熱爆法制備納米氧化物及其稀土配合物晶體培養.pdf

1、隨著科學研究的深入和發展，納米材料引起了人們廣泛的興趣，并且得到了迅速發展。由于其具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應，因而具有各種奇異的力、電、光、磁、熱效應以及化學活性。其中納米稀土氧化物更是具有傳統固體不具有的許多特殊性質和用途，例如氧化釹等。本文報道了通過配合物簡單的熱分解得到高純度的納米級氧化鐵和氧化釹的方法，并對所制得的納米級氧化鐵和氧化釹的性質進行了表征。進一步針對稀土氧化物制備過程的中間體配合物，在一定

2、的條件下得到了單晶，并對得到的晶體的性質進行了表征。 (1)納米級氧化鐵和氧化釹的制備與表征。 以鄰硝基苯甲酸和鐵的硝酸鹽為原料，調節pH值使之產生相應的沉淀，以一定的溫度焙燒此沉淀，可得到高純度納米氧化鐵。討論了不同焙燒溫度對納米氧化鐵粒度和比表面積的影響。通過透射電子顯微鏡(TEM)觀察，所制得的納米氧化鐵尺寸在10～45 nm范圍內，并且分散性很好。通過X-射線衍射(XRD)和比表面積測定(BET)的表征也進一步證

3、明了此納米粒子的尺寸。同時，XRD表征結果顯示，此法制備的納米氧化鐵的純度較高。通過比表面積測定得知，納米氧化鐵的比表面積可以達到65.44 m<'2>·g<'-1>。實驗還得出，加入陰離子表面活性劑在納米級氧化鐵的制備中起到了非常重要的作用，并對其影響做了討論。 以鄰硝基苯甲酸和釹的硝酸鹽為原料，調節pH值使之產生相應的沉淀，以一定的溫度焙燒此沉淀，可得到納米級氧化釹。通過TEM觀察，所制得的納米稀土氧化釹尺寸在20～40 n

4、m范圍內，并且分散性很好，而且隨著焙燒溫度的升高粒子的粒徑變大。 (2) 稀土配合物 [Nd(o-NO<,2>-C<,6>H<,4>COO)<,3>(DMF)<,2>]2 和[Ln(o-NO<,2>-C<,6>H<,4>COO)<,3>(DMF)<,2>]<,2>(Ln=Ce，Sm)的制備與表征。 合成了兩種新的雙核倒反中心的稀土配合物[Nd(o-NO<,2>-C<,6>H<,4>COO)<,3>(DMF)<,2>]<,

5、2>和[Ln(o-NO<,2>-C<,6>H<,4>COO)<,3>(DMF)<,2>]<,2>(Ln=Ce，Sm)。通過元素分析(EA)和傅立葉紅外光譜(FT-IR)對配合物進行了表征，利用熱重分析(TGA)研究了配合物的熱穩定性，用X-射線單晶衍射法(SCXRD)測定了其晶體結構。 釹配合物[Nd(o-NO<,2>-C<,6>H<,4>COO)<,3>(DMF)<,2>]<,2>晶體屬三斜晶系，空間群P-1，晶胞參數a=1．

6、18652(12)nm，b=1．24784(13)nm，c=1．29958(13)nm，a=64．220(1)°，β=66．306(1)β，y=71．825(1)°，V=1．5645(3)nm<'3>，D<,c>=2．167 Mg·m<'-1>，Z=2，μ=3.415 mm<'-1>，F(000)=986。配合物中每個Nd (Ⅲ)被4個鄰硝基苯甲酸根橋聯，Nd (Ⅲ)的配位數為8，配位原子分別來自于5個鄰硝基苯甲酸羧酸根的6個氧原子和2

7、個DMF的羰基氧原子。配合物中的氫鍵和π…π堆積作用使其成為三維立體結構。同時發現了標題配合物固體具有光致發光現象，發光性能測試表明該配合物具有很好的熒光性質。稀土鈰和釤配合物[Ln(o-NO<,2>-C<,6>H<,4>COO)m<,3>(DMF)<,2>]<,2>(Ln=Ce，Sm)晶體屬三斜晶系，空間群P-l，晶胞參數a=1.18284(6)nm，b=1.25082(7)nln，c=1.30203(7)nm，a=63.965(10

8、)°，β=66.390(10)°，y=71.738(10)°，V=1.5637(14)nm°，D<,c>=1.688 Mg·m<'-1>，Z=2，μ=1.954 mm<'-1>，F(000)=794。配合物中每個Ln(Ⅲ)被4個鄰硝基苯甲酸根橋聯，Ln(Ⅲ)的配位數為8，配位原子分別來自于5個鄰硝基苯甲酸羧酸根的6個氧原子和2個DMF的羰基氧原子。配合物中的氫鍵和π…π堆積作用使其成為三維立體結構。同時發現了標題配合物固體具有光致發光現