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磷化镍微纳米材料的合成、表征及性能研究

米凯  
【摘要】:磷化镍具有Ni_2P、Ni_3P、Ni_5P_2、Ni_8P_3和Ni_(12)P_5等多种相态,在催化工业领域中有广泛的应用。近年来,磷化镍在光学、电学、磁学和半导体等方面也展现出优越的性能,从而引起了科学工作者们广泛的研究兴趣。迄今为止,许多研究小组已发展了一系列的方法,成功地制备了一些磷化镍微纳米材料。但这些方法通常需要特殊的溶剂、高毒的反应试剂或者高温。为了克服这些缺点,在过去的几年里,很多科学家做了大量的工作。然而,如何在水体系中选择廉价、无毒的磷源实现磷化镍微纳米材料的形貌、物相和尺寸的可控合成仍是一个很大的挑战。本论文旨在采用溶剂热法制备一系列磷化镍,并探讨形貌、物相、性能之间的关系。主要内容概括如下: 1.以氯化镍和白磷作起始原料,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为表面活性剂,利用溶剂热法成功实现了磷化镍的相态控制合成。所得产物的X射线衍射花样分析显示:在纯乙醇下得到高产率的、纯的Ni_(12)P_5,而在水/乙醇的体积比为10:10的体系中则得到纯的Ni_2P。研究发现,水和乙醇的体积比是影响磷化镍的产率和相态合成的重要因素。同时,实验显示,不同相态的磷化镍的光催化降解有机染料的性能不同,表明相态对产物的性能有重要影响。 2.采用水和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)做溶剂、氯化镍和次磷酸钠(NaH_2PO_2·H_2O)作起始原料,利用溶剂热法成功制备了具有室温磁性的海胆状Ni-P微纳米结构。研究发现Ni_~(2+)/H_2PO_2~-摩尔比、水和DMF的体积比、反应温度对产物的形貌有着重要的影响。实验表明,所获得的海胆状Ni-P微纳米结构显示出较好的选择吸附水中Pb~(2+)、Cd~(2+)的能力,并易于从水中移除和再生。 3.采用水和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)做溶剂、氯化镍和白磷作起始原料,利用溶剂热法成功制备了一维磷化镍纳米结构。研究发现白磷的用量、水和DMF的体积比、反应温度对产物的形貌有着重要的影响。


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