欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

六方相硫化鎳亞微米晶的低溫固相合成方法

文檔序號:3435057閱讀:667來源:國知局
專利名稱:六方相硫化鎳亞微米晶的低溫固相合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種無機功能材料,特別涉及一種六方相硫化鎳亞微米晶的低溫 固相合成方法。
背景技術(shù)
NiS,黑色粉末,熔點797。C,相對密度5. 3-5. 65。有三種晶型,a-型為無 定形粉末,在空氣中極不穩(wěn)定,易轉(zhuǎn)變成Ni(OH)S, P-型為六方系晶體,Y-型 為三方晶體,加熱至396。C轉(zhuǎn)化成P-型。
硫化鎳作為一種先進的無機功能材料, 一直倍受人們的親睞。NiS有特殊的 磁學(xué)性質(zhì),當(dāng)溫度降至臨界溫度時,六方相NiS由順磁性的導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁性 的半導(dǎo)體。順磁性物質(zhì)的主要特征是,不論外加磁場是否存在,原子內(nèi)部存在永 久磁矩,順磁性物質(zhì)的磁化率一般也很小,室溫下磁化率約為10—5(emu/g)。反鐵 磁性是指由于電子自旋反向平行排列,在同一子晶格中有自發(fā)磁化強度,電子磁 矩是同向排列的;在不同子晶格中,電子磁矩反向排列,兩個子晶格中自發(fā)磁化 強度大小相同,方向相反;整個晶體,不論在什么溫度下,都不能觀察到反鐵磁 性物質(zhì)的任何自發(fā)磁化現(xiàn)象,因此其宏觀特性是順磁性的,磁化強度與外磁場處 于同一方向,磁化率為正值。溫度很高時,極??;溫度降低,逐漸增大,在一定溫 度時,達(dá)到最大值,稱為反鐵磁性物質(zhì)的居里點或尼爾點。六方相硫化鎳的溫度 降至264K時,由原來的順磁性材料轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁性材料。此外,產(chǎn)品具有很強的 磁熱效應(yīng),作為》茲制冷材料,可用于空間技術(shù)、地球物理4笨測、》茲共振成像、粒 子加速器、超導(dǎo)體及軍事防衛(wèi)領(lǐng)域。目前我國鎳資源短缺,每年全國的需求量達(dá) 30萬噸左右,國內(nèi)的產(chǎn)量大約為19萬噸,其他部分需要進口。高品質(zhì)六方相硫化 鎳產(chǎn)品作為鎳族產(chǎn)品的一員,在我國國民經(jīng)濟中,發(fā)揮著重要的作用,占有一定 的市場份額,它已廣泛用于紅外纟果測器、太陽能存儲裝置、加氫脫石克催化反應(yīng)中, 以及用做光電導(dǎo)材料和充電鋰電池的陰極材料等。
在本發(fā)明之前,用于制造硫化鎳微米和納米級產(chǎn)品的物理和化學(xué)方法已經(jīng)發(fā) 展很多?,F(xiàn)在,六方相NiS的合成方法主要有高溫固相法、高溫氣固相法、液相 法和微乳液法等,這些方法雖然合成了不同尺寸大小及不同形貌的NiS產(chǎn)品,但 是,在不同程度上均存在著問題。傳統(tǒng)高溫固相法合成金屬硫化物,主要步驟如 下,稱取一定量的金屬單質(zhì)的粉末和硫粉,在惰性氣體條件保護下,采用石英管 裝置,通過電熱絲高溫加熱合成金屬硫化物。該種方法合成條件十分苛刻,能耗 高,所得產(chǎn)品的產(chǎn)率低、純度差以及顆粒的尺寸大,需投資的生產(chǎn)設(shè)備昂貴。高 溫氣固相法往往需要高溫、催化劑以及使用劇毒的H2S氣體。而液相法主要包括 溶劑熱法和微乳液法,溶劑熱法, 一般在選用有機溶劑做反應(yīng)溶劑,有機溶劑處 理困難;采用高壓罐做反應(yīng)裝置,所以,實現(xiàn)工業(yè)化比較困難。而微乳液法,所 選用的微乳液是有多種有機溶劑組分混合形成的,由于微乳液較難分離,會對環(huán) 境產(chǎn)生污染,所以難以實現(xiàn)產(chǎn)品的工業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷,設(shè)計、研制一種新的制備六方相NiS 亞微米晶產(chǎn)品的方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
