多級(jí)堿土金屬硼酸鹽微球可控合成、性能及應(yīng)用.pdf

1、索取號(hào)：O611.4學(xué)校單位代碼：10446碩士學(xué)位論文多級(jí)多級(jí)堿土金屬硼酸鹽堿土金屬硼酸鹽微球微球可控可控合成、性能合成、性能及應(yīng)用及應(yīng)用研究生：生：陳秀平陳秀平指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：朱萬(wàn)誠(chéng)朱萬(wàn)誠(chéng)教授教授培養(yǎng)單位：培養(yǎng)單位：化學(xué)與化工學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院一級(jí)學(xué)科：一級(jí)學(xué)科：化學(xué)化學(xué)二級(jí)學(xué)二級(jí)學(xué)科：科：無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)完成時(shí)間：完成時(shí)間：2016年4月10日答辯時(shí)間：答辯時(shí)間：2016年6月12日摘要I摘要三維（3D）多級(jí)結(jié)構(gòu)納米材料因具有

2、多級(jí)孔結(jié)構(gòu)、比表面積高、機(jī)械性能好等優(yōu)異性能而備受人們關(guān)注，目前已被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能、藥物傳輸、催化、傳感器、污水處理等領(lǐng)域。在眾多三維多級(jí)結(jié)構(gòu)納米材料中，金屬硼酸鹽納米材料因其組成多變及作為耐磨添加劑、光致發(fā)光基體材料、微納米非線性光學(xué)器件、催化劑載體、吸附質(zhì)等方面展示出優(yōu)異性能而一直受到人們的重視。傳統(tǒng)基于高溫的熔融鹽、化學(xué)氣相沉積等制備工藝具有能耗高、可控性差、量產(chǎn)困難等明顯不足。到目前為止，可控合成三維多級(jí)堿土金屬硼酸鹽納米材料鮮

3、有報(bào)道。因此，本論文專注于通過(guò)溫和水熱方法可控合成3D堿土金屬硼酸鹽納米材料，及在光致發(fā)光材料和染料吸附領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。這些3D堿土金屬硼酸鹽納米材料有望促進(jìn)其向催化劑載體、阻燃材料等領(lǐng)域拓展。通過(guò)表面活性劑輔助溫和水熱法，首次可控合成出尺寸均勻的Ba2(B5O9)Cl(H2O)0.5微球。系統(tǒng)探究了各工藝參數(shù)對(duì)水熱產(chǎn)物組成及形貌的影響，基于此提出了可能的EDTA2Na輔助Ba2(B5O9)Cl(H2O)0.5微球生長(zhǎng)機(jī)制。此外，通過(guò)T

4、b3離子摻雜獲得了Ba2(B5O9)Cl(H2O)0.5:xTb3熒光粉，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ba2(B5O9)Cl(H2O)0.5:6%Tb3熒光粉在所摻雜濃度范圍內(nèi)展現(xiàn)出較強(qiáng)熒光強(qiáng)度；將制備的Ba2(B5O9)Cl(H2O)0.5微球應(yīng)用于含Pb2離子模擬廢水(50mgL1)處理，Pb2離子去除率可達(dá)98%，最大吸附量(qm)為150mgg1。研究結(jié)果表明所合成Ba2(B5O9)Cl(H2O)0.5微球是令人滿意的基質(zhì)發(fā)光及重金屬離子吸附材

5、料。通過(guò)表面活性劑輔助溫和水熱方法，成功制備了由納米棒自組裝而成的γBaB2O4中空微球。提出了可能的生長(zhǎng)機(jī)制，生長(zhǎng)機(jī)制包含EDTA2Na輔助水熱轉(zhuǎn)化，自組裝，擇優(yōu)生長(zhǎng)和最后的奧斯特瓦爾德熟化過(guò)程。多級(jí)γBaB2O4中空微球具有較大比表面積(46.25m2g1)，將其應(yīng)用于含剛果紅染料模擬廢水(50mgL1)處理，表現(xiàn)出良好的吸附效果，最大吸附量(qm)可達(dá)130mgg1。γBaB2O4中空微球經(jīng)隨后溫和的熱轉(zhuǎn)換(700C，3.0h)得

6、到了形貌保持良好結(jié)晶度較高的βBaB2O4中空微球。此外，還成功合成出海膽狀γBaB2O4微球、γBaB2O4中空多面體，以及高長(zhǎng)徑比γBaB2O4微米棒等特定形貌硼酸鋇。最后，成功合成出由納米片自組裝而成的康乃馨狀Ca4B10O19?7H2O微球，初步探究了其熱分解性能。將該微球應(yīng)用于吸附甲基藍(lán)溶液(100mgL1)，發(fā)現(xiàn)其具有明顯的吸附效果，甲基藍(lán)去除率達(dá)到99.8%，最大吸附量(qm)可以達(dá)到248mgg1，顯示了其在廢水處理方面