溴化铵存在时,制得的纳米三氧化钼为
不规则棒状,分布极不均匀,如图1(a)。这是由于
阳离子表面活性剂可以通过静电吸引力吸附于钼
酸铵颗粒的缝隙壁上,但吸附状态不同于阴离子
分析采用D/max-rB转靶X射线衍射仪(型号为日
本理学D/max 2400),测试条件:电压35 kV; Cu
靶;扫描速度0·02 (°)·s-1;扫描范围(2θ) 10°~
60°。形貌粒度分析采用JEOL JSM-6360扫描式电
子显微镜。
1. 2 实验过程 取定量的仲钼酸铵及表面活性
色、电致变色性能,常作为一系列敏感元件的表层
涂料,这是片状的纳米三氧化钼在涂装成膜时,更
有利于与被涂物平行,互相连接、层叠排列,完
整紧密地覆盖被涂物[9~12]。所以,纳米三氧化钼
的制备及其形貌的控制具有一定的研究意义和
价值。
目前纳米三氧化钼的制备方法主要有沉淀法、
水热法、溶胶凝胶法等。如日本的Kumagai等将
可制备出粒径为50 nm左右的球形纳米三氧化钼。随着阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS)浓度的增大,产物纳米三氧化钼的形貌由
球形转变为束状、层状。
关键词:表面活性剂;三氧化钼;纳米
do:i 10. 3969/.j issn. 0258-7076. 2010. 05. 028
中图分类号: TF111. 34; TF841. 2 文献标识码: A 文章编号: 0258-7076(2010)05-0781-05
剂置于150 ml烧杯中,加入适量去离子水,使仲
钼酸铵的浓度为0.16mol·L-1,表面活性剂的浓度为
1.8mmol·L-1,在室温下充分搅拌20 min,得到无
色透明溶液。将烧杯移至超声清洗器中,在50℃
恒温下,用酸式滴定管逐滴加入一定比例的硝酸溶
液(V(HNO3)∶V(H2O)=1∶4),调节pH=2,此
·2H2O和CH3COOH为原料,在180℃下恒温反应
7 d,三氧化钼纳米棒。MarkusNiederberger等[15]发
明了使用薄层烷基胺(具有长的烷基链)氧化物作
为前驱体的一种模板引导合成MoO3·2H2O的方
法,用这种新方法所制备的MoO3·2H2O或无水
MoO3纳米光纤长度可达15μm,直径范围50~
时烧杯中产生大量的白色沉淀,继续超声20 min
后进行固液分离,利用适量的硝酸、无水乙醇洗
涤,于电热恒温鼓风干燥箱中加热分解,最后收
集,研磨,得到纳米三氧化钼。
2 结果与讨论
2. 1 表面活性剂的选择 首先对阳离子表面活
性剂十六烷基三甲基溴化铵,阴粒子表面活性剂
十二烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂聚乙二醇3
homogeneous precipitationmethod under ultrasonic enhancement and adding different types of surfactants. The effects of adding differ-
ent types of surfactants and adding differentconcentration of the same surfactanton themorphology of the nano-scalemolybdenum triox-
*通讯联系人(E-mai:l xasongyingfang@ 126. com)
表面活性剂对纳米三氧化钼形貌的影响
宋英方*,兰新哲,周 军,宋永辉
(陕西省冶金工程技术研究中心;西安建筑科技大学贵金属研究所,陕西西安710055)
摘要:以仲钼酸铵和硝酸为原料,在超声波作用下,通过加入不同表面活性剂,采用均匀沉淀法制备了纳米级三氧化钼。研究了表面活性剂
表面的大部分聚乙二醇洗掉。干燥时,由于非架桥
羟基及毛细管力的作用,可导致颗粒间的团聚。所
以得到的产物虽然粒度和形貌比较均匀,但产物
颗粒间团聚严重。
图2为不同表面活性剂存在下所得产物的
XRD分析结果。其中图2(a)中位置为12. 75°,
23·30°, 27. 30°, 38. 95°的衍射峰分别对应正交相
活性、光电特性、耐蚀性等,更有利于在合成催化
剂、敏感元件、传感器、电池电极等方面的应
用[5~8]。纳米三氧化钼的形貌对其性能及应用有一
定的影响,例如纳米三氧化钼常作为工业催化剂
应用于石油工业中的加氢分解、异构化等反应,使
其球形化,才能更好地分散于有机反应物中,更好
的发挥催化效应;另外,纳米三氧化钼具有光致变782 稀 有 金 属34卷
