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实验改进(方案4)

2019-07-16 04:58 作者:我我我SsssssQ  | 我要投稿

多孔形貌的形成原因......暂时实在是找不到一个统一系统的解释。水平有限,以doped大局为主,争取在月底之前把下篇整理出来......

16号夜里四点......睡不着了,起来整理文献......

前两天按着文献上做的方案......一言难尽啊......

这一组实验也就是之前所提到的调控铵根离子与铜离子的比例来控制氧化铜的生长形貌,再利用高浓度氢氧根离子来制造单核生长的环境,从而使得四氨合铜转化为氢氧化铜,再转化为氧化铜。再按照该方案操作时,发现在往硫酸铜溶液中滴加完20ml氨水过后,体系不显深蓝色透明溶液状,而是呈蓝色絮态浑浊状。而且在后期烘箱50度处理12h过后,掺杂实验组氢氧化铜均为分解,仅有未掺杂组脱水分解。

方案一得到的四组产物

结果:

氧化铜形貌呈现没成型的梭状

梭形失败产物1

未脱水分解的氢氧化铜组仅有部分呈现一种须状产物,仅有部分形貌符合标准。

须状产物

原因分析:

  1. 该实验是利用四氨合铜的平衡转化来产生氢氧化铜,所以在前期实验过程中发现的“在往硫酸铜溶液中滴加完20ml氨水过后,体系不显深蓝色透明溶液状,而是呈蓝色絮态浑浊状”很可能就会导致四氨合铜生成量不足,从而导致须状氢氧化铜生成量不足。

  2. 在掺杂组中氢氧化铜没能完全分解,很可能是烘箱中所设定的温度不足以使反应进行。

这两天所操作的第二种试验方案是小俊哥制作多孔带状氧化铜的方案

方案二

这种方案也是最就是小俊哥第一次给我的方案,只不过在这里的浓度与搅拌时间都给了明确的设定,算上今天的......不对,昨天的,还在反应的实验组,这一方案总共试验了两组。这一方案从接触开始就感觉非常的奇怪。这一方案中的反应设在密封反应釜中进行,根据氨蒸发诱导氧化物合成的原理,金属的铵根配合物应该设定在敞口容器中,利用高温使铵根与氨气平衡反应发生移动,使铵根配合物转化为金属氢氧化物,再进行二次分解

氨蒸发诱导金属氧化物合成原理

而这个密封......

就算这个反应能进行,那按照理论推测,反应出来的产物也应该是球状的吧,即使铵根浓度与铜离子的浓度达到了一维生长的浓度比例,那也会因为没有多核生长的环境而长出线状球体吧......不然前两年小俊哥自己干嘛要折腾高浓度氢氧化钠环境来生长带状氧化铜呢......

但毕竟这些都是理论猜测,实际情况......稍稍契合了我的猜测......反应在60度密封反应釜中进行6小时过后,生成的产物不是文章中所描述的褐色氧化铜,而是还没有高温分解的氢氧化铜。但由于没有拍扫描,所以还不知道该方案的形貌,所以也不好说这种方案长出来的氧化铜是不是带状的。

怎么说呢......基于现况,这两种现存方案,基本就算是作废,也只好自己设计一种新的方案了......

整理一下思路

目标:带状氧化铜

反应前体:氢氧化铜

形状控制:铵根离子与铜离子所加物料浓度比

调控晶核数目方法:高浓度氢氧根平衡转移法

反应条件:高温分解

因为方案的亮点就是为了实现在不添加表面活性剂的情况下合成一维的氧化铜,所以像CTAB这雷试剂也就不考虑在内。

那么,为了合成一维的氧化铜

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cm070784g

此文中给出的一个实验浓度是3.5:1(铵根:铜离子)

为了形成多核,就用小俊哥的思路,先生成四氨合铜,再使其转化为氢氧化铜。这次改进也就改进个所加氨水的浓度与体积,确保所产生的氢氧化铜大部分都源于四氨合铜。

简单设计一波,氢氧化铜确实是能生成,而且铵根与铜离子浓度比控制在了3:1,有很大的把握能生成大量的线状氢氧化铜沉淀,也就是带状氧化铜的前体。

接下来就要解决温度问题。温度太低,氢氧化铜无法脱水分解;温度太高,氢氧化铜在晶格形态发生转变的这一过程发生地过于剧烈,理想的前体形貌容易被破坏。(具体过程过两天细说)

将样品分装在四个5ml的离心试管中,设立三组不同温度的反应烘箱(60、80、120),设定时间不定。

下午六点,也就是反应进行了七个小时的时候去检查反应情况

60°c

60度

80°c

80度

120度烧得有些过,分解反应在第一个小时其实就以及完全结束,烧得太惨了,就没拍了。

60度在反应进行一半时间的时候,能看出颜色微微变黑,说明反应在缓慢进行;80度组已经烧干,反应完全进行,但也因为没有拍样,不好具体说明其形貌的变化。

晚上十点半再检查,发现60度反应组黑色程度加深得不是很明显,而且粉末仍然未干。

下一组实验还需要对反应温度进行一定的调控,控制在60~80摄氏度之间,反应时间定在10小时左右,从而实现对产物的烘干与分解的双作用。

改进很简单,没有什么创新点。前人栽树,后人乘凉的事。

师兄师姐!我有样!带拍扫描!!!

四点五十三,天亮了......这个点好尴尬呀。不管了,随缘吧~~

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