影响α-磷酸锆结晶度和生长形态的因素

磷酸锆类层状化合物是近年来发展起来的一类新型材料.α-磷酸锆是其中重要的一种,分子式是Zr(HP04)2·H20,简写为α-ZrP.它具有较强的离子交换能力、较高的热稳定性和化学稳定性,它的层间距可以通过插入不同的柱撑剂加以调变,从而使其具有较理想的择形功能,它在离子交换、吸附、择形催化等方面具有很大的应用潜力,因而受到人们的普遍重视。α-ZrP的制备方法主要有Clearfield最初采用的溶胶回流法引,Barboux采用的solgel法,Alberti采用的直接沉淀法或者叫HF络合法以及水热法.其中HF络合法是常用的制备较大晶粒的制备方法.α-ZrP在离子交换和插入客体分子的过程中存在着传质阻力大、晶粒粉碎、水解和胶体化现象,制备结晶度高、晶粒较大的α-ZrP可以降低传质阻力提高其物理和化学稳定性.本文采用HF络合法,改进实验条件制备α-ZrP,对影响其结晶度以及生长形态的因素进行了探讨.
析结果表明,HF络合法制备α-ZrP得到的是晶相单一的片状微晶([zr]较高的情况除外).提高HF/Zr比或者降低反应温度可以增大α-ZrP微晶粒径,提高结晶度;P/Zr比的大小对晶体粒径和结晶度没有影响;[Zr]较大的情况下,得到的ZrP结构和结晶水含量与α-ZrP有所不同,晶体形状也失去了片状特征;玻璃瓶质可以加快析晶速度、提高产率.片状生长是α-ZrP的生长习性,其片状最大平面是α-ZrP的层板平面,各晶面生长速度的快慢与α-ZrP的生长形态以及不同衍射峰的相对衍射强度大小存在对应关系.

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