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三氧化二铬(Cr2O3)是主要铬化合物系列产品之一,具有可观的经济价值和广泛的市场应用,在国民经济中的作用颇为关键。针对大尺寸Cr2O3目前生产工艺过程中资源利用率较低、工艺复杂、能耗大以及剧毒六价铬离子(Cr6+)环境污染等问题,本论文在前期研究的基础上,研究了水热法合成大尺寸Cr2O3新工艺,为现有大尺寸Cr2O3工业化生产提供新的方法和思路。本论文取得的主要进展和创新点如下:1.研究了水热法制备大尺寸Cr2O3新工艺,并通过了十六烷基三甲基溴化铵–甲醛溶液(CTAB-HCHO)体系、柠檬酸-甲醛溶液(CA-HCHO)体系、重铬酸钾-甲醛溶液(K2Cr2O7-HCHO)体系、柠檬酸-无水乙醇(CA-C2H5OH)体系和重铬酸钾-无水乙醇(K2Cr2O7-C2H5OH)体系制备出大尺寸Cr2O3产品。新工艺具有以下特点:Cr6+转化率接近100%,大幅度消减了Cr6+污染;工艺过程简单、耗时短、耗能少;原料成本低廉、成品经济效益显著;适合大规模工业生产,具有较好的工业化前景。2.在CTAB-HCHO体系下,CTAB具有良好的形貌和尺寸调控效果,可以裁剪或剪切被合成产品的形貌和尺寸,制备出尺寸在38-72μm之间、形貌为近球形多面体Cr2O3颗粒;在HCHO过量条件下,制备出尺寸在22–58μm之间的层叠状近似球形的Cr2O3颗粒;研究了CTAB的量、K2Cr2O7的量、反应温度以及在HCHO过量条件下CTAB的量对煅烧后产品形貌和尺寸的影响,研究了反应机理。3.在CA-HCHO体系下,柠檬酸具有良好的形貌和尺寸调控效果,柠檬酸可以与三价铬离子(Cr3+)形成配合物,使产品从二维转向三维,制备出尺寸在25-75μm之间,近似球形、表面光滑的Cr2O3;研究了HCHO的量、柠檬酸的量以及反应温度对煅烧后产品形貌和尺寸的影响,研究了反应机理。4.在无表面活性剂条件下、K2Cr2O7-HCHO体系中,制备出了尺寸在12.3–41.6μm之间,近似球形的Cr2O3;在HCHO过量条件下,产物尺寸在11.8–40.7μm之间,层叠状近似球形的Cr2O3颗粒;研究了K2Cr2O7的量、反应物浓度、HCHO的量以及HCHO过量条件下各因素对煅烧后产品形貌和尺寸的影响,研究了反应机理。5.在CA-C2H5OH体系下,柠檬酸具有良好的形貌和尺寸调控效果,柠檬酸可以促进三价铬离子(Cr3+)形成配合物,会促进产品从二维转向三维,制备出尺寸在64.3–192.4μm左右Cr2O3颗粒;研究了C2H5OH的量以及柠檬酸的量对煅烧后产品形貌和尺寸的影响,研究了反应机理。6.在无表面活性剂、K2Cr2O7-C2H5OH体系下,制备出尺寸在32–78.8μm之间,近球形、表面光滑的Cr2O3颗粒,与其它条件下相比尺寸分布范围窄、结晶良好等特点;研究了C2H5OH的量以及反应温度对煅烧后产品形貌和尺寸的影响,研究了反应机理。7.研究了钾离子(K+)浓度对水热合成新工艺大尺寸Cr2O3的作用;新工艺易于制备出大尺寸产物的原因在于K+可以和C、O元素形成K2CO3,也可以与C、H、O形成KHCO3,因此,整个过程中产生的CO2气体就会减少,同时CO2气体在前驱体粒子中作用也会减少,将促进生长成较大颗粒的产品。