溫和條件下納米氫化釓、納米鈰等金屬粉末的制備及性能研究.pdf

1、本項(xiàng)研究工作作為國(guó)家科學(xué)自然基金--“化學(xué)法制備納米稀土金屬和稀土氫化物及其性能應(yīng)用的研究”的資助課題。
　　 1.在溫和條件下采用催化法、鹵代烴引發(fā)法和金屬經(jīng)活化后利用溶劑效應(yīng)三種方法使金屬釓與氫氣直接反應(yīng)，合成出納米氫化釓粉末。借助X射線(xiàn)粉末衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)法對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌、粒子尺寸及比表面積進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明催化法合成的氫化釓具有六方晶系結(jié)構(gòu)，

2、分子式為GdH3；另外兩種方法合成的氫化釓均為面心立方晶系結(jié)構(gòu)，分子式為GdH2。通過(guò)謝樂(lè)公式計(jì)算出上述三種方法制得的氫化釓的平均粒徑分別約為33 nm、20 nm和19 nm，與TEM測(cè)得的數(shù)值基本吻合。BET測(cè)得氫化釓的比表面積分別為13.5 m2/g、34.6 m2/g和23.5 m2/g。對(duì)納米氫化釓進(jìn)行了加氮性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米氫化釓在常溫時(shí)不與N2反應(yīng)，而升溫至200℃開(kāi)始反應(yīng)，產(chǎn)物的XRD測(cè)試與JCP2卡(01-0

3、89-5221)中數(shù)據(jù)基本吻合，屬于面心立方晶系，分子式為GdN。通過(guò)謝樂(lè)公式計(jì)算氮化釓的平均粒徑為11 nm，與TEM測(cè)得的數(shù)值基本吻合。
　　 2.本文報(bào)道了一種在溫和條件下，采用絡(luò)合催化法、鹵代烴引發(fā)法合成金屬鈰有機(jī)中間體，并利用其熱不穩(wěn)定性，在真空條件下進(jìn)行熱分解制備納米尺寸鈰金屬粉末的方法。TEM測(cè)試結(jié)果表明制得的活性金屬粉末顆粒大小約為22 nm。納米金屬鈰粉末活性很高，暴露在空氣中有火花，對(duì)合成出的納米鈰粉末進(jìn)行了

4、加氫、加氮性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米鈰粉末在常溫常壓下就能與H2發(fā)生反應(yīng)，XRD測(cè)試表明生成的氫化鈰是面心立方晶型，分子式為CeH2。由謝樂(lè)公式計(jì)算其平均顆粒大小約為30 nm，與TEM測(cè)得的數(shù)值基本吻合。加氮產(chǎn)物的XRD測(cè)試表明生成的氮化鈰是面心立方晶型，分子式為CeN。由謝樂(lè)公式計(jì)算出加氮產(chǎn)物平均粒徑約為16 nm，與TEM測(cè)得的數(shù)值基本吻合。
　　 3.對(duì)納米鑭金屬粉末進(jìn)行加氫加氮的性能研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，納米鑭粉末在常