適量聚乙二醇（PEG2000）對ZnCoO納米陣列結構的影響

)6_應用方法論2012年第2場(chǎng)L適量聚乙二醇( PEG2000 )對ZnCoO納米陣列結構的影響李敏(中國石油大學(xué)勝利學(xué)院，山東東營(yíng)257097 )摘要用水熱法在ZnO涂層的玻璃上制備純的ZnO納米棒陣列和PEG2000援助生長(cháng)的ZnCoO納米棒陣列，它們的結構用X射線(xiàn)衍射儀(XRD)進(jìn)行了表征比較，通過(guò)實(shí)驗發(fā)現適量的PEG有助于ZnCoO納米棒更好的生長(cháng)并有著(zhù)更好的晶向。關(guān)鍵詞水熱法;納米棒陣列; X射線(xiàn)衍射中圖分類(lèi)號TQ127文獻標識碼A文章編號 1673-9671-2012111-0096-01設計高度取向排列的Zn0納米材料對于220納米器件起著(zhù)至關(guān)重要的作用。納米器件的200一個(gè)基本要求是用一個(gè)可控的方法制備合適的納米結構包括維數，大小和摻雜。用過(guò)渡金屬(TM)原子摻雜的Zn0納米棒是集光. nood和磁于- -體的，作為稀磁半導體擴大了他的$45應用范圍。簡(jiǎn)單、低成本、低溫下的水熱法是合成Zn0晶體的重要方法，較低的溫度可以合成Zn0微晶和納米晶，通過(guò)調劑溶劑條件,控制反應溫度,仍然可以實(shí)現Zn0晶體10Bj08為的定向生長(cháng)，作出具有高長(cháng)徑比的納米柱體。水熱法制備摻雜Zn0納米棒單晶陣列的方法是屬于原位摻雜，相對離子注人、金屬圖1 s1, S2, S3, s4, S5的搖擺曲線(xiàn)(a) 20/θ掃描(b)搖擺曲線(xiàn)蒸汽退火摻雜等后摻雜方法而言，該方法在同等條件生長(cháng)下，衍射強度依靠納米棒的長(cháng)度。在圖1 (a)中由摻雜引人的結構缺陷較少。這對于研究元素摻雜機理和性能的S2樣品中摻雜少量的PEG與無(wú)摻雜PEC的S1和摻雜較多PEC的S3相穩定很重要。對于溶液法制備納米線(xiàn)而言，摻雜是個(gè)挑戰。雜質(zhì)比有較強的衍射強度說(shuō)明在同等的氨水情況下適量PEC有助于納離子如何摻入及其對形狀、結構和性能的影響都是有待研究的問(wèn)米棒生長(cháng)，在圖1 (a)中比較S3和S4表明減少氨水的同時(shí)，增加題。用過(guò)渡金屬(TM )原子摻雜的Zn0納米棒是集光和磁于-體PEG的量有助于納米棒的生長(cháng)，表明在引導納米棒生長(cháng)時(shí)，PEG發(fā)的，作為稀礅半導體擴大了他的應用范圍。1 ZnO納米陣列和PEG提助生成的ZnCo0納米陣列的制備及揮了與氨水同樣的作用。圖1 (b)顯示S1到S5的搖擺曲線(xiàn)，從搖擺曲線(xiàn)顯示S4有最好的全寬半高寬為6.80，表明適量的PEC有助于表征納米棒沿著(zhù)C軸擇優(yōu)取向的生長(cháng)。原因在于有著(zhù)一致和有序鏈結構1.1 ZnO納米陣列和PEG援助生 成的ZnCoO納米陣列的制備的PEG在表面容易吸收金屬氧化物膠體，當膠體表面吸收了這種將PEG2000加到0.1 M的硝酸鈷和硝酸鋅和( 1:9 )水溶液中.類(lèi)型的聚合物，膠體的活性將大大降低，這些性質(zhì)在文獻[4]中有共23 ml,且把此混合溶液劇烈震蕩成均一透明溶液后適量氨水逐過(guò)研究。從膠體生長(cháng)的動(dòng)力學(xué)觀(guān)點(diǎn)看，它可以吸收Z(yǔ)nCo0金屬核滴加入至混合溶液中直至使得混合溶液pH=10,把溶液放入高壓粒在它的低能表面如(110)，(001) 等吸收PEC聚合物，也就斧中，將有Zn0涂層玻璃襯底面朝上分別放人斧底。密封在700C是說(shuō)六角柱的側面吸收，限制了這些面的生長(cháng)，與這些面相比導下保持10小時(shí)，然后自然冷卻到室溫。用去離子水洗幾次后，在致了[000]方向的優(yōu)先生長(cháng)。但是太低依度的PEG不能限制較多的1150C下干燥兩小時(shí)。