以三聚氰胺—甲醛微球为模板制备稀土氧化物空心球的研究
[Abstract]:In recent years, hollow shell materials with unique hollow structure have attracted wide attention. Because of their low relative density, high specific surface area, excellent packaging ability and good permeability, hollow spheres have been widely used in drug carriers, biocatalysis, disease diagnosis, optoelectronic devices and other fields. In this paper, melamine-formaldehyde (MF) microspheres with smooth surface, uniform particle size distribution and good monodispersity were prepared by the reaction of melamine with formaldehyde in aqueous solution catalyzed by formic acid. Yttrium oxide (Y_2O_3), gadolinium oxide (Gd_2O_3) and ytterbium oxide (Yb_2O_3) hollow spheres with different particle sizes were prepared by homogeneous precipitation method. The effects of template size and the amount of rare earth nitrate on the morphology of MF/RE (OH) CO_3 (RE=Y, Gd, Yb) composite microspheres were studied. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffraction (XRD). The main research contents and results are as follows: 1. The effects of formic acid dosage on the morphology and particle size distribution of MF microspheres were studied. The particle size of MF microspheres varied with the dosage of formic acid in the range of 0.01-0.3 mL. The MF microspheres prepared with 0.4 mL formic acid had a non-uniform particle size. When 0.5 mL formic acid was used, no MF microspheres were obtained. When 0.03 mL formic acid was used, the diameter of MF microspheres was 2 micron and the polydispersity coefficient was the smallest. In the range of 0.01-0.06 mL, with the increase of the amount of formic acid, the reaction time of the system was shortened rapidly and the reaction rate was accelerated. 2. Using MF microspheres with particle size of 2 micron as template, urea as precipitator and yttrium nitrate hexahydrate as raw material, the composite microspheres with particle size of 2.2 micron and core-shell structure of MF/Y(OH)CO_3 were prepared. The Y_2O_3 hollow spheres with particle size of 1.6 micron and good sphericity were obtained by calcining and removing the template. The optimum coating process was determined when the amount of yttrium nitrate was 0.2 g and yttrium nitrate hexahydrate was 0.8 mmol. The core-shell structure MF/Y(OH)CO_3 composite microspheres with the best coating effect were prepared by changing the amount of yttrium nitrate hexahydrate to 0.6 mmol, 0.8 mmol and 1.0 mmol. Y_2O_3 hollow spheres with diameter of 1.6 micron, shell thickness of 100 nm, 150 nm and 200 nm were obtained by calcining the template. 3. Using MF microspheres with diameter of 3 micron as template, urea as precipitator and gadolinium nitrate hexahydrate as raw material, the composite microspheres with diameter of 3.4 micron and core-shell structure of MF/Gd(OH)CO_3 were prepared by homogeneous precipitation method. The results of XRD show that the prepared Gd_2O_3 hollow spheres are cubic phase. The effect of the amount of gadolinium nitrate hexahydrate on the morphology of the composite microspheres was studied, and the optimum coating process was determined. MF/Gd(OH)CO_3 composite microspheres were constructed.The hollow Gd_2O_3 spheres with a diameter of 2.4 micron, a shell thickness of 100 nm and a thickness of 200 nm were obtained by changing the dosage of gadolinium nitrate hexahydrate to 0.7 mmol and 1.0 mmol with a diameter of 0.2 g and a diameter of 3 micron and a diameter of 3 micron as templates. MF/Gd(OH)CO_3 composite microspheres with particle size of 2.4 micron, 3.6 micron and 4.8 micron were prepared by 0.2 g. The morphology of the composite microspheres became worse with the increase of template size. 4. The core-shell structure of MF/Yb(OH)CO_3 composite microspheres with particle size of 1.7 micron was prepared by homogeneous precipitation method using urea as precipitator and ytterbium nitrate pentahydrate as raw material. Yb_2O_3 hollow spheres with a diameter of 1.5 micron and good sphericity were obtained by calcination. XRD results showed that the prepared Yb_2O_3 hollow spheres were cubic phase, SEM and TEM results showed that the spherical morphology of the hollow spheres was good. Yb_2O_3 hollow spheres with core-shell structure MF/Yb(OH)CO_3 were prepared by calcining the core-shell structure MF/Yb(OH)CO_3 composite microspheres with particle sizes of 1,1.1,1.5,1.8,0.4 mmol,0.5 mmol,0.7 mmol and 0.75 mmol, respectively. MF/Yb(OH)CO_3 composite microspheres with different morphologies were prepared by using Ytterbium nitrate pentahydrate as template, Ytterbium nitrate as template, Ytterbium nitrate as template, Ytterbium nitrate as template, Ytterbium nitrate as template, Ytterbium nitrate as template, Ytterbium nitrate as template, Ytterbium nitrate as template.
【学位授予单位】:武汉工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ133.3
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,本文编号:2181799
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