六方相硫化鎳亞微米晶的低溫固相合成方法,其步驟如下 (1)按醋酸鎳和硫源的量分別為0, 005mol和0. 005 ~ 0. 0075 mol摩爾計量比, 分別稱取研磨后的醋酸鎳和疏源的粉末,將兩者置入坩堝中攪拌混合均
勻;
(2 )將盛有原料的坩堝放在馬弗爐中,在350°C ~ 40(TC溫度下反應(yīng)3h后,使其 自然冷卻至室溫;
(3 )將冷卻后的產(chǎn)品研磨后,得到黑色粉末狀六方相硫化鎳亞微米晶。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于對傳統(tǒng)的高溫固相合成法進行了改進,選用了兩種 低熔點的原料作反應(yīng)物,巧妙的利用了硫源上兩個具有還原性基團-冊2做保護, 結(jié)合升溫過程中液固充分接觸反應(yīng)的優(yōu)點,在空氣中,無需惰性氣體保護,低溫 條件下,用馬弗爐加熱一步直接合成了六方相NiS亞微米晶產(chǎn)品。該法所需生產(chǎn) 設(shè)備少,操作步驟簡單,成本低,除原料外不需要任何添加劑和惰性氣體保護, 所以較適宜工業(yè)化生產(chǎn)。產(chǎn)品具有優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)和^f茲學(xué)特性,有望用于國防、 電子、航空、化工、生物和醫(yī)藥等領(lǐng)域,有廣闊的市場前景。
本發(fā)明的優(yōu)越之處在下面的


具體實施方式
中將進一步進行闡述。

圖1——本發(fā)明實施例1所制備的六方相NiS粉末產(chǎn)品的X-射線衍射圖。 圖2——本發(fā)明實施例1所制備的六方相NiS粉末產(chǎn)品的掃描電鏡照片圖。 圖3——本發(fā)明實施例2所制備的六方相NiS粉末產(chǎn)品的X-射線衍射圖。 圖4__本發(fā)明實施例2所制備的六方相NiS粉末產(chǎn)品的掃描電鏡照片圖。 圖5_—本發(fā)明實施例3所制備的六方相NiS粉末產(chǎn)品的X-射線衍射圖。 圖6——本發(fā)明實施例3所制備的六方相NiS粉末產(chǎn)品粉末的掃描電鏡照片
圖。
具體實施方式
實施例1:
1. 按一定摩爾計量比l:l,分別稱取研磨10分鐘后的醋酸鎳1. 2442g(0. 005mol) 和疏脲0. 3806g ( 0. 005mol),將兩者置入坩堝中攪拌混合均勻。
2. 將盛有原料的坩堝it在馬弗爐中,在350。C反應(yīng)3h后,關(guān)掉電源,停止加熱, 使其自然冷卻至室溫。
3. 將冷卻后的產(chǎn)品研磨后,得到黑色粉末狀六方相硫化鎳亞微米晶。
如圖1、圖2所示,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與物相鑒定采用德國Bruker AXS D8 ADVANCE X-射線粉末衍射儀(XRD, Cu K。輻射,人=1. 54056 A, 40 kV, 200 mA )進行測 定。采用日本Hitachi公司S-4800型場發(fā)射掃描電子顯農(nóng)[鏡(FESEM, 15 kV ) 對產(chǎn)物的形貌與尺寸進行觀察。
試驗結(jié)果表明
