超临界水体系在多元氧化物微纳米材料合成中的应用研究

超临界水体系在多元氧化物微纳米材料合成中的应用研究

论文摘要

近年来,随着化学、化工、能源、材料学等领域的发展,人类获得了大量新型结构和功能材料。但是同时也带来了比较严重的环境污染问题。因此,人们开始对环境保护等关乎“可持续性发展”的问题越来越重视。人们不仅对材料本身的安全、环保等性能具有较高要求,用一些无毒或低毒材料取代有毒材料,而且针对材料的制备方法提出了绿色化学的概念,即在制备过程中实现绿色环保。这样既从源头上解决了材料合成过程所带来的污染,从长远上看又避免了废物处理中可能出现的问题。绿色化学,是社会可持续发展的一个重要部分,对人类的生存和发展有着非常重要的意义。在绿色化学中最具有代表性的,便是近几十年所兴起的超临界流体技术。超临界流体技术是一种绿色的新兴技术,目前研究和应用最多的是超临界水和超临界二氧化碳技术。其中,超临界水凭借其特殊的物理化学性质而备受人们的青睐。在能源、环境、材料这三大领域中,超临界水已经被证明是一种快速、有效、环保、节能的反应介质。特别是在材料的合成制备方面,超临界水体系可用于快速有效地制备高结晶度、单一物相、形貌统一、单分散的粉体材料。本文中主要是关于超临界水体系在多元氧化物YVO4.Y3A15O12与BaTeMo2O9微纳米材料合成上的应用研究。(1)成功地利用高温高压反应釜在超临界水中合成了单一物相、高结晶性、高分散性的YVO4与掺入稀土离子的YVO4纳米粉体,详细研究了掺入稀土离子、KOH加入量、反应温度、反应时间对产物结构、形貌及尺寸的影响,并对所合成的YVO4:Eu和YVO4:Tb做了荧光性能测试。(2)将沉淀法的前驱体制备与超临界水反应法进行结合,探索出了一种利用高温高压釜的新型二步反应合成法。利用这种方法在超临界水体系中成功合成出了具有单一物相、高结晶性、高分散性的Y3A15O12纳米和微米粉体,并详细探索了实验方法、前驱体、反应温度、反应时间、沉淀剂加入量对产物物相结构、形貌尺寸的影响。(3)利用高温高压反应釜在超临界水体系中成功制备出了单一物相、统一形貌的新型四元氧化物BaTeMo2O9微米级板状材料,系统地探索了反应物加入顺序、KOH加入量、反应温度、反应时间、冷却时间、反应物加入量对产物物相结构、形貌尺寸的影响,并首次对得到的BaTeMo2O9微米级板状材料做了详细的表征和测试。BaTeMo2O9微米级板状材料的成功制备,为未来四元氧化物微纳米材料的合成积累了宝贵的经验,拓宽了超临界水这种绿色环保技术在材料合成领域上的应用范围,也为实现四元氧化物的微纳米化提供了一种绿色环保、快速有效的合成制备方法。本文探索研究了一种新型化学反应媒介----超临界水在材料合成领域的应用。从一个独特角度开展新型功能材料的制备研究,发展了一种与环境和谐的技术路线,把材料科学技术研究与环保节能问题及可持续性发展的化学工程相结合。研究结果在基础科学和应用技术领域均具有重要的意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 超临界水概述
  • 1.2.1 超临界水的定义
  • 1.2.2 超临界水的特性
  • 1.2.3 超临界水的应用
  • 1.2.4 超临界水的反应设备
  • 1.3 多元氧化物及合成技术简介
  • 1.3.1 多元氧化物简介
  • 1.3.2 多元氧化物微纳米材料的制备方法
  • 1.4 本论文课题提出的意义和主要研究内容
  • 1.4.1 研究意义
  • 1.4.2 本论文主要研究内容
  • 参考文献
  • 4纳米粉体合成中的应用研究'>第2章 超临界水体系在YVO4纳米粉体合成中的应用研究
  • 4简介'>2.1 YVO4简介
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 实验仪器与试剂
  • 2.2.2 实验方法
  • 2.2.3 实验步骤
  • 2.2.4 材料表征
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 物相分析
  • 2.3.2 形貌表征
  • 2.3.3 稀土掺杂对产物的影响
  • 2.3.4 荧光性能研究
  • 2.3.5 KOH加入量对产物的影响
  • 2.3.6 反应温度对产物的影响
  • 2.3.7 反应时间对产物的影响
  • 2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 3Al5O12纳米粉体合成中的应用研究'>第3章 超临界水体系在Y3Al5O12纳米粉体合成中的应用研究
  • 3Al5O12简介'>3.1 Y3Al5O12简介
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验仪器与试剂
  • 3.2.2 实验方法
  • 3.2.3 实验步骤
  • 3.2.4 材料表征
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 物相表征
  • 3.3.2 形貌表征
  • 3.3.3 实验方法对产物的影响
  • 3.3.4 前驱体对产物的影响
  • 3.3.5 反应温度对产物的影响
  • 3.3.6 反应时间对产物的影响
  • 4HCO3加入量对产物的影响'>3.3.7 NH4HCO3加入量对产物的影响
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 3Al5O12微米级粉体合成上的应用研究'>第4章 超临界水体系在Y3Al5O12微米级粉体合成上的应用研究
  • 4.1 简介
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验仪器与试剂
  • 4.2.2 实验方法
  • 4.2.3 实验步骤
  • 4.2.4 材料表征
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 物相表征
  • 4.3.2 形貌表征
  • 4.3.3 前驱体对产物的影响
  • 4.3.4 反应时间对产物的影响
  • 4.3.5 沉淀剂加入量对产物的影响
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 2O9粉体材料合成中的应用研究'>第5章 超临界水体系在BaTeMo2O9粉体材料合成中的应用研究
  • 2O9简介'>5.1 BaTeMo2O9简介
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 实验仪器与试剂
  • 5.2.2 BTM的制备
  • 5.2.3 材料表征
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 表征
  • 5.3.2 反应参数对产物的影响
  • 5.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 论文总结
  • 6.2 创新点
  • 6.3 有待开展的工作
  • 攻读博士学位期间发表的论文及专利
  • 致谢
  • 附录
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

