1. 研究目的与意义
钼酸盐被用来制作金属钼酸、催化剂、化学试剂、药品、电镀染料、油漆等,具有广泛的应用前景[1]。在琳琅满目的白钨矿型钼酸盐之中,钼酸钙因具有优异的发光性能,从而被深入研究[2]。研究的结果显示钼酸钙粉末的发光性质取决于其形貌与颗粒大小,因此研究钼酸钙材料形貌的可控合成是具有深远意义。合成钼酸钙的方法主要有水热法、溶剂热法、沉淀法、固相法等[3]。尽管人们用水热法、微波法、微乳液法合成各种形式的钼酸钙,但是通过简便的方法合成具有特殊形貌且均一的钼酸钙微纳米材料仍然是一个重大的挑战[4]。
材料的微观结构与宏观性能间存在着明显的构效关系。因此,研究发展钼酸钙材料合成方法,有益于制备更多形貌新颖的钼酸钙微纳米材料,对于充分开发和提高材料的宏观性能至关重要[5-7]。
溶胶—凝胶法(也称化学溶液沉积法)[8-11]是一种湿化学技术,由金属有机或无机化合物经溶液水解后直接形成溶胶或经解凝形成溶胶、凝胶而固化,再经热处理后而形成氧化物和类似化合物固体的方法。溶胶—凝胶技术有许多优点,与其他方法相比较,这种方法具有低温、高纯度、操作简单、易于调控等优势。
2. 研究内容与预期目标
新型钼酸盐微纳米是无机功能材料的一个重要组成部分,拥有纳米材料具备的表面效应、小尺寸效应及量子效应;钼酸钙材料因特有的晶格结构特点,所以该类材料的应用领域广泛,比如说钼酸钙可用于储能材料、发光材料、电催化等。最近的一些年,三维纳米材料的快速合成已成为调节钼酸钙微细结构的流行手段。
本课题拟采用溶胶-凝胶法设计合成钼酸钙微纳米材料和控制其微观生长方向为研究的主要内容。开发出一种钼酸钙/碳三维复合材料的可控设计合成方法,控制原料的浓度、反应温度、合成时间等关键动力学因素,改变目标产物的尺寸和纳米结构,最终实现三维材料的有序定向优势生长,最终目的是用低成本材料达到批量合成。
利用X-射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜等材料分析方法分别对其结构、表面形貌进行表征和研究,揭示材料的生长机制,为该类材料的规模可控合成提供理论依据和指导。
3. 研究方法与步骤
溶胶—凝胶法采用柠檬酸络合物法:将一定量的柠檬酸在50℃下溶于乙二醇中,然后加入适量的CaCO3。在完全溶解后,加入一定量溶解在15%过氧化氢中的MoO2。将由此形成的溶胶在135℃下加热一段时间,以获得凝胶团。然后在350℃的空气中加热4h使其分解。将得到产品压碎成细粉末,在500℃下加热6h,得到最终的产物。
使用X-射线粉末衍射、透射电子显微镜和扫描电子显微镜等对所得产物的物相结构、形貌和尺寸进行表征分析,并对钼酸钙微纳米形貌的生长机理进行初步探讨。
4. 参考文献
[1]Li X., Xue H., Pang H. Facile synthesis and shape evolution of well-defined phosphotungstic acid potassium nanocrystals as a highly efficient visible-light-driven photocatalyst[J].Nanoscale. 2017,9(1):216-222.
5. 工作计划
(1) 2022年12月23日~2022年1月6日,完成毕业论文选题工作;
(2) 2022年3月2日~2022年3月15日,完成开题报告和翻译;
(3) 2022年3月16日~2022年4月3日,完成做论文前期准备工作;
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。