無(wú)PEG2000的ZnCoO納米棒記為S1, 把0.32g成核面積，而太多的PEG又限制了所有的面，因此最佳PEG的量進(jìn)PEG2000援助生成的ZnCo0納米棒標記為S2,其它條件相同0.42g人機制將有助于調整納米棒的各向異性。為加強納米棒的生長(cháng)，PEG2000合成的ZnCo0納米棒其記為S3，無(wú)PEC和硝酸鈷的制備的氨水和PEG的量必須是合適和固定不變的，比如增加氨水的量必純Zn0納米棒記為S5。除了pH=9之外, S4同S3制備條件相同。ZnO須降低PEG的含量，太多的氨水和PEC也抑制納米棒的生長(cháng)，所以涂層的制備:一定量的醋酸鋅Zn(00C -CH),溶于無(wú)水乙醇中，經(jīng)控制好氨水和PEC2000的量有助于長(cháng)成較好晶向的納米陣列。充分攪拌得到透明溶膠。將溶膠滴加到清洗過(guò)的玻璃襯底上，利2結論用勻膠機(2000 r/min ~ 2500 r/min )將溶膠均勻涂覆，在120個(gè)烘適量的PEG2000有助于納米棒沿著(zhù)C軸擇優(yōu)取向的生長(cháng)，原箱中放置5分鐘，以上過(guò)程重復3次。以8 C/min的升溫速度在不同因在于有著(zhù)一致和有序鏈結構的PRC2000在表面容易吸收金屬氧的退火溫度(350C ~ 550 )下保溫30 min,自然冷卻至室溫?；锬z體,中國煤化工收Z(yǔ)nCo0金屬核粒在它的1.2 ZnO納米陣列和PEG援助生成的ZnCoO納米陣列的XRD表征低能表面HC N M H G聚合物，因此六角桂的從圖1中的S1到S5的XRD圖可看出這些納米棒均沿[0001]方側面吸收:向生長(cháng)，均沒(méi)有觀(guān)察到二級相，表明Co已經(jīng)摻人到ZnO晶格中，了[0001]方向的優(yōu)先生長(cháng)，太低濃度的PEG不能限制較多的成核面PEG2000不改變晶體結構。X射線(xiàn)衍射的強度與晶體質(zhì)量以及納米積，而太多的PEC又限制了所有的面，因此最佳PEG的量進(jìn)入機制棒的體積有關(guān)，納米棒長(cháng)度越長(cháng)，被X射線(xiàn)輻射到得體積越大。(下轉第101頁(yè))1L 2012年2藹應用方法論.101主體設備布置:時(shí)，也要充分考慮這部分的因素。所以，所有設備均為兩套。過(guò)熱器、蒸發(fā)器、省煤器布置在機尾8.5 m高平臺上，直接插主體設備形式及數量選擇:人中心標高10.6 m、φ 3600雙煙道內。1)翅片管式過(guò)熱器共2臺 (雙煙道內各布置1臺)為絕對確保設備運行安全可靠，蒸發(fā)器及省煤器采用水夾套2)熱管蒸發(fā)器共4臺(雙煙道內各布置2臺)熱管結構(見(jiàn)附圖2所示)，換熱管兩端封閉，內部真空后填充3)熱管省煤器共2臺(雙煙道內各布置1臺)人一定量的特殊藥劑，作為傳熱熱媒，實(shí)現煙氣與水、汽側完全4)汽包共1臺隔離，即使出現意外現象(如換熱管腐蝕、磨損等) ,也不會(huì )造3.4建設周期的合理性成設備漏水及裝置緊急停車(chē)狀況，只是對產(chǎn)汽量造成少些影響而建設工期中影響生產(chǎn)的最大的問(wèn)題點(diǎn)就是安裝，因為安裝就已。余熱利用蒸發(fā)器、過(guò)熱器、省煤器分別直接插入煙道同時(shí)現要影響生產(chǎn)，除了非正常生產(chǎn)的情況下，一般機燒跟高爐的生產(chǎn)場(chǎng)場(chǎng)地條件完全能夠符合設計條件及要求，條件均能夠達到設計能力比，都略有節余，通過(guò)對機燒及高爐的比較，機燒可以加大要求(平均溫度在360C以上)能力生產(chǎn)，并且讓機橈礦落地的情況下，可以有七~八天的時(shí)間。設備安裝從停產(chǎn)到拆除、就位、焊接、試車(chē)、試壓共計七天時(shí)間完全足夠，完成后，- -邊生產(chǎn)，- -邊調試，吹掃完成- -天后，再汽水混合物出次停產(chǎn)四小時(shí)進(jìn)行聯(lián)口，然后正式生產(chǎn)供氣。從周期上來(lái)看，完一全可行。