圖1:本發(fā)明實施例1所制產(chǎn)品的X-射線衍射圖。其所有X-射線衍射峰從 左到右分別對應(yīng)于六方相NiS的(100)、 ( 002 )、 (101)、 (102)、 (110)、 (103)、 (200 )和(201)晶面,說明實施例1所制產(chǎn)品為高純度六方相NiS。
圖2:本發(fā)明實施例1所制NiS產(chǎn)品的掃描電鏡照片。從該圖可知,所制NiS 產(chǎn)品的顆粒直徑大小的范圍是O. 20pm~l. 7um。 實施例2:
1. 按一定摩爾計量比l:l,分別稱取研磨IO分鐘后的醋酸鎳I. 2442g(0. 005mol) 和硫脲0. 3806g ( 0. 005mol),將兩者置入坩堝中攪拌混合均勻。
2. 將盛有原料的坩堝放在馬弗爐中,在400。C反應(yīng)3h后,關(guān)掉電源,停止加熱,
使其自然冷卻至室溫。 3.將冷卻后的產(chǎn)品研磨后,得到黑色粉末狀六方相硫化鎳亞微米晶。
如圖3和圖4所示,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與物相鑒定采用德國Bruker AXS D8 ADVANCE X-射線粉末衍射儀(XRD, Cu K。輻射,入=1.54056 A, 40 kV, 200 mA )進行測 定。采用日本Hitachi公司S-4800型場發(fā)射掃描電子顯微4竟(FESEM, 15 kV ) 對產(chǎn)物的形貌與尺寸進行觀察。
試驗結(jié)果表明
圖3:本發(fā)明實施例2所制產(chǎn)品的X-射線衍射圖。其所有X-射線衍射峰從 左到右分別對應(yīng)于六方相NiS的(100)、 ( 002 )、 (101)、 (102)、 (110)、 (103)、 (200 )和(201)晶面,說明實施例2所制產(chǎn)品為高純度六方相NiS。
圖4:本發(fā)明實施例2所制NiS產(chǎn)品的掃描電鏡照片。從該圖可知,所制NiS 產(chǎn)品的顆粒直徑大小的范圍是O. 18um~l. 3jum。 實施例3:
1. 按一定摩爾計量比1:1.5,分別稱取研磨10分鐘后的醋酸鎳 1. 2442g(0. 005mol)和硫脲0. 5709g ( 0. 0075mol ),將兩者置入坩堝中攪拌混 合均勻。
2. 將盛有原料的坩堝放在馬弗爐中,在400。C反應(yīng)3h后,關(guān)掉電源,停止加熱, 使其自然冷卻至室溫。
3. 將冷卻后的產(chǎn)品研磨后,得到黑色粉末狀六方相硫化鎳亞微米晶。
如圖5和圖6所示,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與物相鑒定采用德國Bruker AXS D8 ADVANCE X-射線粉末衍射儀(XRD, Cu K。輻射,入=1. 54056 A, 40 kV, 200 mA)進行測 定。采用日本Hitachi公司S-4800型場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM, 15 kV )
對產(chǎn)物的形貌與尺寸進行觀察。 試驗結(jié)果表明
圖5:本發(fā)明實施例3所制產(chǎn)品的X-射線衍射圖。其所有X-射線衍射峰從 左到右分別對應(yīng)于六方相NiS的(100)、 ( 002 )、 (101)、 (102)、 (110)、 (103)、 (200 )和(201)晶面,說明實施例3所制產(chǎn)品為高純度六方相NiS。
圖6:本發(fā)明實施例3所制NiS產(chǎn)品的掃描電鏡照片。從該圖可知,所制 Ni S產(chǎn)品的顆粒直徑大小約為0. 28 ju m ~ 1. 7 y m。
