渤海大学化学与材料工程学院, 辽宁省全谱太阳能电池转光材料专业技术创新中心, 锦州 121013
以钼酸钠、硝酸铁、磷酸和三亚乙基四胺为原料, 采用水热合成法成功制备了一种还原型磷钼酸盐与FeⅡ构筑的超分子化合物, 其化学式为［C8H24N4］1.5［C6H22N4］1.5{Fe［Mo6O12(OH)3(PO4)3(HPO4)］2}·5H2O (1), 并通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射(PXRD)和红外光谱(FT-IR)对其结构进行了表征。结果表明, 该化合物是由{Fe［P4MoV6O31］2}22- (记为{Fe(P4Mo6)2})、质子化的三亚乙基四胺和质子化的N, N′-二(氨乙基)-哌嗪通过氢键相互作用连接形成的三维超分子结构。电催化性能的研究表明, 化合物1对铬离子(CrⅥ)、铁离子(FeⅢ)、溴酸钾(KBrO3)和抗坏血酸(AA)具有良好的电化学传感性能和低检测限(LOD)。
还原型磷钼酸盐 超分子结构 电催化性能 水热合成法 晶体结构 reduced phosphomolybdate supramolecular structure electrocatalytic performance hydrothermal synthesis method crystal structure
渤海大学化学与材料工程学院，辽宁省全谱太阳能电池转光材料专业技术创新中心，锦州 121013
本文在水热条件下成功合成了一例Keggin型多酸基超分子化合物1,其分子式为H3［(3-PA)4(PW12O40)］(3-PA=3-(3-吡啶)丙烯酸)，并通过单晶X射线衍射、元素分析(EA)、红外(IR)光谱、X射线粉末衍射(PXRD)、热重(TG)和固体紫外-可见(UV-Vis)漫反射对化合物1的结构进行了表征。化合物1属于三斜晶系，P-1空间群，a=1.200 33(3) nm，b=1.216 42(3) nm，c=1.424 66(4) nm，α=75.030(1)°，β=73.452(1)°，γ=69.372(1)°，V=1.837 00(8) nm3，Z=1，Mr=3 476.78，F(000)=1 538，μ=18.815 mm-1，Dc=3.143 mg·m-3，S=1.062，R1=0.046 2,wR2=0.138 7。化合物1的结构单元包含一个［PW12O40］3-多阴离子和四个3-PA配体，并通过［PW12O40］3-多阴离子和3-PA配体之间的氢键连接形成二维超分子层。化合物1在光催化还原Cr(Ⅵ)反应中展现出良好的光催化活性，并具有较好的结构稳定性和可循环利用性。
多金属氧酸盐 水热合成 超分子化合物 光催化 Cr(VI)还原 polyoxometalate hydrothermal synthesis supramolecular complex photocatalysis Cr(VI) reduction
1 西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
研究一种具有良好上转换发光性能的稀土掺杂发光材料, 对于防伪技术领域具有非常重要的意义。 为了改善LiYF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体的上转换发光性能, 采用水热合成法成功制备了一系列Gd3+掺杂的LiYF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体, 并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的相纯度和晶体形貌尺寸进行表征; 在980 nm激光激发下, 通过荧光光谱测试对LiGdxY1-xF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体的上转换发光性能进行分析。 首先, 研究了LiGdxY1-xF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体的晶体结构、 尺寸、 形貌和上转换发光性能的影响。 结果显示, LiGdxY1-xF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体样品的XRD衍射峰与四方相的LiYF4标准卡(PDF#17-0874)特征峰的位置完全对应且没有其他杂峰, SEM实验结果显示晶体形貌为八面体形状, 表明成功合成了纯四方相的LiGdxY1-xF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体; 荧光光谱测试结果显示, 样品的上转换发光强度随着Gd3+掺杂比例的升高呈现出先增强后减弱的趋势, 并且在Gd3+掺杂浓度为30 mol%时达到最强。 