Key words:surfactant; molybdenum trioxide; nanoparticle
纳米材料因其具有特殊的小尺寸效应、量子
尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应等,在冶
金、化工、航天、生物和医学等领域具有广泛的应
用前景[1~4]。纳米三氧化钼作为过渡金属的氧化
物,相对于工业级三氧化钼而言,具有更强的催化
gineering, Xi′an university ofArchitecture&Technology, Xi′an710055, China)
Abstract:The nano-scalemolybdenum trioxide was prepared using ammonium paramolybdate and nitric acid as raw materials, via
idewere investigated. The structure andmorphologywere characterized byX-ray diffraction (XRD) and scanning electronmicroscopy
(SEM). The results indicated that, in the preparation ofnano-scalemolybdenum trioxide in the liquid phasemolybdenum oxide, the
烷基苯磺酸钠(DBS) [C18H29SO3Na],聚乙二醇
(PEG400)[HO(CH2CH2O)nH, 400],无水乙醇
[CH3CH2OH],均为分析纯试剂。
仪器:实验过程中使用了KQ-100DB超声波清
洗器; JJ-1电动搅拌器; Model868酸度计; Ankle
TGL-16G高速离心机;电热恒温鼓风干燥箱。成分
性剂改善制备过程中产物的分散性及反应过程可
控性的研究思路。主要研究了阴离子表面活性剂
十二烷基苯磺酸钠对纳米三氧化钼形貌的影响,
以期为其形貌可控制备奠定基础。
1 实 验
1. 1 试剂与仪器 试剂:仲钼酸铵
[(NH4)6Mo7O24·4H2O],硝酸[HNO3],十六烷基
三甲基溴化铵(CTAB)[C16H33(CH3)3NBr],十二
作用较强,洗涤后大部分十二烷基苯磺酸钠仍吸
附在酸沉产物颗粒表面。在干燥分解时,由于表面
活性剂的屏蔽包覆作用,限制了产物的加热膨胀,
所以形成分散性好,粒度、形貌均匀产物颗粒。
非离子表面活性剂聚乙二醇存在时,制得的
纳米三氧化钼为球形,但颗粒间团聚严重,如图1
(c)。由于聚乙二醇是一种非离子表面活性剂,中
表面活性剂和非离子表面活性剂。阳离子是以季
铵阳离子吸附于缝隙壁带负电荷的位置上而疏水
基伸入水相中,这样便使缝隙壁的亲水性下降,接
触角增大0°~9°,导致毛细管力为负,从而阻止液
体的渗透,不利于钼酸铵固体颗粒的分散,使得产
物的粒度比较大,形貌也不均匀。
阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠存在时,
200 ml0. 1 mol·L-1的(NH4)2MoO4溶液与200 ml
5N的HNO3和40 g的NH4NO3在25℃混合[13],
经70℃加热,沉淀下白色粉末,过滤后用蒸馏水
洗涤,在25℃左右抽真空,最终获得纳米级h-
MoO3和少量a-MoO3。GretaR Patzke等[14]以MoO3
150 nm。相比较而言,沉淀法溶液成核快,设备简
单,可制得高纯度的产品,但是易团聚,粒度不均
匀。水热合成法的产物纯度高,分散性好,粒度易
控制,但要求高温、高压设备,设备昂贵,操作不
安全。溶胶—凝胶法可在低温下制备纯度高、粒径
分布均匀。但成本较高,工艺复杂,易造成污染,
不宜用于工业化生产。本文提出通过加入表面活
种类及用量等因素对产物纳米MoO3的影响,采用X射线衍射仪(XRD)及扫描式电子显微镜(SEM)对产物的结构及形貌进行了了表征。实
验结果表明:在液相法制备纳米三氧化钼的过程中,表面活性剂可有效抑制三氧化钼颗粒的长大和团聚,阴离子型表面活性剂的分散性能优
于阳离子和非离子表面活性剂。在仲钼酸铵溶液浓度为0. 16 mol·L-1,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS)浓度为1. 8 mmol·L-1时,
第34卷 第5期
Vol·34 No·5
稀 有 金 属
CHINESE JOURNAL OF RAREMETALS
2010年9月
Sep. 2010
收稿日期:2009-09-10;修订日期:2010-01-20