粒度对纳米颗粒溶解热力学与动力学的影响--《太原理工大学》2014年硕士论文
粒度对纳米颗粒溶解热力学与动力学的影响
【摘要】：纳米颗粒溶解的热力学和动力学与相应块状物质有很大不同。经典的物理化学理论未考虑物质的表面效应,因而不能解决纳米颗粒溶解的热力学和动力学问题；目前关于纳米体系溶解的研究很少,而有关热力学和动力学的理论研究还未见报道。
本文首先在理论上研究了粒度对纳米颗粒溶解的平衡常数和溶解热力学函数的影响。通过在溶解体系的吉布斯函数中引入表面变量,推导出溶解平衡常数和溶解热力学函数分别与纳米颗粒的粒径间的热力学关系式；并且,在化学反应过渡状态理论的基础上,通过基本假定和理论推导,分别导出了溶解动力学参数与粒度的关系式,讨论了粒度对溶解动力学参数影响的实质。
其次,以纳米硫酸钡和纳米铜的溶解为体系,从实验上研究粒度对溶解热力学和动力学的影响规律。采用络合沉淀法制备出不同粒径的纳米硫酸钡,采用液相还原法制备出不同粒径的纳米铜,用X射线衍射仪和透射电镜对其粒径大小和形貌特征进行了表征。在不同温度下,测定了不同粒径纳米硫酸钡在水中的溶解度和不同粒径纳米铜在稀酸中的溶解度；进而得到了不同粒径纳米硫酸钡和纳米铜的溶解平衡常数、溶解热力学性质和溶解动力学参数,考察了粒径对纳米颗粒溶解的热力学性质和动力学参数的影响规律。最后,将实验得到的粒度对平衡常数、溶解热力学函数和溶解动力学参数的影响规律与上述理论进行了比较,其实验结果与纳米溶解热力学理论和动力学理论一致。
研究结果表明：
(1)采用络合沉淀法和液相还原法分别可以制备出高纯度的不同粒径的纳米硫酸钡和纳米铜；对于这两种制备方法,反应温度、反应物浓度、反应时间均对其粒度有显著影响：粒度随反应温度升高而减小,随反应物浓度增大而粒径减小,随反应时间增加而粒径增大。
(2)纳米颗粒的粒度对其溶解热力学有明显的影响：随着纳米颗粒粒度的减小,溶解的标准平衡常数增大,标准溶解吉布斯自由能、标准溶解焓和标准溶解熵均减小；并且溶解平衡常数的对数、标准溶解吉布斯能、标准溶解焓以及标准溶解熵均分别与粒度的倒数呈线性关系。
(3)纳米颗粒的粒度对其溶解动力学有明显的影响：随着纳米颗粒粒度的减小,溶解速率常数、溶解级数增大,溶解的表观活化能和指前因子减小；溶解速率常数的对数、溶解的表观活化能和指前因子的对数均与粒度的倒数呈线性关系；溶解物粒度对动力学参数影响的实质是：溶解物的摩尔表面积影响溶解级数,摩尔表面能影响溶解表观活化能,摩尔表面熵影响溶解指前因子,摩尔表面能和摩尔表面熵共同影响溶解速率常数。
【关键词】：
【学位授予单位】：太原理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TB383.1【目录】：
摘要3-5ABSTRACT5-10第一章 文献综述与选题10-16 1.1 纳米材料、纳米效应及其特性10-12
1.1.1 纳米材料10
1.1.2 纳米材料的基本效应10-11
1.1.3 纳米材料的特性11
1.1.4 纳米材料奇特的溶解性质11-12 1.2 纳米材料溶解的研究现状12-13 1.3 本课题研究的内容以及意义13-16
1.3.1 本课题研究的内容13
1.3.2 本课题研究的意义13-16第二章 纳米颗粒溶解的热力学理论和动力学理论16-24 2.1 纳米颗粒溶解热力学的理论16-18 2.2 纳米颗粒溶解的动力学理论18-24第三章 纳米硫酸钡的制备及其溶解热力学和动力学24-50 3.1 研究方案24-26
3.1.1 体系的选择24
3.1.2 溶解的热力学函数、动力学参数24-26 3.2 纳米硫酸钡的制备与表征26-37
3.2.1 纳米硫酸钡的制备方法26-31
3.2.2 纳米硫酸钡的制备结果与讨论31-37 3.3 粒度对纳米硫酸钡溶解热力学和动力学的影响37-47
3.3.1 实验37-38
3.3.2 粒度对溶解热力学函数的影响38-42
3.3.3 粒度对溶解动力学参数的影响42-47 3.4 本章小结47-50第四章 纳米铜的制备及其溶解的热力学与动力学50-74 4.1 研究方案50-52
4.1.1 体系的选择50
4.1.2 溶解热力学函数、动力学参数50-52 4.2 纳米铜的制备与表征52-60
4.2.1 纳米铜的制备方法52-55
4.2.2 纳米铜的制备结果与讨论55-60 4.3 粒度对纳米铜在稀酸中溶解的热力学和动力学参数的影响60-72
4.3.1 实验60-61
4.3.2 粒度对溶解热力学函数的影响61-67
4.3.3 粒度对溶解动力学参数的影响67-72 4.4 本章小结72-74第五章 结论74-76参考文献76-80致谢80-82硕士学位期间发表的学术论文82
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【参考文献】