其次, 进一步研究了Gd3+掺杂浓度30 mol%样品的上转换发光性能与激发功率之间的关系, 激发功率为0.5~1.5 W。 LiGd0.3Y0.49F4∶Yb3+/Ho3+微米晶体的红色和绿色上转换发光强度之比(R/G)随着激发功率的增加只发生大约12%的变化, 样品的上转换发光并没有因为激发功率的增加而发生明显的变色, 仍然可以发出稳定明亮的绿色光。 这一现象表明, Gd3+的掺入很好地改善了样品的上转换发光性能, 这种稳定高效的发光性能保证了其良好的防伪性能。 最后, 将Gd3+掺杂浓度为30 mol%的LiYF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体粉末与丝网金属油墨按照一定比例混合制成丝网防伪油墨, 通过丝网印刷技术在玻璃基底上印制了“西安”字样的防伪标识图案, 经过干燥处理后在980 nm激光的激发下, 发出明亮且稳定的绿色可见光, 制成的防伪标识图案具有发光强度高、 易于识别、 不易脱落的特点, 可被广泛应用于防伪领域。
上转换发光 微米晶体 水热合成法 防伪识别 丝网印刷 Up-conversion luminescence Li(GdxY1-x)0.79F4∶Yb0.2/Ho0.01 Micron crystals Hydrothermal synthesis method Anti-counterfeiting identification Screen printing Li(GdxY1-x)0.79F4∶Yb0.2/Ho0.01 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3581
山东理工大学资源与环境工程学院, 淄博 255000
无水碳酸镁晶体作为一种新型无机功能材料引起了研究者们的广泛关注。以氯化镁为原料, 碳酸钠为沉淀剂, 合成了无水碳酸镁晶体, 再以甘氨酸、组氨酸、丙氨酸及L-天门冬氨酸四种不同种类氨基酸作为添加剂, 调控其结晶的粒度及形貌。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度分析仪对合成产物进行表征, 分析不同种类氨基酸对合成的无水碳酸镁晶体物相结构和形貌的影响。结果表明: 在组氨酸调控下合成的无水碳酸镁结晶纯度高, 生成的产物中n(Mg2+)∶n(CO2-3)为1∶0.94; L-天门冬氨酸调控合成的晶体纯度次之; 甘氨酸和丙氨酸调控合成的晶体中掺杂大量碱式碳酸镁晶体。在组氨酸、L-天门冬氨酸、甘氨酸及丙氨酸四种氨基酸调控作用下, 晶体结晶形貌依次呈凸面球三角形状、近球状、球状及不规则状, 且无水碳酸镁晶体粒径分布均呈先上升后振荡下降最后小粒径拖尾的趋势。以上研究结果为无水碳酸镁晶体的仿生合成提供了参考。
氨基酸 官能团 无水碳酸镁 粒度分布 水热合成 微观结构 amino acid functional group anhydrous magnesium carbonate particle size distribution hydrothermal synthesis microstructure
渤海大学化学与材料工程学院，辽宁省全谱太阳能电池转光材料专业技术创新中心，锦州 121013
本文在水热条件下合成了一例同多钼酸阴离子［δ-Mo8O26］4-基配合物［Co(bipbc)(δ-Mo8O26)0.5(H2O)3］ (bipbc=4，4-双［(4-羧基吡啶)甲基］联苯)，其为一维链状结构，包含环型双核钴配合物［Co2(bipbc)2］4+和［δ-Mo8O26］4-簇。该配合物结晶于单斜晶系，P21/n空间群，a=1.147 9(8) nm，b=1.440 9(11) nm，c=2.082 9(16) nm，β=93.469(2)°，V=3.438 8(4) nm3，Z=4，Mr=1 129.18，F(000)=2 204，μ=1.979 mm-1，Dc=2.181 mg·m-3，S=1.019，R1=0.056 2，wR2=0.137 7。光催化性质研究表明，在可见光、近红外光和全光谱的光照条件下，标题配合物对龙胆紫(GV)和亚甲基蓝(MB)的降解，表现出一定的光催化活性。
多金属氧酸盐 水热合成 吡啶鎓盐配体 钴配合物 有机染料 光催化降解 polyoxometalate hydrothermal synthesis pyridinium ligand cobalt complex organic dye photocatalytic degradation
