均相沉淀法制备AACHH晶须及其制备条件的研究

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采用均相沉淀法,尿素在反应过程中作为缓冲剂来调节体系中的离子浓度,山梨醇作为反应的模板剂,成功的制备出平均长度在1080μm之间,平均长径比约为1020之间的AACHH晶须。为研究AACHH晶须的制备条件,分别进行了不同CO2相对浓度、反应时间、反应温度及不同模板剂对晶须生长的影响进行研究。研究表明:在CO2相对浓度过低时,生成NASCH晶体,没有AACHH晶须生成;当CO2相对浓度较高,反应时间为6小时,山梨醇为模板剂时成功制备出AACHH晶须。AACHH晶须为六方晶系,晶胞参数为a0=1.3335nm、c0=1.1941nm、Z=16、V=1.8388nm3。因此,本文认为:当CO2相对浓度达到一定的范围时,均相系统中晶须才能开始生长。研究AACHH生长机理时,提出了“均相成核-凸面出芽-模板诱导台阶化线性长大”机理。首先在体系中均相成核,形成无定形球形核;然后尿素的水解和球核表面离子不断的释放,使体系中的离子浓度达到了过饱和状态,在球形核的表面出现了AACHH的生长基元,在球核的凸面出现了“晶芽”;通过台阶化作用形成的奇异面位于球核界面上;最后基元扩散并在扭折处沉淀—晶须沿c轴方向定向生长。这种晶须形成机理与VSL机制和位错机制不同。高温效应研究表明:煅烧后,AACHH晶须中OH-、NH4+、CO32-的所有振动峰消失,这表明煅烧后有水、氨气、及二氧化碳等气体产生。通过TG/DTA曲线图分析,AACHH在200℃时开始失重,在255℃温度范围内OH-、NH4+、CO32-基团脱除,在330℃时分解完全,此时的失重量为57.9%。
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