亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        低共熔溶劑對制備多孔γ-Al2O3和前驅(qū)體納米結(jié)構(gòu)的影響

        2020-01-17 07:09:36興,貝,沖,蘭,林,
        大連工業(yè)大學學報 2020年1期
        關(guān)鍵詞:前驅(qū)納米材料表觀

        高 興, 李 貝, 馬 英 沖, 李 坤 蘭, 邵 國 林, 魏 立 綱

        ( 大連工業(yè)大學 輕工與化學工程學院, 遼寧 大連 116034 )

        0 引 言

        多孔γ-Al2O3具有良好結(jié)構(gòu)特性和酸堿特征,在催化和吸附分離等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1-3],多孔γ-Al2O3的應(yīng)用不僅依靠其獨特的孔道結(jié)構(gòu),還與表觀形貌有關(guān)。

        作為環(huán)境友好溶劑,離子液體已被應(yīng)用于制備獨特納米結(jié)構(gòu)的γ-Al2O3[4]。但是某些離子液體,例如咪唑類,具有毒性強、生物降解性差和價格昂貴等問題,限制了商業(yè)應(yīng)用。

        低共熔溶劑(deep eutectic solvent,DES)被譽為21世紀新型綠色溶劑。與離子液體相比,DES不僅具有相似物化特性和結(jié)構(gòu)可設(shè)計性[5],而且具有原料來源廣泛、價格便宜和容易降解等優(yōu)點,在催化、有機合成、電化學和材料合成等應(yīng)用領(lǐng)域中被廣泛研究。DES作為模板劑,已被用于制備TiO2[6]和Fe3O4[7]等納米材料。本工作嘗試采用氯化膽堿/丙三醇為模板劑和共溶劑,合成具有一定納米結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體,焙燒制得γ-Al2O3納米材料,以期得到特定形貌、均一尺寸的γ-Al2O3納米材料。

        1 實 驗

        1.1 試 劑

        氯化膽堿、丙三醇、AlCl3·6H2O、碳酸銨、無水乙醇等試劑,分析級,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;去離子水,自制。

        1.2 方 法

        制備DES:取一定量氯化膽堿和丙三醇(摩爾比為1∶2)置于一個250 mL燒瓶中,80 ℃機械攪拌至形成透明溶液。

        合成前驅(qū)體:將一定量AlCl3·6H2O加到DES中,80 ℃攪拌至完全溶解;緩慢倒入一定量碳酸銨溶液,45 ℃攪拌1 h。將混合溶液移至帶有聚四氟內(nèi)襯50 mL水熱反應(yīng)釜中,放入烘箱中處理30 h。反應(yīng)完成后,取出并迅速冷卻至室溫,分別用去離子水和無水乙醇洗滌產(chǎn)物,直至濾液的pH約等于7.0;105 ℃將產(chǎn)物干燥6 h。

        焙燒:將前驅(qū)體置于馬弗爐中600 ℃焙燒8 h,升溫速率為2 ℃/min。

        1.3 產(chǎn)品表征

        采用日本島津XRD-7000S X射線衍射儀(XRD)分析樣品晶相;利用日本電子JSM-7800F場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)觀察樣品的表觀形貌;利用NOVO 2200e比表面積及孔徑分析儀表征樣品的比表面積和孔徑分布。

        2 結(jié)果與討論

        考察原料配比和溫度(80~200 ℃)等因素對前驅(qū)體和γ-Al2O3樣品表觀形貌和多孔特征的影響。如表1所示,實驗條件參數(shù)的改變明顯影響前驅(qū)體樣品表觀形貌和尺寸。

        表1 制備條件和前驅(qū)體樣品表觀形貌(反應(yīng)時間30 h)