    • [1].煤炭超临界水流化床制氢反应器内颗粒流动及传热特性的数值分析[J]. 工程热物理学报 2020(01)
    • [2].“超临界水分解”新方法将含碳废物变能源[J]. 汽车零部件 2020(02)
    • [3].“超临界水分解”新方法将含碳废物变能源[J]. 浙江化工 2020(02)
    • [4].“超临界水分解”新方法将含碳废物变能源[J]. 机床与液压 2020(04)
    • [5].超临界水中硫酸钠结晶动力学的分子动力学模拟(英文)[J]. 计算物理 2020(02)
    • [6].超富集植物超临界水气化产气特性研究[J]. 环境与发展 2020(07)
    • [7].煤与超临界水煤气一体化的高效发电系统[J]. 信息技术 2019(04)
    • [8].超临界流体萃取与超临界水裂解耦合处理油泥中试[J]. 环境工程 2016(12)
    • [9].简讯[J]. 陕西画报 2016(06)
    • [10].堆内超临界水回路辐照装置物理参数模拟研究[J]. 原子能科学技术 2013(12)
    • [11].超临界水堆流动不稳定性研究现状[J]. 科技视界 2015(25)
    • [12].超临界水流化床内煤气化过程建模与仿真(1):数学模型及物理场分布规律[J]. 工程热物理学报 2014(03)
    • [13].有机质亚/超临界水液化研究进展[J]. 化工进展 2014(02)
    • [14].污水治理与白色污染治理新技术——超临界水技术[J]. 化工管理 2014(18)
    • [15].国家973计划超临界水堆研究课题通过评审[J]. 电网与清洁能源 2011(10)
    • [16].法科学家测出超临界水形成的精确温度[J]. 化学分析计量 2010(03)
    • [17].纤维素在超临界水中糖化的研究进展[J]. 酿酒 2009(01)
    • [18].超临界水堆系统分析程序的改进[J]. 原子能科学技术 2009(06)
    • [19].澳大利亚将采用超临界水技术直接煤制油[J]. 能源研究与利用 2009(05)
    • [20].煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术进展[J]. 中国基础科学 2018(04)
    • [21].超临界水中二氧化碳扩散的分子动力学模拟[J]. 科技通报 2019(02)
    • [22].超临界水冷快堆给水控制系统改进研究[J]. 核科学与工程 2014(04)
    • [23].超临界水流动不稳定类型及动态特性分析[J]. 核动力工程 2012(S1)
    • [24].超临界水堆子通道分析[J]. 原子能科学技术 2009(06)
    • [25].氨在超临界水中氧化的平衡热力学研究[J]. 化学工程 2009(07)
    • [26].超临界水气化生物质催化剂及工艺研究[J]. 现代化工 2009(S2)
    • [27].贴近度在超临界水堆实验关联式选择中的应用[J]. 核动力工程 2009(06)
    • [28].不锈钢与哈氏合金在超临界水中的腐蚀与防护研究[J]. 山东化工 2019(17)
    • [29].超临界水体系中纤维素模型物的高效气化[J]. 造纸科学与技术 2018(03)
    • [30].氯化铝对脱水污泥超临界水气化产氢的影响[J]. 科学技术与工程 2017(13)

    标签:;  ;  

    超临界水体系在多元氧化物微纳米材料合成中的应用研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