纳米硼酸镁和稀土超细氧化物的制备及应用

摘要

纳米材料被称为“二十一世纪最有前途的材料”，纳米粒子是纳米材料的重要领域，其尺寸介于宏观和微观原子之间，纳米粒子表现出的全新的特征，使其成为凝聚态物理界关注的前沿，激发了国内外物理学家、化学家和材料工作者的研究热情。 纳米材料科学的研究主要包括三个方面：系统的研究纳米材料的性能结构和谱学特征、发展新型的纳米材料和金属、非金属、有机、和生物等多种纳米颗粒材料的应用。 本文对纳米材料的制备和应用进行了系统的和深入的研究，主要研究内容如下： 1.纳米硼酸镁的制备、表征和应用以氯化镁和硼酸为原料通过均匀沉淀-醇溶胶法制备纳米硼酸镁，用化学分析、XRD、SEM和IR等手段对产物进行表征。讨论了添加乙醇、CTMAB和(NH4)2SO4对硼酸镁粒径的影响，在一定条件下，可得到平均粒径为20nm左右的硼酸镁粉体。确定了混合添加剂对氧化镁电性能的影响的最佳工艺条件：混合添加剂中硼酸镁与二氧化硅的摩尔比为1:2，电熔氧化镁中混合添加剂的质量分数为0.3％。测定了不同温度下添加剂对氧化镁绝缘电阻和耐压性能的影响。 2.纳米氧化钇的制备和表征以硝酸钇和尿素为原料通过超声波-淬冷-均匀沉淀法制备超细氧化钇，对氧化钇的前驱物--Y(OH)CO3的合成及煅烧工艺进行了详细研究。讨论了制备、干燥和煅烧前驱物时的团聚对氧化钇粒径的影响，通过超声波-淬冷技术的联用抑制了制备氧化钇前驱物时的团聚，用添加CTMAB和(NH4)2SO4的方法成功的解决了干燥和煅烧前驱物时的硬团聚问题。用XRD、SEM和DTA-TG等手段对产物进行表征。结果表明，在一定的条件下，可获得粒径约7-1.5nm的超细氧化钇，XRD实验表明，合成的氧化钇为体心立方型。 3.纳米氧化铈的制备和表征以硝酸铈和酒石酸铵为原料通过醇水/络合物沉淀法制备纳米氧化铈，分析了不同醇、不同醇水比例和PH值对合成纳米氧化铈的影响，结果表明，在酸性条件下，用体积比为4:1的正丁醇水溶液最合适。XRD实验结果表明，合成的纳米氧化铈为立方晶系、纯度高、晶型完整，DTA-TG实验结果显示，煅烧氧化铈前驱物的温度应为450℃，并且比使用其它沉淀剂合成氧化铈的煅烧温度降低了150-200℃，SEM测试结果表明，所制备的纳米氧化铈的粒径为15-20nm左右。

目录

声明

摘要

第一章前言

第一节纳米科学简介

第二节纳米材料的性能

第三节纳米材料制备方法和表征

第四节世界各主要国家纳米材料研究现状

第五节纳米材料的发展趋势

第六节本论文研究的目的和意义

参考文献

第二章纳米硼酸镁的制备、表征及其对氧化镁电性的影响

第一节纳米硼酸镁的性质和用途

第二节纳米硼酸镁的制备和表征

第三节纳米硼酸镁的制备的条件实验

第四节Mg2B2O5-SiO2混合添加剂对MgO电性能的影响

第五节结论

参考文献

第三章超声波-淬冷-均匀沉淀法制各超细氧化钇

第一节氧化钇的性质和用途

第二节超声波-淬冷-均匀沉淀法制备超细氧化钇

第三节超细氧化钇制备的条件试验

第四节结论

参考文献

第四章 醇水-络合物分解法制备纳米氧化铈

第一节氧化铈的性质和用途

第二节醇水-络合沉淀法制备纳米氧化铈

第三节纳米氧化铈制备的条件实验

第四节结论

参考文献

论文发表情况

致谢