论文摘要
NASICON(Na超离子导体/Sodium super Ionic Conductor)构型的磷酸锆盐是一类具有很好的化学稳定性、热稳定性和耐辐射性,而且和元素周期表中三分之二的金属元素都可以形成稳定结构的化合物。得益于其结构的特殊性,这一类材料具有良好的离子导电、低热膨胀和离子交换等性能,是抗菌剂、催化剂和固定核废料放射性同位素等极好的载体。针对现有的NASICON构型的磷酸锆盐的制备方法存在工序复杂、反应温度过高、反应时间过长或产物晶相不纯等缺点,本论文通过添加矿化剂乙二酸的方法,分别以ZrOCl2和H3PO4或NaH2PO4/NH4H2PO4为Zr源和P源,在温和条件下水热合成了高纯的NASICON构型的锆磷酸盐粉体,并对水热合成的反应过程进行了讨论。结果表明,适量的矿化剂添加量可以降低水热合成的温度和减少水热时间。一些研究都报道了NASICON构型的磷酸锆盐在抗菌和催化等方面的应用,但缺乏为这些应用提供依据的基本数据。本论文研究了作为抗菌剂的Ag+与NASICON构型的磷酸锆盐的交换组装行为、温度固定行为和在不同溶液中的Ag+洗脱析出行为。结果表明NASICON构型的锆磷酸盐是良好的Ag+交换材料,载银的此类材料具有好的温度固定和控制析出性能。此外,本论文提出了在高压釜200℃水热条件下应用NASICON构型的磷酸锆盐处理核废料Sr等放射性同位素的新方法,可以避免传统方法必须经高温处理带来的载体相变等不利因素。结果表明,这种方法在一定程度上可以完全交换溶液中的Sr2+,并且交换后的产物具有良好的控制析出性能。具有特殊结构的薄膜材料具有独特功能,本论文中通过不同的条件在Zr表面水热制备出不同拓扑形态的磷酸锆盐薄膜。初步实验表明,具有层状团簇结构的磷酸锆盐薄膜具有良好的与Ag+的交换组装性能,此类组装薄膜具有明显的光电效应。
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