反相微乳液法制備納米氫氧化納米棒

反相微乳液法制備納米氫氧化納米棒

la（h）3是重要的稀土氫氧化物，被用作催化劑、吸附劑、時(shí)間分割熒光（tpr）生物標(biāo)簽和轉(zhuǎn)化材料。目前，la（h）合成方法主要包括化學(xué)沉淀法、溶劑熱法、水熱法等。微乳液法具有控制納米顆粒的形狀和粒徑的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件柔和，操作方便，納米顆粒的分散性好等優(yōu)點(diǎn)。然而，關(guān)于納米顆粒la（h）的合成，目前還鮮有詳細(xì)介紹。在這項(xiàng)工作中，我們使用了ctag、正丁醇和正丁烷、la（no3）3溶液（氨）的反相微乳液體系（h）與納米la（h）的體積相比，并研究了水核比和la（no3）3倍對(duì)納米la（h）的形狀和大小的影響。1實(shí)驗(yàn)1.1試劑和機(jī)器(1)化學(xué)試劑及試劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)(天津市科密歐化學(xué)試劑開發(fā)中心),正辛烷、正丁醇、氨水、無水乙醇(西安化學(xué)試劑廠),硝酸鑭(山東魚臺(tái)清達(dá)精細(xì)化工廠),均為分析純.(2)儀器d、max-3cx-射線衍射儀日本rigalcou公司，h-600透射電鏡(日本,Hitachi公司).1.2實(shí)驗(yàn)過程1.2.1微生物微乳液的制備(1)硝酸鑭微乳液(A)的制備.在25℃下,分別稱取一定質(zhì)量比的正丁醇和正辛烷,將其混合并加入一定體積、一定濃度的硝酸鑭水溶液.然后在此混合液中緩慢地加入CTAB,并不斷振蕩,直到變成澄清透明的微乳液,并在25℃下靜置24h不分層,便制得了硝酸鑭微乳液(A).(2)氨水微乳液(B)的制備.在25℃下,稱取與上述質(zhì)量比相同的正丁醇和正辛烷,將其混合并加入與硝酸鑭水溶液相同體積、一定濃度的氨水溶液.然后在此混合液中緩慢地加入CTAB,并不斷振蕩,直到變成澄清透明的微乳液,并在25℃下靜置24h不分層,便制得了氨水微乳液(B).1.2.2納米laoh3.的制備將A和B兩種微乳液混合攪拌熟化、靜置使沉淀晶體充分生長(zhǎng),放置24h后,離心分離,用無水乙醇和蒸餾水交替洗滌數(shù)次,并在75℃真空干燥箱內(nèi)干燥5h,最后得到納米La(OH)3.2結(jié)果與討論2.1laoh3晶體結(jié)構(gòu)特征圖1為實(shí)驗(yàn)所得納米La(OH)3典型的X-射線衍射(XRD)圖譜.從圖1可以看出,La(OH)3的特征衍射峰(100)、(110)、(101)、(201)、(210)、(211)、(112)與La(OH)3標(biāo)準(zhǔn)卡片(JCPDSNo.36-1481)相一致,且沒有多余的雜峰,表明制得的La(OH)3與La(OH)3六方晶體結(jié)構(gòu)完全相同,且具有良好的結(jié)晶度和較高的純度.2.2平均長(zhǎng)度分布圖2為硝酸鑭濃度為0.5mol·L-1時(shí),不同水核比下合成的納米La(OH)3的TEM照片.由圖2可以看出,所得La(OH)3粒子均為棒狀.當(dāng)ω=12時(shí),納米La(OH)3粒子的平均直徑約為30nm,平均長(zhǎng)度約為147nm;當(dāng)ω=20時(shí),納米La(OH)3粒子的平均直徑約為38nm,平均長(zhǎng)度約為215nm.結(jié)果表明,當(dāng)硝酸鑭濃度不變時(shí),隨ω增大,La(OH)3的形貌基本不變,但直徑和長(zhǎng)度都有所增大.這主要是由于在保持硝酸鑭濃度不變的情況下,納米La(OH)3粒子尺寸的大小主要取決于微乳液水核的大小,而微乳液水核的大小主要取決于H2O與CTAB摩爾比的大小.當(dāng)水核比越小時(shí),在水核界面上定向排列了較多的表面活性劑分子,水核界面強(qiáng)度較大,得到尺寸較小的納米La(OH)3粒子.但隨著ω值的增大,水核體積增大,在水核界面上定向排列的表面活性劑分子相對(duì)減少,水核界面強(qiáng)度減小,導(dǎo)致納米La(OH)3粒子尺寸增大.2.3催化劑用量對(duì)納米laoh3粒徑的影響圖3為ω=12時(shí),不同硝酸鑭濃度下合成的納米La(OH)3的TEM照片.由圖3可以看出,所得La(OH)3粒子均為棒狀.當(dāng)硝酸鑭濃度為0.5mol·L-1時(shí),納米La(OH)3粒子的平均直徑約為30nm,平均長(zhǎng)度約為147nm;當(dāng)硝酸鑭濃度為2.0mol·L-1時(shí),納米La(OH)3粒子的平均直徑約為26nm,平均長(zhǎng)度約為71nm.結(jié)果表明,當(dāng)ω值不變時(shí),隨硝酸鑭濃度的增大,La(OH)3的形貌基本不變,但直徑和長(zhǎng)度都有所減小.這主要是由于在保持水核比一定的條件下,水核的大小不變,La(NO3)3的濃度越大,水核中所容納La(NO3)3的量增加,體系的過飽和度也隨之增加.根據(jù)VonWeimarn經(jīng)驗(yàn)公式,沉淀的分散度R(表示生成沉淀顆粒的大小)與溶液的相對(duì)過飽和度關(guān)系為R=k(Q-S)/S,其中,Q為加入硝酸鑭瞬間沉淀物質(zhì)的濃度;S為開始沉淀時(shí)沉淀物質(zhì)的溶解度,表示對(duì)沉淀作用的阻力;Q-S為沉淀開始瞬間的過飽和度,它是引起沉淀作用的動(dòng)力;(Q-S)/S為沉淀開始瞬間的相對(duì)過飽和度;k為一定溫度下的比例常數(shù).因此,在一定的相對(duì)過飽和度范圍內(nèi),溶液的相對(duì)過飽和度越大,分散度也越大,形成的晶核數(shù)目就越多,得到的沉淀尺寸也越小.3laoh3納米棒的合成在CTAB/正丁醇/正辛烷/La(NO3)3水溶液(氨水)所形成的反相微乳液體系中合成了La(OH)3納