1 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083
2 北方民族大学材料科学与工程学院，银川 750030
对硅锰渣进行高温煅烧预处理，并复合粉煤灰作为原料，采用水热法合成了结晶度良好的NaA沸石。研究了硅铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))、碱度(c(NaOH))、水热温度以及水热时间等条件对合成产物的影响。结果表明：在煅烧硅锰渣与粉煤灰以质量比为1∶1，n(SiO2)/n(Al2O3)=2.2，反应温度为90 ℃，碱度为2 mol/L，反应时间为4 h的条件下即可合成结晶度良好且具备一定热稳定性的NaA沸石。相较于传统的以粉煤灰为原料合成NaA沸石，本实验掺入硅锰渣形成复合体系，为硅锰渣的资源化利用提供了新途径。
资源利用 硅锰渣 粉煤灰 NaA沸石 水热合成 孔道结构 resource utilization silico-manganese slag fly ash zeolite NaA hydrothermal method porous structure
1 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院, 包头 014010
2 内蒙古煤炭安全开采与利用工程技术研究中心, 包头 014010
以脱硫石膏为原料通过水热合成法制备硫酸钙晶须, 借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪等测试手段进行分析, 研究了酸化预处理、料浆浓度以及反应温度对制备硫酸钙晶须的影响。结果表明: 酸化预处理可以有效去除原料中的CaCO3杂质; 随着料浆浓度和反应温度的增加, 晶须长径比均呈现先增大后减小的趋势; 当料浆浓度为3%(质量分数), pH值为6.5, 反应温度为120 ℃, 反应时间为2 h时, 取得的硫酸钙晶须最佳平均长度为161.2 μm, 最佳平均长径比为46.06。
脱硫石膏 硫酸钙晶须 水热合成 酸化预处理 料浆浓度 反应温度 desulfurized gypsum calcium sulfate whisker hydrothermal synthesis acidification pretreatment slurry concentration reaction temperature
吉首大学物理与机电工程学院, 湖南 吉首 416000
采用水热合成法制备合金半导体材料Mo1-XWXS2(X为浓度),并应用扫描式电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱仪(Raman)对其形貌和晶体结构进行表征。实验结果表明,由SEM形貌测试发现,随着掺杂浓度的增加,Mo1-XWXS2片状合金材料表面逐渐粗糙;由XRD晶体结构表征发现,随着掺杂浓度的增加,Mo1-XWXS2的晶格常数逐渐增大;在合金材料的拉曼频移中,随着掺杂浓度的增加,Mo1-XWXS2中A1g振动模发生蓝移,而 振动模发生红移。通过晶格结构和拉曼频移的检测和分析,证实水热合成法可制备不同浓度的Mo1-XWXS2合金半导体材料。本方法可进一步拓展为二硫族化物合金半导体材料的批量制备方法,为合金半导体器件的制作和设计提供依据。
材料 水热合成法 Mo1-XWXS2合金 拉曼频移 晶格结构
曲阜师范大学 化学与化工学院, 曲阜 273165
层状硅酸镍因其独特的结构, 在电化学和催化等领域展现出良好的应用前景, 其合成与性能研究近年来受到广泛关注。本研究以氯化镍和正硅酸乙酯为原料, 采用水热法合成了硅酸镍微球, 并详细探究了镍硅比和碱源对产物组成、形貌及孔结构的影响。在优化条件下, 产物呈现由纳米片组装的、平均直径约为2.5 μm的微球形貌, 比表面积为119.6 m2·g-1, 孔容为0.673 cm3·g-1。Zeta电位分析表明, 该微球在pH=3~10范围内保持表面电负性。将硅酸镍微球用于处理碱性品红溶液, 吸附过程符合准二级动力学模型。在初始浓度为50 mg·L-1的条件下, 吸附容量可达120.7 mg·g-1, 脱除率达96.6%, 远优于改性粘土及近年来报道的多种材料。吸附量与平衡浓度的数据表明, 碱性品红在硅酸镍微球上的吸附符合Freundlich吸附模型, 1/n=0.1678, 表明该吸附为多层非均相吸附且吸附作用力强。
硅酸镍 水热合成 染料去除 吸附 碱性品红 nickel phyllosilicate hydrothermal synthesis dye removal adsorption basic fuchsin
