氢氧化钠刻蚀多孔阳极氧化铝制备氧化铝纳米柱及其疏水性能

以多孔阳极氧化铝为原料,用Na OH溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件得到氧化铝纳米柱和纳米柱团簇结构。利用扫描电子显微镜对其结构进行观察。结果表明,独立纳米柱直径约100 nm,高约100～250 nm;纳米柱团簇是由直径约100 nm、高约1μm的纳米柱组成,团簇之间间距约1～2μm。该结构的表面和光滑氧化铝表面、多孔阳极氧化铝(纳米孔洞结构)表面分别修饰氟硅烷后,氧化铝纳米柱束团簇结构表面对水的接触角高达155°,比光滑表面(101°)和纳米孔洞结构表面(144°)都要高。

微米级棒状氧化铝团簇体的合成及表征

以γ-Al2O3粉末及碳酸氢铵为原料,采用水热技术成功制备微米级棒状氧化铝团簇体,考察反应温度、反应时间、物料配比等因素对微米级棒状氧化铝团簇体形貌的影响,并应用XRD、NMR、TEM、FTIR、SEM、N2吸附-脱附、吡啶吸附-脱附等技术分析其物化性质及结构。结果表明:当γ-Al2O3粉末与碳酸氢铵质量比为1∶1.75、反应温度为140℃、反应时间为6h时,合成的微米级棒状氧化铝团簇体直径为5~15μm,该微米级棒状氧化铝团簇体由直径50~100nm、长0.5~3μm的棒状氧化铝交叉堆积而成,比表面积为300m2/g、孔容为0.67mL/g,具有双重孔分布,可几孔径分别为3.5nm和26nm,表面同时含有六配位铝离子、五配位铝离子和四配位铝离子。

氟化氢在氧化铝表面吸附机理的Al8O12团簇模型量子化学计算

使用密度泛函理论(DFT)对氟化氢分子在由四个氧化铝分子组成的笼状团簇结构表面的吸附行为进行了研究。对吸附过程进行了模拟,并计算了吸附结构、能量以及键级的变化。结果表明,氟化氢分子发生了化学解离吸附,其总吸附能为-267.5 kJ/mol,该吸附过程为强吸附。整个吸附过程分为两个阶段,首先氟化氢分子解离,解离后的氟原子和氢原子分别吸附在三配位铝及其相邻的氧上;然后氢原子向双配位氧转移,跨越势垒,最终吸附在双配位氧处,而氟原子始终吸附在三配位铝处。

钙处理钢中大型球状及棒状夹杂的成因

大型夹杂物对钢材的加工性能、力学性能和耐腐蚀性能等产生十分有害的影响。用电解萃取法研究了钙处理钢中大型球状/棒状夹杂物的性质,通过对大型球状/棒状夹杂物形貌的扫描电镜观察和元素成分能谱分析,指出钢中的大型球状/棒状夹杂起源于呈团簇状的铝脱氧产物Al2O3。大量小颗粒Al2O3夹杂组成尺寸较大的夹杂团簇,在钢包内复杂流场作用下形成球状或棒状。钢液在钙处理过程中,变性充分的夹杂物形成了低熔点的铝酸钙,在钢液凝固后形成致密的球状夹杂物;变性不充分的夹杂外形仍然保留Al2O3夹杂颗粒形貌。钙处理使Al2O3夹杂变性所需的w([Ca])/w([Al])主要受钢液中硫质量分数影响。铝酸钙对钢液中的硫有较强的吸收溶解能力,在浇铸过程中,随着钢液温度下降,铝酸钙吸收的硫以CaS夹杂形式从基体中饱和析出。

定向Monte Carlo格点搜索算法用于氧化铝团簇(Al_(2)O_(3))_(n)(n=1~50)的结构搜索

氧化铝纳米团簇在众多技术应用中日益受到重视,找到其最优结构对进一步的研究非常重要.本工作提出了一种定向Monte Carlo格点搜索算法用于搜索不同氧化铝晶体(α,θ和δ)内的不同尺寸的氧化铝纳米团簇的结构,并对结构进行了分析比较.通过定向移动策略,定向Monte Carlo格点搜索中每一步都是"有效"移动,极大地增加了搜索效率.研究结果发现α氧化铝团簇形成一种多层结构,θ和δ氧化铝团簇形成一种单层薄膜结构.θ和δ氧化铝团簇的二阶能量差分存在奇偶震荡,偶数尺寸的氧化铝团簇具有相对更高的稳定性.通过相对能量比较发现相同尺寸下θ和δ氧化铝团簇薄膜结构比α氧化铝团簇结构更稳定,在对这种薄膜进行第一性原理计算后进一步验证这种薄膜具有良好的稳定性和抗氧化性.