微纳米结构硫酸钡的仿生合成与表征

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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月微纳米结构硫酸钡的仿生合成与表征刘皑若1，2黄保军1王淑敏1’2王静2赵红晓h(1．许昌学院表面微纳米材料研究所，许昌461000；2．许昌学院化学化工学院，许昌461000)摘要以天然棉花和棉布作为生物模板成功制备了具有棉花和棉布纤维形貌的微纳米Bas04晶体。研究了反应物浓度、反应温度、超声时间等因素对所得产物形貌的影响，确定了最佳反应条件。并用SEM、IR、XRD对最佳反应条件所得产物进行了表征。关键

2、词生物模板，硫酸钡，微纳米材料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微纳米硫酸钡在涂料、造纸、油墨、塑料等行业具有广泛的应用[1。2]。目前制备微纳米硫酸钡的方法主要有微乳液法、乙醇一水溶液法、EDTA络合钡离子法Is-s3，而对生物模板法的

5、研究却很少。生物模板合成微纳米材料是指以具有特定结构的生物组织和大分子为模板，利用生物自组装及其空间限域效应，通过物理、化学等方法按照设计要求形成新的微纳米材料或微纳米结构。，本方法采用棉花、棉布为生物模板，仿生合成出了微纳米硫酸钡，具有原料廉价易得、操作简单、环境友好等特点(国内尚未见同类报道)，为微纳米硫酸钡的制备研究提供了一种新的思路，对生物模板法的进一步推广和应用也具有一定的借鉴意义。1实验部分1．1药品及仪器无水硫酸钠(纯度≥99．5％)西安化学试剂厂；氯化钡(纯度≥99．O％)北京市红星化工厂；棉花(

6、河南长葛，中棉四号)、棉布(市售)。RXL-20／18／30中温马弗炉；连续变倍体视显微镜；SK5200H超声波器；FST-2100傅立叶红外分光光度计；X射线衍射仪(XRDBrukerD8)；扫描电子显微镜(SEMLEO1450VP)。1．2微纳米硫酸钡的制备将棉花浸入Na2S04溶液中，超声30min后，100。C下烘30rain；然后把烘干后的棉花浸入BaCl2溶液中，再次超声20min，100"C下烘干；将处理过的棉花用去离子水浸泡2min，在100。C下烘于；把棉花放人马弗炉中，以10"C／min的升温

7、速率升温至700℃灼烧2h；取出样品，自然冷却，即得产品。不断调整硫酸钠溶液和氯化钡溶液的浓度(o．01mol·L-1、0．02tool·L-1)，超声时间(15min、20min、25rain)、煅烧温度(700℃、800℃)等因素，得到一系列产物，分别在体视显微镜下观察，并用SEM、IR、XRD对所得产物进行表征和分析。棉花为一维生物模板，为了进一步研究该方法的适用范围，又选用了棉布作为二维模板，采用同样方法制备出了微纳米结构硫酸钡，实验步骤同上。2结果和讨论2．1最佳反应条件的选择用SEM、Ill、XRD对

8、所得产物进行表征分析，结果证明：NazS04溶液浓度为0．1mol·L～，BaCl2溶液浓度0．01mol·L-1，超声时间20min，煅烧温度700'C为最佳反应条件。2．2SEM分析2．2．1以棉花为生物模板的SEM图以棉花为生物模板的SEM分析见图1。由图1可知，未经处理的棉花(a)呈带状分布；放大后(b)可以看出其表面光基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．2