根據(jù)上述研究結(jié)果可知該法可以在比較溫和的條件下合成了結(jié)晶性好、一 定粒徑范圍的六方相NiS亞微米晶,產(chǎn)品具有特殊的磁學(xué)性質(zhì),當(dāng)溫度降至臨界 溫度時,六方相NiS由順磁性的導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F磁性的半導(dǎo)體。
總之,從上述實施步驟、數(shù)據(jù)、圖表分析得知,本發(fā)明具有方法獨創(chuàng)性、工 藝簡單、反應(yīng)條件溫和及成本低廉等優(yōu)點。它大大優(yōu)于高溫固相法、氣固相法和 液相法,便于實現(xiàn)工業(yè)化,具有廣闊的應(yīng)用前景。
傳統(tǒng)高溫固相法需要的反應(yīng)溫度為600 65(TC,而本發(fā)明方法反應(yīng)溫度為 350 ~ 400°C。最新報道的D.W. Bishop的NiS固相合成方法,選用P相NiS為原料, 在396。C反應(yīng)120小時,合成六方相即oc相NiS。而本發(fā)明方法反應(yīng)時間僅為3小時; 總之,采用本發(fā)明方法,大大降低了反應(yīng)溫度,縮短了反應(yīng)時間。因此大幅度減 少了能耗,節(jié)約了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.六方相硫化鎳亞微米晶的低溫固相合成方法,其步驟如下(1)按醋酸鎳和硫源的量分別為0.005mol和0.005~0.0075mol摩爾計量比,分別稱取研磨后的醋酸鎳和硫源的粉末,將兩者置入坩堝中攪拌混合均勻;(2)將盛有原料的坩堝放在馬弗爐中,在350℃~400℃溫度下反應(yīng)3h后,使其自然冷卻至室溫;(3)將冷卻后的產(chǎn)品研磨后,得到黑色粉末狀六方相硫化鎳亞微米晶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的六方相硫化鎳亞微米晶的低溫固相合成方法,其特征 在于步驟(1)所選用的硫源為硫脲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種六方相硫化鎳亞微米晶的低溫固相合成方法。本發(fā)明按醋酸鎳和硫源的量分別為0.005mol和0.005~0.0075mol摩爾計量比,分別稱取研磨后的醋酸鎳和硫源的粉末,將兩者置入坩堝中攪拌混合均勻;將盛有原料的坩堝放在馬弗爐中,在350℃~400℃溫度下反應(yīng)3h后,自然冷卻至室溫,研磨后得到黑色粉末狀六方相硫化鎳亞微米晶??朔烁鞣N方法存在的條件苛刻、能耗高、得率低、純度差、設(shè)備昂貴、高溫、催化劑、劇毒的H<sub>2</sub>S氣體、有機溶劑處理困難、工業(yè)化困難、微乳液較難分離,污染環(huán)境等缺陷。本發(fā)明利用硫源上兩個具有還原性基團-NH<sub>2</sub>做保護,結(jié)合升溫過程中液固充分接觸反應(yīng)的優(yōu)點,在空氣中且低溫條件下,用馬弗爐加熱直接合成了六方相NiS亞微米晶產(chǎn)品。
文檔編號C01G53/11GK101186346SQ200710191468
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者明 張, 張永才, 徐支有 申請人:揚州大學(xué)
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
灵山县| 洛阳市| 东至县| 正宁县| 海口市| 前郭尔| 孟津县| 隆回县| 三台县| 怀柔区| 绥德县| 华容县| 南部县| 新泰市| 乌拉特中旗| 镇安县| 东明县| 芦山县| 通化市| 浠水县| 木里| 同德县| 洪湖市| 蒙城县| 淄博市| 鄄城县| 蛟河市| 石阡县| 三门峡市| 松溪县| 故城县| 东台市| 尼玛县| 东阿县| 苍山县| 滕州市| 松阳县| 晋中市| 东乡族自治县| 板桥市| 南宁市|