多种基底上制备镍铝水滑石纳米片薄膜的研究
发布时间：2021-08-24 17:44
分别以氨水、NaOH和Na2CO3组合以及尿素为沉淀剂,采用水热法制备了Ni/Al水滑石粉体材料,并且以尿素为沉淀剂时,可在钛片、铁钴镍合金片、陶瓷片及玻璃片等多种基底上直接获得Ni/Al水滑石纳米片薄膜。分析结果表明,尿素的水解可以缓慢释放出氢氧根和碳酸根,相对温和的沉淀反应有利于Ni/Al水滑石材料的种晶黏附在基底上,从而形成薄膜。
【文章来源】：武汉科技大学学报. 2020,43(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
Ni/Al水滑石粉体的XRD谱图
图4所示为以尿素为沉淀剂所制Ni/Al水滑石纳米片薄膜材料的FTIR测试结果。从图4中可以看出,样品在3477 cm-1处存在一个特征吸收峰,对应于水滑石材料层板和水分子中的氢氧根的伸缩振动,在1631 cm-1处的特征吸收峰和H—OH键的伸缩振动相对应,而在1383 cm-1处的特征吸收峰则对应于CO 3 2- 的反对称伸缩振动峰,且该吸收峰为比较对称的单峰,表明层间的CO 3 2- 排列规整、对称性高,是晶型相对完整的水滑石,此外,在750 cm-1处还存在一个特征吸收峰,这对应于主体层板上的O—M—O及M—O(M代表金属元素)键的伸缩振动。2.3 Ni/Al水滑石材料在基底上直接成膜的机理
在使用氨水、NaOH与Na2CO3的组合以及尿素等不同沉淀剂的条件下,分别以钛片、铁钴镍合金片以及陶瓷片、玻璃片等多种材料为基底制备Ni/Al水滑石纳米片薄膜,对所制样品进行肉眼观察的结果表明,使用氨水或NaOH、Na2CO3为沉淀剂时,所制样品基底上未出现明显附着物,仅在以尿素为沉淀剂的条件下,所制不同基底的样品表面均附着了明显的绿色薄膜状物质,对该绿色薄膜状物质进行SEM观察,结果如图2所示。当以钛片为基底时,由图2(a)可见,在钛片基底上均匀覆盖着一层薄膜状物质,薄膜由相互连接的纳米片组成,纳米片的横向尺寸介于200～600 nm,厚度介于10～20 nm,且大部分纳米片都沿着它们的晶体学ab平面近乎垂直基底方向生长;当以铁钴镍合金片为基底时,由图2(b)可见,生长在铁钴镍合金片基底上的薄膜状物质同样由许多纳米片组成,这些纳米片的横向尺寸和厚度与钛片基底上的纳米片相应值接近,不同的是,在铁钴镍合金片基底上附着的纳米片呈现出更多的花状结构,这是因纳米片之间相互组装所致;当以绝缘的陶瓷片或玻璃片为基底时,由图2(c)和图2(d)可见,陶瓷片或玻璃片基底表面也均被一层由很多纳米片组成的薄膜均匀覆盖,其中纳米片的横向尺寸仍介于200～600 nm,厚度介于10～15 nm。对以尿素为沉淀剂,分别以金属钛片和绝缘的陶瓷片为基底所制样品进行XRD分析,结果如图3所示。当以钛片为基底时,从图3(a)中可以看出,样品在2θ为11.644°、23.348°和35.482°处出现的特征衍射峰分别对应于 Ni/Al水滑石材料的(003)、(006)和(009)晶面(JCPDS No.48-0594),而其它的特征衍射峰应归因于钛片基底。当以陶瓷片为基底时,由图3(b)可见,样品在2θ为11.644°、23.348°处也出现了分别对应于Ni/Al水滑石材料(003)、(006)晶面的特征衍射峰,其余特征衍射峰应归因于陶瓷片基底。XRD测试结果证实,在钛片及陶瓷片基底表面附着的纳米片薄膜为 Ni/Al水滑石材料。综合SEM及XRD测试结果表明,以尿素为沉淀剂时,无论是在具有导电性的金属基底上,或是绝缘的诸如陶瓷片、玻璃片基底上,均能直接形成Ni/Al水滑石纳米片薄膜。
