研究目的
通过简单水热合成法评估高岭石/氧化锌纳米复合材料(KAZN)制备过程的可重复性,并表征其性能以探索在制动工业等领域的潜在应用。
研究成果
采用水热合成法制备高岭石/氧化锌纳米复合材料的工艺具有可重复性,这一点已通过多种分析技术得到证实。该纳米复合材料中氧化锌纳米颗粒锚定牢固,可防止其向环境释放,同时保持光催化活性,适用于刹车片等应用领域。煅烧处理因晶粒尺寸增大而提升了光降解活性。
研究不足
XRPD和FTIR分析表明煅烧后高岭石向偏高岭石的转化不完全。本研究聚焦于可重复性和基础表征;可能需要对煅烧工艺进行进一步优化或实现工业化应用的规?;?。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用水热合成法制备含50 wt.% ZnO的高岭石/ZnO纳米复合材料。具体工艺为将ZnCl?和NaOH溶液与高岭土悬浮液混合,在100°C下搅拌5小时,随后经倾析、洗涤、105°C干燥及600°C煅烧处理。通过制备多个样品并采用多种分析技术进行表征以评估重现性。
2:样品选择与数据来源:
样品按不同剂量制备,每类(105°C干燥的KAZN15和600°C煅烧的KAZN65)从不同负载中选取五个代表性样品。以LB MINERALS公司的高岭土KKAF作为基体。
3:实验设备与材料清单:
设备包括扫描电镜(日立SU6600)、X射线荧光光谱仪(SPECTRO XEPOS)、原子发射光谱仪(SPECTRO CIROS VISION)、X射线粉末衍射仪(布鲁克D8 Advance配V?NTEC 1探测器)、傅里叶变换红外光谱仪(尼高力6700 FT-IR)及紫外-可见分光光度计(CINTRA 303)。材料包含ZnCl?(Lach-Ner)、NaOH(Lach-Ner)、高岭土KKAF(LB MINERALS)及酸性橙7染料。
4:0)、X射线荧光光谱仪(SPECTRO XEPOS)、原子发射光谱仪(SPECTRO CIROS VISION)、X射线粉末衍射仪(布鲁克D8 Advance配V?NTEC 1探测器)、傅里叶变换红外光谱仪(尼高力6700 FT-IR)及紫外-可见分光光度计(CINTRA 303)。材料包含ZnCl?(Lach-Ner)、NaOH(Lach-Ner)、高岭土KKAF(LB MINERALS)及酸性橙7染料。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包含特定步骤:混合前驱体、搅拌、倾析、洗涤至滤液电导率<100 μS cm?1、干燥及煅烧。表征手段包括:SEM观察形貌、XRFS分析化学成分、XRPD结合Rietveld精修确定物相组成、FTIR进行结构分析,以及在紫外照射下使用AO7进行光降解测试。
5:数据分析方法:
采用Scherrer公式计算晶粒尺寸,通过DIFFRACplus TOPAS软件进行Rietveld精修实现定量物相分析,并运用标准光谱方法评估成分与活性。
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获取完整内容-
SEM
SU6600
Hitachi Ltd.
Observing the morphology of nanocomposites
-
FTIR
Nicolet 6700 FT-IR
Thermo Scientific
Characterizing nanocomposites by ATR technique
-
XRFS
SPECTRO XEPOS
SPECTRO Analytical Instruments GmbH
Determining chemical composition
-
Atomic Emission Spectrometer
SPECTRO CIROS VISION
SPECTRO Analytical Instruments GmbH
Determining amount of Zn in leachate
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XRPD
D8 Advance
Bruker AXS
Evaluating phase composition
-
UV-Vis Spectrometer
CINTRA 303
Evaluating photodegradation activity by measuring absorption
-
UV Lamp
UVP pen ray lamp
Providing UV irradiation for photodegradation tests
-
Software
DIFFRACplus TOPAS
Performing Rietveld refinement
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