
化學沉淀法制備納米羥基磷灰石粉體
1、實驗目的:
熟練使用化學沉淀法制備納米粉體;
2、實驗原理
化學沉淀法為制備納米粉體的常用方法,本實驗以Ca(NO3)2、(NH4)2HPO4和NH3·H2O為原料,制備納米羥基磷灰石粉體,基本原理如下:
(NH4)2HPO4+NH3·H2O (NH4)3PO4+ H2O
3(NH4)3PO4+ NH3·H2O (NH4)10(PO4)3·OH
2(NH4)10(PO4)3·OH+10Ca(NO3)2 Ca10(PO4)6(OH)2+20NH4NO33、試劑和儀器
Ca(NO3)2·4H2O,分析純;(NH4)2HPO4,分析純;氨水,分析純;無水乙醇,分析純;蒸
餾水,實驗室自制。
電動攪拌器;三口瓶;燒杯,分液漏斗,量筒,玻璃棒,天平,抽濾裝置等。
4、實驗過程
(1)安裝實驗裝置。將三口燒瓶,鐵架臺,水浴鍋,冷凝管,攪拌器等安裝成需要的裝置形式;
(2)配料。按n(Ca)/n(P)=1.67的配比分別稱取相應量的Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4,放入500ml燒杯中,迅速加入250ml蒸餾水,用玻璃棒進行攪拌直至溶解完畢;
(3)加料、反應。將硝酸鈣溶液加入三口燒瓶中,開動攪拌器進行攪拌,加入一定量氨水,調節pH>12,將(NH4)2HPO4溶液加入250ml分液漏斗中,慢慢滴入三口瓶中,控制時間為1小時,整個過程保持攪拌并在室溫下進行;
(4)升溫反應。(NH4)2HPO4溶液滴加完畢后,使水浴升溫至90℃,并保溫反應3小時,整個過程保持攪拌;
(5)降溫冷卻。保溫3小時完成后,使其降溫冷卻至室溫;
(6)抽濾、洗滌。將所得反應物用抽濾裝置進行抽濾、洗滌,過程中用蒸餾水不斷沖洗,直至溶液pH≈7;
(7)干燥。將所得粉體放入真空干燥箱中進行干燥,于80℃保溫4小時,120℃保溫4小時;
(8)研磨、過篩。將干燥后的粉體研磨后過200目篩;
(9)煅燒。將過篩后的粉體于800℃保溫30分鐘進行煅燒處理,得納米羥基磷灰石粉體。
本實驗具體要求:
(1)配制3.0mol/lCa(NO3)2·4H2O溶液250ml,按n(Ca)/n(P)=5:3配置相應濃度的(NH4)2HPO4溶液250ml,要計算出Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4的具體稱量重量;
(2)氨水按120ml加入。