化学沉淀法制备纳米羟基磷灰石粉体
1、实验目的:
熟练使用化学沉淀法制备纳米粉体;
2、实验原理
化学沉淀法为制备纳米粉体的常用方法,本实验以Ca(NO3)2、(NH4)2HPO4和NH3·H2O为原料,制备纳米羟基磷灰石粉体,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+20NH4NO3 3、试剂和仪器
Ca(NO3)2·4H2O,分析纯;(NH4)2HPO4,分析纯;氨水,分析纯;无水乙醇,分析纯;蒸
馏水,实验室自制。
电动搅拌器;三口瓶;烧杯,分液漏斗,量筒,玻璃棒,天平,抽滤装置等。
4、实验过程
(1)安装实验装置。将三口烧瓶,铁架台,水浴锅,冷凝管,搅拌器等安装成需要的装置形式;
(2)配料。按n(Ca)/n(P)=1.67的配比分别称取相应量的Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4,放入500ml烧杯中,迅速加入250ml蒸馏水,用玻璃棒进行搅拌直至溶解完毕;
(3)加料、反应。将硝酸钙溶液加入三口烧瓶中,开动搅拌器进行搅拌,加入一定量氨水,调节pH>12,将(NH4)2HPO4溶液加入250ml分液漏斗中,慢慢滴入三口瓶中,控制时间为1小时,整个过程保持搅拌并在室温下进行;
(4)升温反应。(NH4)2HPO4溶液滴加完毕后,使水浴升温至90℃,并保温反应3小时,整个过程保持搅拌;
(5)降温冷却。保温3小时完成后,使其降温冷却至室温;
(6)抽滤、洗涤。将所得反应物用抽滤装置进行抽滤、洗涤,过程中用蒸馏水不断冲洗,直至溶液pH≈7;
(7)干燥。将所得粉体放入真空干燥箱中进行干燥,于80℃保温4小时,120℃保温4小时;
(8)研磨、过筛。将干燥后的粉体研磨后过200目筛;
(9)煅烧。将过筛后的粉体于800℃保温30分钟进行煅烧处理,得纳米羟基磷灰石粉体。
本实验具体要求:
(1)配制3.0mol/lCa(NO3)2·4H2O溶液250ml,按n(Ca)/n(P)=5:3配置相应浓度的(NH4)2HPO4溶液250ml,要计算出Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4的具体称量重量;
(2)氨水按120ml加入。