        2.1 水熱溫度的影響

        如圖1(a)所示,當n(DES)∶n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)∶n(H2O)為30∶1∶3∶78時,經(jīng)過80和200 ℃處理30 h后得到的前驅(qū)體為γ-AlOOH(勃姆石),所有特征峰均與標準卡片(JCPDS No.21-1307)一致。在120~180 ℃得到的前驅(qū)體為NH4Al(OH)2CO3(NH4-Dw),所有特征峰與標準卡片(JCPDS No.50-0741)一致。當原料配比為30∶1∶3∶180時(圖1(b)),80~180 ℃得到的前驅(qū)體為NH4-Dw,200 ℃得到的是γ-AlOOH。隨著水熱溫度升高,XRD特征峰變強和尖銳,說明高溫水熱處理提高前驅(qū)體晶化程度,使晶型更完整。

        (a) n(DES)∶n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)∶n(H2O)=30∶1∶3∶78

        (b)n(DES)∶n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)∶n(H2O)=30∶1∶3∶180

        圖1 不同處理溫度制備前驅(qū)體樣品的XRD譜圖

        Fig.1 XRD spectra of the precursors obtained at different temperatures

        (1)

        NH4Al(OH)2CO3+OH-

        (2)

        (3)

        (4)

        部分前驅(qū)體的表觀形貌如圖2所示。在DES作用下,經(jīng)過不同溫度(120~200 ℃)處理得到的前驅(qū)體呈不同納米結(jié)構(gòu)(棒、花或片狀)。這說明DES可以作為模板劑輔助合成具有特定納米結(jié)構(gòu)且尺寸均一的前驅(qū)體和γ-Al2O3。在水溶液中,DES分子通過氫鍵自組裝形成特定微納米結(jié)構(gòu);晶體表面上吸附的DES分子之間相互作用(范德華力)有利于自組裝形成三維納米結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體[9-11]。以[Bdmim]Cl或[Odmim]Cl等離子液體為模板劑也能制備出相似納米結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體和γ-Al2O3[1],與咪唑離子液體相比,DES綠色環(huán)保且原料價格低,在無機納米材料制備中具有一定應(yīng)用潛力。

        在80 ℃制備的前驅(qū)體為無定形(未列出),說明低溫條件下晶化程度差。這可能因為低溫時,前驅(qū)體生成速率慢,并且DES定向堆積作用小,不能形成形狀一致的納米材料。隨著溫度由120 ℃ 升高至180 ℃,產(chǎn)生NH4-Dw納米棒,尺寸隨溫度升高逐漸增大;在高溫(200 ℃)處理下,得到的前驅(qū)體呈三維花狀和二維片狀納米結(jié)構(gòu)。

        在600 ℃焙燒前驅(qū)體,圖3 XRD譜圖顯示所有衍射峰均與標準卡片(JCDS No.50-0741)一致。這說明得到的煅燒產(chǎn)物為γ-Al2O3。

        由圖3 SEM照片可以看出,焙燒后得到的γ-Al2O3納米材料的形貌與前驅(qū)體基本一致,只是尺寸減小,這說明γ-Al2O3遺傳記憶前驅(qū)體的表觀形貌。

        2.2 原料配比的影響

        由圖1和表1可知,當n(DES)∶n(H2O)為30∶180和30∶78時,80 ℃得到的前驅(qū)體分別為NH4-Dw和γ-AlOOH。在120~180 ℃,隨著水量增大,前驅(qū)體尺寸增大,這可能是由于水體系黏度減小,有利于“奧氏熟化”過程中前驅(qū)體擴散,使其定向堆積形成尺寸更大的納米棒。在200 ℃,當n(DES)∶n(H2O)由30∶78變?yōu)?0∶180時,前驅(qū)體由三維花狀變?yōu)槎S片狀結(jié)構(gòu)。這是因為水量增大,DES濃度降低,吸附在晶體表面上DES少,抑制因分子之間范德華力自組裝生成三維立體結(jié)構(gòu)。DES濃度降低,體系黏度減小,有利于驅(qū)體擴散,不利于形成三維結(jié)構(gòu)[12-13]。

