王光磊

摘 ?????要：納米材料表現(xiàn)的特殊磁性是非常有意義的，然而其特殊的尺寸會給應(yīng)用帶來很多問題，使其應(yīng)用受到了明顯的限制。基于作者多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行了工程造價占比非常高的氮化鎳改性制備與實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：傳統(tǒng)水熱產(chǎn)物的熱處理方法，可以得到氮化鎳顆粒，但光催化效果較差，溶劑熱法無法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求，通過對水熱產(chǎn)物高溫處理改進(jìn)后，能夠得到純度較高的氮化鎳顆粒，光催化效果較好。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果對于改進(jìn)工程造價占比非常高的氮化鎳的應(yīng)用，具有一定的理論和實(shí)際工程意義。

關(guān) ?鍵 ?詞：工程造價;氮化鎳;水熱產(chǎn)物;熱處理方法

中圖分類號：TQ213 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）01-0071-04

Abstract： Nanomaterials show special magnetism， which is very significant， but its special size brings a lot of problems， so its application is obviously restricted. Based on the work experience，the preparation process of nickel nitride nanomaterials was improved. Experimental results showed that the traditional heat treatment method of hydrothermal products could prepare nickel nitride particles， but the photocatalytic effect was poorer;the solvent hot method could not meet the experimental requirements; the high-temperature heat treatment method of hydrothermal products could prepare high purity nitride nickel particles， and the photocatalytic effect was better. The above experimental results have some theoretical and practical significance for improving the application of nitride nickel materials.

Key words： Project cost; Nickel nitride; Hydrothermal products; Heat treatment method

納米材料表現(xiàn)的特殊磁性是非常有意義的，然而其特殊的尺寸給應(yīng)用帶來很多問題，使其應(yīng)用受到了明顯的限制。磁性納米顆粒往往與強(qiáng)偶極效應(yīng)有關(guān)，易于團(tuán)聚，從而降低穩(wěn)定性[1，2]。因此，必須找到一種有效的方法來提高納米顆粒的穩(wěn)定性。在實(shí)際研究過程中，發(fā)現(xiàn)二氧化硅或硅酸鹽在光子晶體功能材料、催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用， 對人體無毒無害， 最關(guān)鍵的是二氧化硅具有良好的耐蝕性， 引入二氧化硅納米磁性材料， 有望提高磁性粒子團(tuán)聚現(xiàn)象， 從而大大提高材料的耐蝕性，提高材料的穩(wěn)定性[3-5]。納米尺寸的磁性材料由于其尺寸的大小接近于單一的磁疇磁體，故具有特殊的磁性 [6-8]。磁性納米顆粒的每個粒子的磁矩反轉(zhuǎn)， 可增強(qiáng)粒子的磁場。納米材料的特殊磁性能滿足某些特殊應(yīng)用要求，產(chǎn)品多樣化可制成各種一維、二維和三維材料[9-12]。因此，納米磁性材料在傳統(tǒng)技術(shù)、新興技術(shù)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)、國防技術(shù)和社會生活等諸多方面都得到了應(yīng)用。與傳統(tǒng)磁記錄材料相比，磁性納米材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，因此有取代傳統(tǒng)磁記錄的趨勢。電子計算機(jī)，例如磁自旋包和自旋晶體管目前在多層納米磁性薄膜中使用，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的磁性納米材料已初步應(yīng)用[13-15]。

目前，大多數(shù)項目都是按配額設(shè)計的，投資是項目成功的重要前提。對于正常的工程進(jìn)度，應(yīng)避免主要材料價格波動對項目成本的影響，因此，正確確定市場價格是項目成本過程中關(guān)鍵環(huán)節(jié)合理的主要材料[16-18]。建筑工程的變化將帶來許多不確定因素，尤其是在施工方案、施工技術(shù)和重大變化的設(shè)計等方面。建筑材料使用的各種形式，如品牌、類型和材料浪費(fèi)現(xiàn)象的數(shù)量等，會對建筑工程造價產(chǎn)生巨大的影響，從而使材料成本發(fā)生較大的變化。在上世紀(jì)末，世界上出現(xiàn)了化學(xué)和物理的交叉學(xué)科領(lǐng)域： 有機(jī)高分子磁性學(xué)科。這種學(xué)科可分為復(fù)合型和結(jié)構(gòu)型兩類： 前者可用于在有機(jī)樹脂中加入磁性顆粒，通過各種工藝，最終得到復(fù)合塑料磁性材料。后者在沒有磁粉的情況下，具有內(nèi)在磁性和有機(jī)基的結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生金屬有機(jī)磁性材料[19，20]。本文在上述背景和發(fā)展進(jìn)程中，基于作者多年來的工作經(jīng)驗(yàn)和合作團(tuán)隊的條件，進(jìn)行了工程造價占比非常高的氮化鎳改性制備與實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：傳統(tǒng)水熱產(chǎn)物的熱處理方法，可以得到氮化鎳顆粒，但光催化效果較差，溶劑熱法無法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求，水熱產(chǎn)物的熱處理的高溫改進(jìn)后，能夠?qū)崿F(xiàn)純度較高的氮化鎳顆粒，光催化效果較好。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果對于改進(jìn)工程造價占比非常高的氮化鎳應(yīng)用具有一定的理論和實(shí)際工程意義。

