【文章內(nèi)容簡介】 從而成核、結(jié)晶最終形成晶粒 [15]。該方法操作十分簡單，但是原料的配比和反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間都會對最終產(chǎn)物的粒徑、形貌產(chǎn)生較大的影響。 溶劑熱合成法簡單的來說就是在水熱法的基礎(chǔ)上，用有機溶劑代替水作為反應(yīng)的介質(zhì)，技術(shù)原理和水熱法也類似，通過將系統(tǒng)加熱至一定的溫度，產(chǎn)生高溫高壓環(huán)境而進行無機合成與材料制備的一種方法。溶劑熱法可以說是水熱法的發(fā)展延伸，它大大拓寬了水熱法的應(yīng)用范圍。相比與傳統(tǒng)水熱法，溶劑熱法的優(yōu)點有：反應(yīng)過程中可以有效避免產(chǎn)物氧化；在有機溶劑中反應(yīng) 產(chǎn)物可能會具有很高的反應(yīng)活性；反應(yīng)溫度低，可以使反應(yīng)物中的構(gòu)筑單元保留在產(chǎn)物中。 氮化鎳的制備 潘好帥 [16]等人將鎳單質(zhì)放在馬弗爐中，在氨氣環(huán)境下焙燒，制得氮化鎳。 具體操作：將超細鎳粉置于瓷舟中，將瓷舟放置在管式爐中石英管的中央。在石英管一端接入氨氣瓶，另一端連通室外。先打開氨氣閥門，使石英管中通入氨氣，為濟南大學(xué)畢業(yè)論文 4 了排凈管中的空氣，大約 30 min 后開始加熱，以 10 ℃ /min 的速度升溫至 300℃，保溫 5 h。 本文中嘗試了用硫酸鎳與尿素的混合溶液制得得前驅(qū)體在真空條件下焙燒和硫酸鎳溶液與固體尿素在真 空條件下焙燒，通過粉末衍射譜圖得知兩次實驗均得到了氮化鎳粉末，但其中含有雜質(zhì)。 光催化技術(shù) 光催化技術(shù)在現(xiàn)階段的應(yīng)用背景 光催化氧化技術(shù)具有簡單的操作工藝，易于控制，能源消耗比較低，能夠完全降解物質(zhì)且不會產(chǎn)生再生污染，被廣泛應(yīng)用于環(huán)保污染治理方面，尤其是污水處理和土壤排污方面有著可觀的前景?，F(xiàn)階段光催化反應(yīng)中的光催化劑選擇的基本是 n 型半導(dǎo)體。 光催化反應(yīng) 光催化反應(yīng)顧名思義就是在一定波長的光的照射下，經(jīng)過光能和化學(xué)能之間的能量轉(zhuǎn)換，催化反應(yīng)的進行。光催化反應(yīng)又可以分為敏化光 催化反應(yīng)和直接光催化反應(yīng)。敏化光催化反應(yīng)：半導(dǎo)體上敏化劑在光照下被活化產(chǎn)生電荷，然后間接轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體上，在與吸附的分子完成反應(yīng)；直接光催化反應(yīng)：是半導(dǎo)體本身在光照下直接被活化產(chǎn)生電荷，并再與吸附的分子完成反應(yīng)。 現(xiàn)階段已經(jīng)研究出了半導(dǎo)體在光照條件下進行光催化反應(yīng)的機理過程。半導(dǎo)體的能帶由價帶和導(dǎo)帶構(gòu)成，而在它們之間的你能帶間隙就是禁帶，當(dāng)光照提供給半導(dǎo)體的能量大于本身的禁帶帶寬，就可以激發(fā)價帶上的電子而發(fā)生躍遷，同時價帶上產(chǎn)生一個相對應(yīng)的強氧化性的空穴，按照標準氫電位，產(chǎn)生的空穴電位為 + eV，相比于 普通氧化劑氧化性是非常強的，可以降解半導(dǎo)體表面的有機物 [17]。 