        (a1) t=150℃

        (b1)t=150 ℃

        (b2)t=180 ℃

        (b3)t=200 ℃

        (b)n(DES)∶n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)∶n(H2O) =30∶1∶3∶180

        (a) 棒狀

        由圖1(b)和圖4(a)可知,在150 ℃和不同n(DES)∶n(AlCl3)下,得到前驅(qū)體均為NH4-Dw。隨著n(DES)∶n(AlCl3)從10∶1增大至30∶1,NH4-Dw的XRD特征峰變得尖銳,說明結(jié)晶度增高。由圖5(a)、(b)、(c)可看出,n(DES)∶n(AlCl3)增大,得到的前驅(qū)體尺寸減小。當AlCl3濃度增高時,離子之間相互作用概率增大,反應(yīng)后聚集原子數(shù)增多,NH4-Dw納米棒尺寸變大[10]。

        由圖4(b)可知,在150 ℃和不同n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)條件下,得到的前驅(qū)體均為NH4-Dw。隨著n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)從1∶3減小至1∶9,NH4-Dw的XRD特征峰變矮變寬,結(jié)晶程度降低。由圖5(d)、(e)、(f)可知,n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)由1∶3減小至1∶5時得到的NH4-Dw納米棒變得更長更大更細,并且部分發(fā)生團聚;當減小到1∶7時,得到的前驅(qū)體為納米束;當比例為1∶9時,得到的前驅(qū)體為無定型堆積塊狀(SEM照片未列出)。這是因為當(NH4)2CO3濃度增大時,離子之間的相互作用概率增高, NH4-Dw的尺寸變大;體系中由DES誘導自組裝定向生長, (NH4)2CO3濃度增高,DES量不足以吸附在材料表面,導致其聚集生成納米線束;當濃度過大時,體系中DES誘導作用減弱,粒子發(fā)生團聚,生成不規(guī)則塊狀聚集體。

        (a) 不同DES與AlCl3的摩爾比

        (b) 不同AlCl3與 (NH4)2CO3的摩爾比

        圖4 150 ℃不同原料配比制備的前驅(qū)體樣品的XRD譜圖

        Fig.4 XRD spectra of precursor samples derived under various ratios of raw materials at 150 ℃

        2.3 γ-Al2O3孔結(jié)構(gòu)表征

        在600 ℃下將制得前驅(qū)體焙燒8 h后得到γ-Al2O3材料。部分γ-Al2O3樣品的N2吸附-脫附等溫線和孔徑分布曲線如圖6和圖7所示。圖6中等溫曲線都是Ⅳ型并且?guī)в蠬3型的滯后環(huán),說明得到的γ-Al2O3存在介孔結(jié)構(gòu),并且孔道是由粒子堆積形成的裂孔,在相對壓力較高出現(xiàn)的滯后環(huán)表明產(chǎn)物具有非規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)。從圖7可知,焙燒得到的γ-Al2O3還存在60 nm左右的大孔結(jié)構(gòu)(如γ-Al2O3納米棒)。這些孔道結(jié)構(gòu)可能是由于NH4-Dw的熱分解以及γ-AlOOH脫水而形成的。

        花狀、棒狀、片狀和線束狀(表1中前驅(qū)體制備實驗編號分別為5、8、10和15)γ-Al2O3的比表面積分別為70.8、147.3、86.4和207.1 m2/g,平均孔徑分別為16.6、33.9、8.8和21.1 nm。利用[Bdmim]Cl或[Odmim]Cl等離子液體制得類似納米結(jié)構(gòu)的γ-Al2O3的比表面積分別為146.5 m2/g (花狀)、230.2 m2/g (棒狀)、20.3 m2/g (片狀)和217 m2/g (線束狀),平均孔徑分別為59.3、32.8、31.9和33.1 nm[1]。DES輔助制備γ-Al2O3比表面積略低于離子液體輔助制備產(chǎn)物。

