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碳酸锶是重要的锶盐化工产品,广泛用于电子信息、化工、轻工、陶瓷、冶金等十几个行业。研究发现,微纳米碳酸锶在催化和化学传感器等方面有着特殊的应用,不同形貌的碳酸锶产品具有不同的应用价值。所以采用各种方法将碳酸锶制成微纳米材料,并控制其形貌成为目前碳酸锶研究的重要内容之一。
碳酸锶晶体的唯一晶型菱锶矿与碳酸钙的一种亚稳晶型文石具有非常相似的晶体结构。因而常被用作相对于碳酸钙矿化过程较为简单的一个模型体系来进行生物矿化过程的研究。
所以本论文不仅具有重要的基础研究意义,而且具有潜在的应用价值。其主要内容包括:
1.在水热合成碳酸锶的过程中,乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、柠檬酸钠、十二烷基硫酸钠(SDS)的加入有效的控制了碳酸锶的粒径和形貌。当EDTA存在时,研究了EDTA用量、pH值对实验的影响。当nEDTA/nSr2+值小于1时,得到的产物是粒度介于1.35~0.35μm球状结构,而且粒度随着nEDTA/nSr2+值的增大而减小。但是当nEDTA/nSr2+值等于1时,产物是叶片状结构。pH值也影响了颗粒粒度的大小,当pH值等于10时得到的颗粒粒度最小。当柠檬酸钠存在时,产物形貌是长约1μm的哑铃状结构。十二烷基硫酸钠(SDS)存在时,得到长约30μm、直径约1μm的棒状结构。
2.在CTAB/正己烷/正己醇/水组成的反相微乳液体系中合成纳米棒状碳酸锶。研究了反应物浓度、ω值等因素对产物尺寸和形貌的影响。ω值一定时,水核大小不变,随着反应物浓度增加,水核中所容纳的反应物量增多,导致产品尺寸的增大。反应物浓度一定时,ω(水与表面活性剂CTAB的物质的量之比)值的增大,水核体积会增大,导致产品尺寸增大,但随着ω值增大也会降低界面膜强度,导致产品形貌不规则。
3.在超声作用下对碳酸锶的形貌进行了研究。在超声作用下时,当水为溶剂得到的是纺锤状结构;当溶剂是VH2O:V乙二醇=1:1的混合物时,粒子聚集在一起,形貌不规则;当乙二醇为溶剂时得到分散性好的球形颗粒,粒度随着反应物浓度增大而减小。无超声作用下,乙二醇为溶剂时得到的产物形貌不规则。
4.通过超重力法对碳酸锶的制备进行了研究,结果表明:当反应物是Na2CO3时,无添加剂存在得到棒状结构,但是添加EDTA,却得到分散性好、粒度分布窄的球形颗粒,而且颗粒的平均粒径随着转速的增大而减小。CO2气体为反应物时,无添加剂存在得到束状结构,当EDTA存在时得到球形颗粒,但粒子分散性不好,聚集在一起。