中国期刊全文数据库
冯嘉春,陈鸣才,张秀菊;[J];工程塑料应用;2000年10期
刘珍,梁伟,许并社,市野濑英喜;[J];材料科学与工艺;2000年03期
夏熙,刘玲;[J];电池;1998年04期
张颂阳,耿茂鹏,张莹,陈红君;[J];电池;2005年05期
金世平,杨斌;[J];中国粉体技术;2004年03期
孙磊;张文凤;王治华;陶小军;赵彦保;;[J];河南大学学报(自然科学版);2012年03期
崔子祥;薛永强;李冰;李萍;;[J];化工进展;2012年06期
安莲英,殷辉安,唐明林,郝丽芳;[J];化工学报;2004年06期
王笃金，吴瑾光，徐光宪;[J];化学通报;1995年09期
曹怡;薛群虎;武志红;刘世聚;;[J];耐火材料;2006年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
李大成,周大利,刘恒,张萍,陈朝珍;[J];四川有色金属;1999年01期
李大成,周大利,刘恒,张萍,陈朝珍;[J];四川有色金属;1999年03期
李大成,周大利,刘恒,陈朝珍,张萍;[J];四川有色金属;2000年02期
邬建辉,张传福,吴琳琳,湛菁;[J];四川有色金属;2001年03期
彭少方,张昭;[J];四川有色金属;2003年02期
张萍,周大利,刘恒;[J];四川有色金属;2003年04期
宫兆合,梁国正,王旭东;[J];工程塑料应用;2002年12期
齐陈泽,高辉,阎逢元,胡幼华,孙旭东,刘维民,郑小明;[J];工程塑料应用;2003年05期
蒲侠,张兴华,周彦豪,童速玲;[J];工程塑料应用;2004年03期
车剑飞,汪信,陆路德,杨绪杰;[J];工程塑料应用;2004年07期
中国博士学位论文全文数据库
王爱萍;[D];中国海洋大学;2010年
曲华;[D];中国海洋大学;2010年
卫秀成;[D];兰州大学;2010年
张勇;[D];湖南大学;2010年
周红洋;[D];中国科学技术大学;2010年
伏振兴;[D];陕西师范大学;2010年
李瑞雪;[D];华南理工大学;2010年
姜卸宏;[D];北京林业大学;2011年
秦霞;[D];南开大学;2010年
曹霄峰;[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
甘自保;[D];哈尔滨师范大学;2010年
赵紫军;[D];长春理工大学;2010年
董娅佩;[D];长春理工大学;2010年
李果林;[D];浙江理工大学;2010年
李恒;[D];郑州大学;2010年
李宗鹏;[D];郑州大学;2010年
栾苗;[D];郑州大学;2010年
李强;[D];大连理工大学;2010年
贺明辉;[D];中国海洋大学;2010年
路绍琰;[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
冯嘉春,陈鸣才,张秀菊;[J];工程塑料应用;2000年10期
陈向荣,姜文军;[J];工程塑料应用;2003年03期
王彦妮，张志琨，崔作林;[J];催化学报;1995年04期
陈国清,张凯锋,王国峰,张蕾;[J];材料科学与工艺;2004年01期
王菊香,赵恂,潘进,尹新方;[J];材料科学与工程;2000年04期
赵青,常爱民,简家文,巴维真;[J];材料科学与工程学报;2003年05期
郑秀华，钟家湘，刘洪涛，乔蕾;[J];材料研究学报;1996年03期
郭源,刘玲,夏熙;[J];电池;1995年04期
门传玲,夏熙;[J];电池;1997年05期
夏熙,刘玲;[J];电池;1998年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库
胡荣祖,梁燕军,杨正权;[J];化学工程;1987年04期
张泉珍,卫晓琳,宋迪生,刘翊纶;[J];西北大学学报(自然科学版);1988年01期
Цикаридзе Н.Н;钱玉麟;;[J];铁合金;1988年01期
汪成范;;[J];化学教育;1981年05期
代光富,黄明清,刘莲芝;[J];水泥;2001年12期
甘丽华;[J];中国水泥;2003年09期
郑传明;;[J];大学化学;2011年02期
谭钦德;宋迪生;刘翊纶;;[J];化学学报;1984年12期
洪玲,张雅明,刘爱国,王延儒,时钧;[J];南京化工大学学报(自然科学版);2000年03期
庞承新,唐文芳,陈今浩;[J];广西师范学院学报(自然科学版);2005年02期
中国重要会议论文全文数据库
刘祥文;陈家玮;鲍征宇;;[A];第十二届全国电子显微学会议论文集[C];2002年
中国硕士学位论文全文数据库
夏晓艳;[D];太原理工大学;2014年
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