PAH調(diào)控特殊形貌稀土碳酸鹽的機理研究.pdf

1、模板劑調(diào)控合成的稀土碳酸鹽因其特殊的形貌結(jié)構(gòu)而備受關(guān)注。本論文采用高分子有機物聚烯丙基氯化銨（PAH）作為模板劑，采用液相模板法，以 Ce(NO3)3為原料，(NH4)2CO3為沉淀劑，調(diào)控制備出六棱片狀的稀土水合碳酸鹽Ce2(CO3)3·8H2O。同時控制工藝條件，制備出由六棱片組裝堆積的花瓣狀產(chǎn)物，經(jīng)低溫?zé)Y(jié)形貌得以很好的遺傳。為了探究整個反應(yīng)過程中聚電解質(zhì) PAH的調(diào)控機理，全文根據(jù)反應(yīng)各個階段鈰形態(tài)的不同，從三個階段不同時期重點

2、論述模板劑 PAH的控制機理，同時，無定型碳酸鈰團(tuán)簇的發(fā)現(xiàn)，也為此領(lǐng)域引入了非經(jīng)典成核理論。由于誘導(dǎo)階段、成核階段及生長階段聯(lián)系緊密，表面能、固液界面和體系空間反應(yīng)環(huán)境復(fù)雜等原因，PAH的結(jié)構(gòu)形態(tài)、無定型碳酸鈰團(tuán)簇及固相結(jié)晶態(tài)稀土碳酸鹽隨著反應(yīng)體系酸度、鹽度等微區(qū)變化而表現(xiàn)出不同的誘導(dǎo)調(diào)控形式。實驗分為兩大部分進(jìn)行了研究，具體結(jié)論如下：
　　1.聚烯丙基氯化銨對不同時期碳酸鈰的影響探究（重點立足于誘導(dǎo)和成核階段），重點研究不同時期

3、的碳酸鈰各項變化。利用pH記錄儀、DM4500P研究級專業(yè)偏反光顯微、SEM、XRD、激光粒度、BET等測試手段及數(shù)學(xué)模型和相關(guān)軟件對添加PAH模板劑的碳酸鈰粒子形成過程進(jìn)行分析，并在理論上對其進(jìn)行解釋，以期能反映溶液pH值對無定形碳酸鈰團(tuán)簇形成過程的影響；同時，使用數(shù)學(xué)模型和相關(guān)軟件從分子、晶胞層次解釋PAH對不同時期形核的影響。
　　2.聚烯丙基氯化銨調(diào)控合成碳酸鈰粒子的作用機理探討（重點立足于誘導(dǎo)和生長階段），主要解決調(diào)控生

4、長晶面的確定問題。聚烯丙基氯化銨（PAH）作為聚電解質(zhì)自組裝膜，被用于調(diào)控碳酸鈰顆粒形貌及大小。通過IR分析，PAH與Ce3+離子配位發(fā)生sp2雜化，形成π-烯丙基絡(luò)合物；同時，PAH中的N原子與Ce原子也絡(luò)合成鍵，此絡(luò)合物以三聚體形式存在，誘導(dǎo)晶核的形成，由于 PAH帶電，通過靜電作用、晶格幾何匹配和立體化學(xué)互補，使得晶體定向生長，最終合成由六棱片狀組成的花瓣狀Ce2(CO3)3。通過XRD、SEM、TEM分析，PAH對晶體（160）