本文编号：3360439
【文章来源】：武汉科技大学学报. 2020,43(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
Ni/Al水滑石粉体的XRD谱图
图4所示为以尿素为沉淀剂所制Ni/Al水滑石纳米片薄膜材料的FTIR测试结果。从图4中可以看出,样品在3477 cm-1处存在一个特征吸收峰,对应于水滑石材料层板和水分子中的氢氧根的伸缩振动,在1631 cm-1处的特征吸收峰和H—OH键的伸缩振动相对应,而在1383 cm-1处的特征吸收峰则对应于CO 3 2- 的反对称伸缩振动峰,且该吸收峰为比较对称的单峰,表明层间的CO 3 2- 排列规整、对称性高,是晶型相对完整的水滑石,此外,在750 cm-1处还存在一个特征吸收峰,这对应于主体层板上的O—M—O及M—O(M代表金属元素)键的伸缩振动。2.3 Ni/Al水滑石材料在基底上直接成膜的机理
在使用氨水、NaOH与Na2CO3的组合以及尿素等不同沉淀剂的条件下,分别以钛片、铁钴镍合金片以及陶瓷片、玻璃片等多种材料为基底制备Ni/Al水滑石纳米片薄膜,对所制样品进行肉眼观察的结果表明,使用氨水或NaOH、Na2CO3为沉淀剂时,所制样品基底上未出现明显附着物,仅在以尿素为沉淀剂的条件下,所制不同基底的样品表面均附着了明显的绿色薄膜状物质,对该绿色薄膜状物质进行SEM观察,结果如图2所示。当以钛片为基底时,由图2(a)可见,在钛片基底上均匀覆盖着一层薄膜状物质,薄膜由相互连接的纳米片组成,纳米片的横向尺寸介于200～600 nm,厚度介于10～20 nm,且大部分纳米片都沿着它们的晶体学ab平面近乎垂直基底方向生长;当以铁钴镍合金片为基底时,由图2(b)可见,生长在铁钴镍合金片基底上的薄膜状物质同样由许多纳米片组成,这些纳米片的横向尺寸和厚度与钛片基底上的纳米片相应值接近,不同的是,在铁钴镍合金片基底上附着的纳米片呈现出更多的花状结构,这是因纳米片之间相互组装所致;当以绝缘的陶瓷片或玻璃片为基底时,由图2(c)和图2(d)可见,陶瓷片或玻璃片基底表面也均被一层由很多纳米片组成的薄膜均匀覆盖,其中纳米片的横向尺寸仍介于200～600 nm,厚度介于10～15 nm。对以尿素为沉淀剂,分别以金属钛片和绝缘的陶瓷片为基底所制样品进行XRD分析,结果如图3所示。当以钛片为基底时,从图3(a)中可以看出,样品在2θ为11.644°、23.348°和35.482°处出现的特征衍射峰分别对应于 Ni/Al水滑石材料的(003)、(006)和(009)晶面(JCPDS No.48-0594),而其它的特征衍射峰应归因于钛片基底。当以陶瓷片为基底时,由图3(b)可见,样品在2θ为11.644°、23.348°处也出现了分别对应于Ni/Al水滑石材料(003)、(006)晶面的特征衍射峰,其余特征衍射峰应归因于陶瓷片基底。XRD测试结果证实,在钛片及陶瓷片基底表面附着的纳米片薄膜为 Ni/Al水滑石材料。综合SEM及XRD测试结果表明,以尿素为沉淀剂时,无论是在具有导电性的金属基底上,或是绝缘的诸如陶瓷片、玻璃片基底上,均能直接形成Ni/Al水滑石纳米片薄膜。
本文编号：3360439
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