        (a) n(DES)∶n(AlCl3)=30∶1

        (d)n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)=1∶3

        (e)n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)=1∶5

        (f)n(AlCl3)∶n((NH4)2CO3)=1∶7

        圖5 150 ℃不同原料配比制備的前驅(qū)體樣品的SEM圖

        Fig.5 SEM images of precursor samples derived under various ratios of raw materials at 150 ℃

        圖6 焙燒得到γ-Al2O3的N2吸附-脫附等溫線

        (a) 實驗5和實驗10

        (b) 實驗8和實驗15

        圖7 焙燒得到γ-Al2O3的孔徑分布

        Fig.7 Pore size distributions ofγ-Al2O3samples obtained by calcination of precursors

        3 結(jié) 論

        采用氯化膽堿/丙三醇低共熔溶劑為模板劑,考察水熱溫度和原料配比等因素對合成的前驅(qū)體和γ-Al2O3形貌和尺寸的影響。結(jié)果表明,通過控制水熱溫度和調(diào)整原料配比,可以合成特定尺寸和納米形貌的前驅(qū)體,進而通過焙燒得到形貌相同但尺寸略小的多孔γ-Al2O3。由于具有價格低和綠色環(huán)保等優(yōu)點,低共熔溶劑在合成γ-Al2O3中具有一定潛力。低共熔溶劑與前驅(qū)體、γ-Al2O3合成的構(gòu)效關(guān)系、優(yōu)化γ-Al2O3多孔特性將是下一步研究的重點內(nèi)容。

        猜你喜歡
        前驅(qū)納米材料表觀
        武器中的納米材料
        學與玩(2022年8期)2022-10-31 02:41:56
        綠盲蝽為害與赤霞珠葡萄防御互作中的表觀響應(yīng)
        河北果樹(2021年4期)2021-12-02 01:14:50
        二維納米材料在腐蝕防護中的應(yīng)用研究進展
        鋼結(jié)構(gòu)表觀裂紋監(jiān)測技術(shù)對比與展望
        上海公路(2019年3期)2019-11-25 07:39:28
        例析對高中表觀遺傳學的認識
        SiBNC陶瓷纖維前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)及流變性能
        可溶性前驅(qū)體法制備ZrC粉末的研究進展
        MoS2納米材料的制備及其催化性能
        前驅(qū)體磷酸鐵中磷含量測定的不確定度評定
        溶膠-凝膠微波加熱合成PbZr0.52Ti0.48O3前驅(qū)體
        精品一区二区三区四区国产| 精品三级久久久久久久| 中文字幕人妻一区色偷久久| 午夜一区二区视频在线观看| 三年片免费观看大全有| 亚洲国产无线乱码在线观看| 国产成人AV乱码免费观看| av手机免费在线观看高潮| 国产精品亚洲lv粉色| 国内精品九九久久久精品 | 日韩AVAV天堂AV在线| 人妖熟女少妇人妖少妇| 亚洲国产女性内射第一区二区| 亚洲免费观看视频| 国产一区二区三精品久久久无广告| 毛片免费全部无码播放| 国产精品国产三级国产av主| 亚洲国产av一区二区三区天堂| 日本熟妇人妻xxxx| 国产va免费精品高清在线| 国产精品入口蜜桃人妻| 日本高清一区二区不卡| 中文字幕网伦射乱中文| 六月婷婷国产精品综合| 中文字幕人妻少妇久久| 丰满少妇按摩被扣逼高潮| 亚洲av综合久久九九| 亚洲日本在线va中文字幕| av在线免费观看男人天堂| 久久天堂综合亚洲伊人hd妓女 | 亚洲av无码乱码在线观看牲色| 国产免费av片在线观看| 亚洲色大成网站www在线观看| 亚洲av毛片成人精品| 激情五月我也去也色婷婷| 在线高清理伦片a| 亚洲日韩区在线电影| 亚洲精品国产综合久久| 久久久亚洲精品无码| 无码电影在线观看一区二区三区| 91在线视频视频在线|