CuCrO2奈米粉末熱行為及化學處理之研究

Thermal behavior and chemical treatment of CuCrO2 nanopowder

馮亦偉(Yi-Wei Feng)

指導教授 ： 邱德威

國立臺北科技大學/工程學院/材料及資源工程系研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2013.00714

摘要

本研究以甘胺酸-硝酸鹽燃燒法來製備不同GN比的CuCrO2奈米粉末，研究的方向可分成兩部分，其一將GN比為1.5的CuCrO2奈米粉末，在氮氣及空氣下以300~900°C進行退火，探討不同氣氛條件的熱處理對CuCrO2奈米粉末的微結構及a軸與c軸等結晶結構的變化，且經酸洗處理後比表面積大小的變化，實驗結果顯示氮氣下退火可保持CuCrO2純相，在空氣中退火300°C以前可維持CuCrO2，而退火溫度為400°C時會開始氧化分解產生CuO，當退火溫度上升至500°C會使CuCrO2完全氧化分解CuCr2O4及CuO，退火溫度超過900°C，則CuCr2O4及CuO，再度反應回CuCrO2，此外CuCrO2奈米粉末於空氣下以400°C退火且持溫2~4小時及500°C退火持溫一小時，皆會使CuCrO2奈米粉末氧化反應成CuCr2O4及CuO的相，經酸洗處理後會將CuO的相消除且比表面積由22.36 m2/g變大至26.4 m2/g，其二製備GN比為1.2~2.5的CuCrO2奈米粉末，探討不同GN比的CuCrO2奈米粉末對相成分的影響及經酸洗處理後之比表面積大小的變化，實驗結果顯示GN比為1.2~1.8皆維持純相的CuCrO2奈米粉末，GN比1.9開始有Cu及Cr2O3的相產生，GN比為2.0~2.5會使CuCrO2奈米粉末完全反應成Cu及Cr2O3的相，此外GN比為1.2、1.4、1.6的CuCrO2奈米粉末，其比表面積大小分別為50、49、36 m2/g，經酸洗處理後其比表面積大小分別為57、61 、41 m2/g。

關鍵字

燃燒法 ； 比表面積大小 ； CuCrO2

並列摘要

Different GN ratios CuCrO2 nanopowder were prepared by glycine nitrate combustion method. Our study can divide two parts. Part one：GN = 1.5 CuCrO2 nanopowder annealed in air and nitrogen at 300 ~ 900°C for 1 h, exploring thermal behavior of CuCrO2 and variation of a-axis and c-axis length of CuCrO2 annealed in nitrogen and air at 300°C ~ 900°C and variation of surface area after acid-washing process, demonstrate that CuCrO2 can reserve original phase in nitrogen. CuCrO2 can reserve original phase in air before 300°C and temperature goes up to 400°C, it starts to produce CuO phase. When temperature up to 500 ~ 800°C , CuCrO2 phase oxidizes and reacts to CuCr2O4 + CuO phase , and temperature up to 900°C , CuCr2O4 + CuO phase transfers into CuCrO2 phase. In addition, CuCrO2 nanopowder annealed in air at 400°C for 2-4 h and at 500°C for 1 h, it makes CuCrO2 oxide react into CuCr2O4 + CuO phase. The powder after acid-washing process ,it not only can eliminate CuO phase but also appear cloud shape. Surface area of 26.4 m2/g for CuCrO2 powder annealed in air at 400˚C is higher than that of annealed in air at 500˚C.(22.36 m2/g).Part two: Preparation of CuCrO2 nanopowder GN ratios are 1.2 ~ 2.5, exploration different GN ratios CuCrO2 nanopowder are influence to composition phase and variation of surface area after acid-washing process. Experiment show that GN = 1.2 ~ 1.8 CuCrO2 nanopowder can reserve original phase. When GN = 1.9 it start produce Cu and Cr2O3 phase. When GN=2.0 ~ 2.5 it makes CuCrO2 nanopowder go back to Cu and Cr2O3 phase completely. Furthermore, Original GN = 1.2, 1.4, and 1.6 powder surface area 50, 49, and 36 m2/g will go up to 57, 61, and 41m2/g after acid-washing process.

並列關鍵字

combustion ； surface area ； CuCrO2

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