外夾套管3.5安裝部位及對機燒的影響鍋爐的余熱收集管道插于大煙道最高溫度處(大約倒數第二個(gè)風(fēng)箱處)，露在外部的余熱收集管道充分與水源接觸，產(chǎn)生高溫蒸汽，大煙道內煙氣通過(guò)熱交換后，對煙氣的含水量、煙氣流量、煙氣壓力等均無(wú)影響，煙氣側總阻力損失:≤120mmH,0,只煙隔板循環(huán)水進(jìn)是降低了出口煙氣溫度，對燒結生產(chǎn)無(wú)影響。4經(jīng)濟效益1)設備投資經(jīng)過(guò)測算395萬(wàn)元。2)產(chǎn)生效益經(jīng)過(guò)測算為437萬(wàn)元每年。3)運行成本計算系統內耗電、耗水、維護費、操作人員工資熱煙氣熱管等，運行成本總計56萬(wàn)元每年。4)效益總計381萬(wàn)每年。投資回收周期: 395/381=1年。5小結經(jīng)過(guò)80天的準備，而且用7天時(shí)間對機燒大煙道進(jìn)行改造，目前已增加產(chǎn)氣量13噸，蒸汽溫度300度，增加電產(chǎn)量3 MW。以上結果充分說(shuō)明，機燒大煙道余熱利用是切實(shí)可行的，燒結機大煙圖2水夾套換熱管示意圖道余熱發(fā)電在燒結余熱利用上占有重要地位,作為燒結環(huán)令機余熱3.3設備的設計選擇由于能源緊張，能源消耗費用高，回收廢熱不僅符合國家能發(fā)電的重要補充,與單純燒結環(huán)冷機余熱發(fā)電相比，二者的有機結合源政策要求，同時(shí)對企業(yè)也降本增效，具有可觀(guān)的經(jīng)濟效益。目將更加充分地利用燒結機余熱,把燒結生產(chǎn)的能耗降到最低點(diǎn),為前該鋼鐵公司238m2燒結環(huán)冷機原有的一套余熱利用發(fā)電裝置，益企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益的同時(shí),為社會(huì )帶來(lái)較大的社會(huì )及環(huán)保效由于產(chǎn)生蒸汽量不足，現在正常情況發(fā)電是5000 KWh以下,有時(shí)還發(fā)不出電來(lái)，未能充分發(fā)揮發(fā)電機組效能，故能夠在大煙道再參考文獻進(jìn)行余熱回收，產(chǎn)生高壓蒸汽并網(wǎng)后發(fā)電，正好充分發(fā)揮發(fā)電機[1]郭奠球,張作明.日本燒結廠(chǎng)余熱利用近況[].燒結球團，1985,3:61- 69.組效能;大煙道合理余熱回收后,對裝置無(wú)不利影響，煙道內排[2]王斌斌,仇性啟.熱管換熱器在煙氣佘熱回收中的應用[J].動(dòng)行與維煙溫度降低，減慢了煙道內的氣體流速，利于粉塵的沉降，減輕修,2006,3.了粉塵對煙道的磨損，提高了除塵效率，不僅利于環(huán)保，而且保[3]王峰,王仁璞.燒結機機尾煙氣余熱發(fā)電的探究[J].冶金能源,July 2010證了整個(gè)裝置更為安全。Vlo.29 No.4 55.根據238機燒大煙道是雙煙道設計,因此，我們設計發(fā)電設備[4]黃問(wèn)盈熱管與熱管換熱器設計基礎[].中國鐵道出版社,1995:53.(_上接第96頁(yè))將有助于調整納米棒的各向異性。對于PEG2000援助生長(cháng)的ZnCoOfrom self- assembled ZnO microrsallite thin films[J_Appl.Phys.Let. 1998,納米棒其他性能比如光致發(fā)光，磁性能，導電性能有待于繼續表征72:3270-3272.中國煤化工分析[4X.H. Liu et al.AniIHCNMH Grearing urafno andcrystallized titania por.. ...241-245.Phys: Condense.Matter, 2004, 6 (25): R829-R858.作者簡(jiǎn)介[]Vassiere L.Growth of Arayed Nanorods and Nanowires of Zn0 from Aqueous李敏(1983-)，女，漢族，山東人，碩士研究生，助教，現就職于中SolutionsIJ.Adv Master, 2003, 5 (5) :464-466.國石油大學(xué)勝利學(xué)院機械與電氣工程系，研究方向:納米材料。