影響光催化特性的因素 （ 1） 晶型影響：以二氧化鈦的三種晶型為例，光催化活性較高的銳鐵礦晶型，不過當(dāng)按照一定比例存在金紅石晶型和銳鈦礦晶型的二氧化鈦時，其光催化性能會大大提高，而非單一相加 [18]。 （ 2） 光強的影響：在低光強照射時，光催化反應(yīng)速率隨光強度的增加而增加；而在高光強照射時，光催化反應(yīng)速率隨光強度的增加而降低。 （ 3） 厚度的影響：當(dāng)厚度在一定范圍內(nèi)，光催化特性隨厚度的增加而加強。薄膜厚度小于電子遷移距離時，被光照激活的電 子數(shù)量隨著薄膜厚度的增加而增多，也隨之加強了光催化活性 [19]。 濟南大學(xué)畢業(yè)論文 5 2 儀器與試劑 主要藥品與試劑 表 實驗藥品和試劑及生產(chǎn)廠家 藥品名 級別 生產(chǎn)廠家 結(jié)晶 NiSO46H2O AR（分析 純 ） 西安化學(xué)試劑廠 結(jié)晶 NiCl26H2O AR（分析 純 ） 西安化學(xué)試劑廠 無水乙醇 AR（ 分析純 ） 天津市富宇精細化工有限公司 氫氧化鈉（ NaOH） AR（ 分析純 ） 天津市登科化學(xué)試劑有限公司 尿素（ H2NCONH2） AR（ 分析純 ） 天津市廣成化學(xué)試劑有限公司 十二烷基苯磺酸鈉 AR（ 分 析純 ） 天津市大茂化學(xué)試劑廠 主要儀器 表 實驗儀器 儀器名稱 型號 生產(chǎn)廠家 電子天平 FA2204B 上海佑科儀器儀表有限公司 781 型磁力加熱攪拌器 781 型 金壇市醫(yī)療儀器廠 臺式高速離心機 H1650 長沙湘儀離心機儀器有限公司 超聲波清洗器 SK101G 山?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 101FA2 山海樹立儀器儀表有限公司 X 射線衍射儀 D8FOCUS BRUKER AXS GMBH 真空管式高溫?zé)Y(jié)爐 OTF1200X 合肥科晶材料技術(shù)有 限公司 其他儀器 20 mL 內(nèi)襯聚四氟乙烯不銹鋼高壓反應(yīng)斧， 100 mL、 50 mL 燒杯， 玻璃棒 ，保鮮膜， 載玻片， 10 mL 離心管，瑪瑙研缽，保鮮 樣品 袋， 100 mL 量筒， 玻璃儀器氣流烘干器等。 濟南大學(xué)畢業(yè)論文 6 3 實驗內(nèi)容 實驗前的準備 反應(yīng)釜內(nèi)襯洗滌 反應(yīng)釜內(nèi)襯洗滌：為徹底清洗反應(yīng)釜內(nèi)襯，實驗配制王水洗液，依次倒入待洗的反應(yīng)釜內(nèi)襯中靜置 1 h 后用大量自來水沖洗，用蒸餾水少量多次沖洗內(nèi)襯，用無水乙醇清洗后放入烘箱中干燥 2 h 備用。 電子天平預(yù)熱及校準 每次稱量藥品前將電子天平 打開預(yù)熱 30 min 后，校準數(shù)次，直到兩次顯示的數(shù)值小于 g，校準后的天平方可使用。 實驗儀器的清洗 清洗 將用到的儀器如燒杯、量筒、三口圓底燒瓶等 ： 用自來水洗滌三次 、 用蒸餾水洗滌三次 、最后 用無水乙醇沖洗一次 ， 在干燥箱里 80℃ 條件下干燥備用。 氧化鎳納米顆粒的制備 傳統(tǒng)水熱法制備納米氧化鎳的方法 目前 采用 水熱 法制備 氧化鎳納米顆粒 的操作工藝已經(jīng)很成熟， 不同之處在于 選擇的原料不同，即前驅(qū)物、溶劑和抑制劑的不同 ，以及 濃度的不同。 文獻中常用的水熱法（溶劑熱法）制備納米氧化鎳的步驟： （ 1） 取一定量的鎳鹽、尿素（作為沉淀劑）和十二烷基苯磺酸鈉（作為表面活性劑）在燒杯中，以蒸餾水或無水乙醇為溶劑配制成溶液，在磁力攪拌下緩慢滴加一定量的氫氧化鈉，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌 30 min。 （ 2） 將反應(yīng)混合溶液置入反應(yīng)釜，在 140~200℃ 溫度下反應(yīng)一定時間。將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)蒸餾水、無水乙醇洗滌干凈后，于 80℃ 恒溫干燥至恒重，得前驅(qū)體。 （ 3） 然后將粉末分組放入坩堝中置入馬弗爐中熱處理，自然冷卻即得氧化鎳粉體。 “一步水熱法”制備納米氧化鎳 的探索研究 查閱所有文獻中水熱法和溶劑熱法制備納米氧化鎳的過程，都需要在至少 300℃的環(huán)境下焙燒 1 h 以上 。本實驗 探索了一步水熱法，即嘗試在不進行焙燒的情況下水熱制備納米氧化鎳的條件 。 濟南大學(xué)畢業(yè)論文 7 通過控制變量法，改變不同條件對一步水熱法合成納米氧化鎳進行了探索研究。 表 實驗具體條件 編號 NiSO46H2O/g NiCl2 6H2O /g NaOH/g 尿素 /g 十二烷基苯磺酸鈉 /g 反應(yīng)溫度 /℃ 反應(yīng)時間 /h 溶劑 1 170 12 無水乙醇 2 170 12 無水乙醇 3 170 12 無水乙醇 4 170 12 無水乙醇 5 170 12 蒸餾 水 6 170 12 蒸餾 水 7 170 12 無水乙醇 8 170 12 無水乙醇 9 180 24 無水乙醇 10 180 24 無水乙醇 11 180 50 無水乙醇 12 180 50 無水乙醇 13 180 50 無水乙醇 14 200 10 無水乙醇 15 200 20 無水乙醇 16 200 50 無水乙醇 實驗說明： 濟南大學(xué)畢業(yè)論文 8 （ 1） NiSO46H2O 晶體均用 8 mmol 即 g， NiCl26H2O 均用 8 mmol 即 g； （ 2） 具體實驗步驟 : ①取一定量的鎳鹽、氫氧化鈉、尿素（作為沉淀劑）和十二烷基苯磺酸鈉（作為表面活性劑）在燒杯中，以蒸餾水或無水乙醇為溶劑配制成溶液用磁力攪拌器攪拌30 min。 ② 將反應(yīng)混合溶液置入反應(yīng)釜，在 170~200℃ 溫度下反應(yīng)一定時間。 ③將反應(yīng)產(chǎn)物倒入離心管中分別用蒸餾水、無水乙醇超聲洗滌 5 次后，于 80℃恒溫干燥至恒重。 （ 3） 硫酸鎳和氯化鎳均易容于蒸餾水，而微溶于無水乙醇，所以在用無水乙醇做溶劑時，需要在攪拌時加熱。具體操作為：將鎳鹽及其他藥品加入燒杯 中以后，倒水無水乙醇，用保鮮膜將燒杯封口，在用橡皮筋扎口，然后放在磁力攪拌器上加熱并攪拌，控制溫度不要太高，否則會使保鮮膜破裂。 X射線衍射 （ XRD）表征及分析 將從恒溫干燥箱中取出的樣品用瑪瑙研缽研磨為細粉末，然后 用 X 射線衍射儀測量，掃描步進為 186。/ s，掃描范圍為 30176。80186。，實驗電壓為 40 kV，電流為 40 mA。 （ 1） 鎳源均為氯化鎳， 2 號比 1 號多加了沉淀劑尿素，可是從 XRD 譜圖看到并沒有對產(chǎn)物產(chǎn)生太多影響，產(chǎn)物并不是氧化鎳。 30 40 50 60 70 80 2T het a /degr eeIntensity(a)(b) 圖 (a) 1 號與 (b) 2 號 . 其中豎線為氧化鎳的 X 射線粉末衍射標準線 （ 2） 分別用硫酸鎳和氯化鎳做了鎳源，都加入了氫氧化鎳和沉淀劑尿素，但是都是未知的中間產(chǎn)物。 濟南大學(xué)畢業(yè)論文 9 30 40 50 60 70 80 ( a)2 Th eta /d egreeIntensity (b) 圖 (a) 3 號與 (b) 4 號 . 其中豎線為氧化鎳的 X 射線粉末衍射標準線 （