微納米結(jié)構(gòu)硫酸鋇的仿生合成與表征

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1、V01.36No.8·54·化工新型材料NEWCHEMICALMATERIALS第36卷第8期2008年8月微納米結(jié)構(gòu)硫酸鋇的仿生合成與表征劉皚若1,2黃保軍1王淑敏1’2王靜2趙紅曉h(1.許昌學(xué)院表面微納米材料研究所,許昌461000;2.許昌學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,許昌461000)摘要以天然棉花和棉布作為生物模板成功制備了具有棉花和棉布纖維形貌的微納米Bas04晶體。研究了反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、超聲時(shí)間等因素對(duì)所得產(chǎn)物形貌的影響,確定了最佳反應(yīng)條件。并用SEM、IR、XRD對(duì)最佳反應(yīng)條件所得產(chǎn)物進(jìn)行了表征。關(guān)鍵

2、詞生物模板,硫酸鋇,微納米材料BiomimeticsynthesisandcharacterizationofBaS04withmicro/nanostructureLiuAiru01·2HuangBaojunlWangShuminl·2WangJingzZhaoHongxia01(1InstituteofSurfaceMicroandNanoMaterials,Xuchang461000;2CollegeofChemistryandChemicalEngineering,XuchangUniversity,Xu

3、chang461000)AbstractBiomorphicBaS04fiberswerepreparedusingnaturalfibersandclothsofcottonasbio-templates.Theconcentrationofreagents,reactiontemperatureandultrasonictreatmenttimewerefoundtoplayanimportantroleininflu—encingthemorphologiesoftheproducts.Thebestcon

4、ditionofreactionwasconfirmed.SEMandIRandXRDwereusedtOcharacterizethecrystallinephase,m,icrostructureandmorphologyoftheproducts.Keywordsbio-template,BaS04,micro/nanomaterial微納米硫酸鋇在涂料、造紙、油墨、塑料等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用[1。2]。目前制備微納米硫酸鋇的方法主要有微乳液法、乙醇一水溶液法、EDTA絡(luò)合鋇離子法Is-s3,而對(duì)生物模板法的

5、研究卻很少。生物模板合成微納米材料是指以具有特定結(jié)構(gòu)的生物組織和大分子為模板,利用生物自組裝及其空間限域效應(yīng),通過(guò)物理、化學(xué)等方法按照設(shè)計(jì)要求形成新的微納米材料或微納米結(jié)構(gòu)。,本方法采用棉花、棉布為生物模板,仿生合成出了微納米硫酸鋇,具有原料廉價(jià)易得、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好等特點(diǎn)(國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)同類報(bào)道),為微納米硫酸鋇的制備研究提供了一種新的思路,對(duì)生物模板法的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用也具有一定的借鑒意義。1實(shí)驗(yàn)部分1.1藥品及儀器無(wú)水硫酸鈉(純度≥99.5%)西安化學(xué)試劑廠;氯化鋇(純度≥99.O%)北京市紅星化工廠;棉花(

6、河南長(zhǎng)葛,中棉四號(hào))、棉布(市售)。RXL-20/18/30中溫馬弗爐;連續(xù)變倍體視顯微鏡;SK5200H超聲波器;FST-2100傅立葉紅外分光光度計(jì);X射線衍射儀(XRDBrukerD8);掃描電子顯微鏡(SEMLEO1450VP)。1.2微納米硫酸鋇的制備將棉花浸入Na2S04溶液中,超聲30min后,100。C下烘30rain;然后把烘干后的棉花浸入BaCl2溶液中,再次超聲20min,100"C下烘干;將處理過(guò)的棉花用去離子水浸泡2min,在100。C下烘于;把棉花放人馬弗爐中,以10"C/min的升溫

7、速率升溫至700℃灼燒2h;取出樣品,自然冷卻,即得產(chǎn)品。不斷調(diào)整硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液的濃度(o.01mol·L-1、0.02tool·L-1),超聲時(shí)間(15min、20min、25rain)、煅燒溫度(700℃、800℃)等因素,得到一系列產(chǎn)物,分別在體視顯微鏡下觀察,并用SEM、IR、XRD對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行表征和分析。棉花為一維生物模板,為了進(jìn)一步研究該方法的適用范圍,又選用了棉布作為二維模板,采用同樣方法制備出了微納米結(jié)構(gòu)硫酸鋇,實(shí)驗(yàn)步驟同上。2結(jié)果和討論2.1最佳反應(yīng)條件的選擇用SEM、Ill、XRD對(duì)

8、所得產(chǎn)物進(jìn)行表征分析,結(jié)果證明:NazS04溶液濃度為0.1mol·L~,BaCl2溶液濃度0.01mol·L-1,超聲時(shí)間20min,煅燒溫度700'C為最佳反應(yīng)條件。2.2SEM分析2.2.1以棉花為生物模板的SEM圖以棉花為生物模板的SEM分析見(jiàn)圖1。由圖1可知,未經(jīng)處理的棉花(a)呈帶狀分布;放大后(b)可以看出其表面光基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.2

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