尖晶石型鉻酸鈷材料的制備與研究.pdf

1、鉻酸鈷(CoCr2O4)是尖晶石型材料的一種，廣泛應(yīng)用于高性能顏料、催化和磁性材料等眾多領(lǐng)域。本文以碳酸氫銨反滴定共沉淀法和低溫燃燒法(LCS)合成鉻酸鈷材料，用熱重-差熱分析(TG-DTA)、示差掃描量熱儀(DSC)、傅里葉變換紅外(FTIR)、X-射線衍射儀(XRD)、激光粒度儀、掃描電鏡(SEM)、(高倍)透射電鏡(HRTEM/TEM)、紫外可見分光光度計(jì)(Uv-Vis Spectrometer)和分光色差儀等分別表征了前驅(qū)體的熱

2、性能、組成及樣品的結(jié)構(gòu)、粒度分布、形貌、顯微結(jié)構(gòu)、紫外可見吸收性能和顏色參數(shù)。
　　 在共沉淀法中，主要研究了不同沉淀劑、滴定方式、水浴溫度、碳酸氫銨濃度和燒結(jié)溫度等因素對(duì)前驅(qū)體結(jié)構(gòu)、組成、轉(zhuǎn)晶溫度、晶粒尺寸和晶格常數(shù)和顏色性能等的影響。結(jié)果表明，用碳酸氫銨做沉淀劑、濃度為0.8mol/L，采用反滴定方式，在75℃水浴合成前驅(qū)體，然后在800℃保溫1h能獲得形貌規(guī)整，粒徑為35nm左右的晶粒。Uv-V曲線上可見575、615和6

3、70nm左右有較強(qiáng)的吸收，575和615nm左右的吸收可歸于Co2+的自旋允許躍遷4A2(F)→4T1(P)，670nm處的吸收可能是Co2+的自旋允許躍遷和Cr3+在八面體中的躍遷4A2g→4T2g吸收發(fā)生重疊。隨著煅燒溫度的升高，顏料的亮度提高，綠色調(diào)和藍(lán)色調(diào)逐漸加深，色飽和度逐漸增加，表現(xiàn)為由暗綠色趨向于鮮艷的藍(lán)綠色。
　　 在低溫燃燒法中主要研究了不同金屬硝酸鹽(氧化劑)和檸檬酸(CA，作還原劑)之比、燒結(jié)制度、水浴溫度

4、、不同pH值等因素對(duì)前驅(qū)體的熱性能、樣品的粒徑、晶格畸變和晶格常數(shù)、凝膠形成時(shí)間、凝膠燃燒性能和Uv-Vis光譜的影響。用Scherrer公式和Williamson-Hall method(W-H法)分別估算了粒徑的大小，用W-H法計(jì)算了不同升溫速率對(duì)樣品晶格畸變和晶粒大小的影響。用LCS法，以Zn2+，Ni2+和Al3+等金屬離子分別取代部分Co2+和Cr3+，形成了A位和B位取代的復(fù)合尖晶石材料，研究了樣品結(jié)構(gòu)和性能的變化。

5、　　 結(jié)果表明，當(dāng)CA/NO3-=0.278時(shí)，前驅(qū)體具有最佳的反應(yīng)性能，400℃點(diǎn)燃，在800℃保溫2h即可合成單相、形貌規(guī)整的納米級(jí)鉻酸鈷。水浴體系溫度選擇在90～95℃，約2.5h形成凝膠，調(diào)整pH=5能得到結(jié)晶度高、單相的鉻酸鈷。紅外譜圖上可以明顯的看到527和630cm-1左右對(duì)應(yīng)于八面體基團(tuán)[CrO6]和四面體基團(tuán)[CoO4]的振動(dòng)吸收。Uv-V曲線在約578、618和670nm左右有較強(qiáng)的吸收，隨著溫度升高，吸光度增大，