1 ?實(shí)驗(yàn)部分

1.1 ?實(shí)驗(yàn)過程

在電子天平上，使用0.75 g氯化鎳和2.8 g （聚吡咯烷酮）。通過量筒將18 mL 乙醇和10 mL 蒸餾水混合，然后攪拌25 min。繼續(xù)攪拌，慢慢加入5 mL 的85%的水合物。加入到結(jié)束，繼續(xù)攪拌38 min。混合過程可以觀察到初始液體呈現(xiàn)藍(lán)綠色， 混合過程用滴管滴7 mL的水， 將溶液放入反應(yīng)釜內(nèi)，放到恒溫烤箱， 溫度控制在120 ℃，恒溫10 h。10 h后，當(dāng)不銹鋼反應(yīng)器冷卻時，打開蓋子，在恒溫下重復(fù)3次至50 ℃，4 h后干燥。采用上述實(shí)驗(yàn)獲得的高質(zhì)量磁性鎳微米線通過天平稱取0.018 g，并將其放置于78 mL蒸餾水和15 mL無水乙醇混合溶液系統(tǒng)中。攪拌28 min后， 滴1.8 mL氨， 繼續(xù)攪拌28 min， 觀察到無色透明后， 逐漸出現(xiàn)了少量的濁度，但很快消失， 繼續(xù)攪拌均勻10 h。攪拌結(jié)束， 在通風(fēng)櫥下進(jìn)行樣品處理， 先用去離子水洗滌3次， 然后用無水乙醇洗滌3次， 如果短期使用， 保存其密封在去離子水中， 長期保存， 需要把它們放在50 ℃鼓風(fēng)干燥箱中， 恒溫干燥。

1.2 ?實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用的主要測試方法是SEM、XRD和VSM。材料的性質(zhì)是均勻的和良好的，這將在很大程度上反映在微觀顯示方面。掃描電鏡是較好的形態(tài)分析圖的理想選擇。掃描電子顯微鏡， 主要依賴于發(fā)射的二次電子捕獲樣本分析， 將材料的表面微觀結(jié)構(gòu)以成像形式表示， 實(shí)際使用過程中， 首先，顯微鏡下有一個非常狹窄的光束， 掃描樣品， 并通過其與材料表面相互作用， 捕捉反饋信號， 捕獲信號的數(shù)理統(tǒng)計和分析， 然后是圖像輸出形式的數(shù)據(jù)。所以，掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)，比普通光學(xué)顯微鏡要多上百倍，而且大大增加了材料研究的范圍。XRD研究對象主要是結(jié)晶物質(zhì)，大部分固體材料是微晶，非晶或結(jié)晶狀態(tài)，可在X射線衍射的照射下，通過這種性質(zhì)，對材料進(jìn)行XRD定性分析，是目前研究晶體結(jié)構(gòu)的最有力手段。微觀層面，顯示規(guī)則排列的原子， 且原子間距和X射線波長在同一數(shù)量級， 所以這些原子散射X射線可以相互干擾， 在某些特定的方向能產(chǎn)生強(qiáng)烈的衍射峰， 和衍射峰的分布空間方位和強(qiáng)度， 并與晶體的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。本次的實(shí)驗(yàn)具體條件見表1所示。

2 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 ?X射線衍射（XRD）的表征結(jié)果

樣本的恒溫烤箱， 用瑪瑙研缽磨成細(xì)粉， 然后測量X射線衍射， 掃描采用的步進(jìn)是0.018 ?/0.3 s，實(shí)驗(yàn)電壓42 kV、電流是385 mA。圖1給出了氧化鎳的X射線衍射的結(jié)果。圖2為得到的氧化鎳X射線粉末衍射結(jié)果。通過圖1、2結(jié)果可以看出，對所制備的氧化鎳顆粒表現(xiàn)的是納米級別，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

2.2 ?納米氧化鎳的光催化特性分析

將100 mL稀釋的亞甲基藍(lán)溶液放入干凈的燒杯中，加入0.005 g的納米氧化鎳樣品，在暗室中通過攪拌器攪拌12 h，保證氧化鎳粉充分吸附亞甲基藍(lán)溶液。將吸附后的材料在50 mL離心清液， 得到二氧化鈦粉末的亞甲藍(lán)溶液和離心上清液， 選擇可見光照射方案，每30 min測試1次亞甲藍(lán)的吸附曲線。用分光光度計測試了納米氧化鎳的可見光吸收光譜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3、4所示。結(jié)果可以看出：水熱產(chǎn)物通過高溫處理后，能夠得到純度較高的氮化鎳顆粒，光催化效果較好。

3 ?結(jié) 語

（1）傳統(tǒng)水熱產(chǎn)物的熱處理方法，可以得到氮化鎳顆粒，但光催化效果較差，溶劑熱法無法實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)要求;

（2）水熱產(chǎn)物通過高溫處理后，能夠得到純度較高的氮化鎳顆粒，光催化效果較好。

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