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《油包水型微乳中层柱状磷酸锆的制备与表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、Vol.28高等学校化学学报No.12007年1月CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIES6～9油包水型微乳中层柱状磷酸锆的制备与表征唐康健,刘阳,印志磊,曹学静,于吉红,徐如人(吉林大学化学学院,无机合成与制备化学国家重点实验室,长春130012)摘要以氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)和磷酸三丁酯(C4H9O)3PO为原料,在正庚烷(C7H10)2十六烷基三甲基+溴化铵(CTAB)/正丁醇(C4H9OH)2水的反向微乳体系中制备了Zr(HPO4)2·H2O,(H3O)Zr
2、2(PO4)3和Zr(HPO4)8·H2O三种不同结构的层柱状磷酸锆.运用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等仪器对产物进行了表征,考察了不同微乳组成对磷酸锆结构及尺寸的影响.结果表明,微乳体系对层柱状磷酸锆的可控制合成具有广泛意义.关键词磷酸锆;反向微乳体系;油包水微乳中图分类号O614文献标识码A文章编号025120790(2007)0120006204[1][2]微乳合成技术是一种软化学技术,开创于20世纪80年代.在具体研究中,微乳主要由水相、[3]油相及表面
3、活性剂/助表面活性剂相混合构成;相区可分成油包水、双连续、水包油三部分.基于微[4][5～9]乳的油水限域特点,微乳相纳米反应器被广泛地应用于纳米材料的合成与制备中.磷酸锆类层柱状化合物是一类具有广泛应用背景的材料.其中α2磷酸锆[Zr(HPO4)2·H2O,α2ZrP]是最重要的一种.它对胺和醇等极性分子具有较强的可插层能力,插入胺和醇的α2ZrP可以作[10]为其它功能性客体的插层前体.随着纳米技术的发展和对纳米材料的需求,制备不同尺寸的纳米磷酸锆具有广泛意义.至今,对磷酸锆纳米晶的可控合成还鲜有报道.
4、[11]Yin等已用微乳方法成功制备了磷酸钛纳米管.在上述微乳合成的基础上,本文选用正庚烷2十六烷基三甲基溴化铵/正丁醇2水的反向微乳体系成功地合成出三种具有不同结构的层柱状磷酸锆,并对α2ZrP进行了尺寸控制合成,得到了一系列具有不同尺寸的纳米α2ZrP,其最小尺寸30nm.1实验部分1.1试剂与仪器磷酸三丁酯、氧氯化锆、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正庚烷、正丁醇均为国产分析纯试剂.X射线粉末衍射在SiemensD5005型X射线衍射仪上测定,采用铜靶,波长为0115418nm;形貌及尺寸在JEOS
5、JSM6700F型扫描电子显微镜和HitachiH8100型透射电子显微镜上观察.1.2实验过程称取510gZrOCl2·8H2O,将其加入到810mL去离子水中,配成10mL氧氯化锆饱和溶液;在广口瓶中加入10mL正庚烷,再加入乳化剂(EM:以CTAB作为表面活性剂,正丁醇作为助表面活性剂,表面活性助剂与表面活性剂的质量比km=m(C4H9OH)/m(CTAB)=2.[12]按照三元相图的油水分布,在油包水相区调变水(氧氯化锆饱和溶液)、油(正庚烷)、乳化剂组分比.搅拌4h,得到澄清透明的微乳液.在微乳液
6、中按n(Zr)∶n(P)=2∶1加入磷酸三丁酯,搅拌2h,使磷酸三丁酯均匀地分布在有机相中.把广口瓶中的液体倒入反应釜中,置于100～180℃下晶化12～72h.用去离子水洗涤产物,离心分离,于室温干燥,得到白色粉末固体.对白色固体进行收稿日期:2006204217.基金项目:国家自然科学杰出青年科学基金(批准号:20125101)资助.联系人简介:于吉红(1967年出生),女,博士,教授,博士生导师,主要从事无机合成与制备化学研究.E2mail:jihong@mail.jlu.edu.cnNo.1唐康健等
7、:油包水型微乳中层柱状磷酸锆的制备与表征7表征.2结果与讨论2.1微乳区对结构的影响图1示出了庚烷2CTAB/n2丁醇2水的三元相图,表1给出图1(C)区的微乳液组成.X射线衍射分析[图2(A)和(B)]表明,在Table1CompositionofmicroemulsioninareaC(%)图1(A)区域(即组成中水的含量约5%,乳化剂的H2OEM(km=2)Oil223147含量约为10%～15%,其余为庚烷)所得到的产物283141+[13]为(H3O)Zr2(PO4)3,以水合磷酸锆的形式存323
8、137在.在图1(B)区域(即组成中水的含量为5%～10%,乳化剂的含量为20%～40%,其余为庚烷)[14]所得到的产物为Zr(HPO4)8·H2O.如图1(C)区域所示,在微乳相组成相对宽泛的条件下,可以得到不同尺寸的α2ZrP.从图2(A)和(B)可以看出,图1(A)和(B)区域合成的两种晶体的X射线衍射图案与模拟谱图对照完好,从峰宽可以看出其晶体较大.由这两种晶体的透射电镜照片[图2(C)和(D)]可以看
