纯水中超细镍粉的制备论文

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河南科技大学毕业设计（论文）纯水中超细镍粉的制备摘要本实验是以纯水环境下制备超细镍粉。以硫酸镍（NiSO4·6H2O）作为反应物；以水合肼(N2H4·H2O)为还原剂；用氢氧化钠(NaOH)调整溶液PH值为碱性；用酒石酸钠(C4H4O6Na2)作为分散剂；硫酸铜(CuSO4·5H2O)作为成核剂；以柠檬酸C6H8O7·H2O)为络合剂；又以不同的晶种硝酸银(AgNO3)和硫酸钴(CoSO4·7H2O)进行反应。分别在不同温度、不同的反应物浓度、不同的还原剂浓度以及不同的成核剂种类下进行实验。结果表明，硫酸镍反应浓度在0.6mo/L、水合肼浓度为3.0mol/L、反应温度在80℃下反应效果最佳，为最佳反应条件。当以硝酸银为反应的成核剂时效果较硫酸铜、硫酸钴更理想。关键词：硫酸镍，温度，浓度，晶种31 河南科技大学毕业设计（论文）ATERINTHEPREPARATIONOFULTRAFINENICKELPOWDERABSTRACTThisexperimentisbasedonpurewaterprepareultrafinenickelpowder.Nickelsulfate(NiSO4•6H2O)asreactants;Hydrazinehydrate(N2H4•H2O)asareducingagent;Sodiumhydroxide(NaOH)isusedtoadjustthePHofthealkaline;Sodiumtartrate(C4H4O6Na2)isthedispersant;Coppersulfate(CuSO4•5H2O)isthenucleatingagent.CitricacidC6H8O7•H2O)isthecomplexingagent;Differentseedsilvernitrate(AgNO3)andcobaltsulphate(CoSO4•7H2O)toreact.Atdifferenttemperatures,differentconcentrationsofthereactants,differentconcentrationofreducingagentanddifferenttypesofnucleatingagentsconductedexperiments.Theresultsshowthat,Concentrationofnickelsulphatereaction0.6mo/L,Hydrazineconcentrationof3.0mol/L,Reactiontemperatureat80℃forthebestresponse,Thebestreactionconditions.Whenthereactionofsilvernitratewhenthenucleatingagentwasbetterthancoppersulfate,cobaltsulfatebetter.KEYWORDS:nickelsulfate,Temperature,concentration,seed31 河南科技大学毕业设计（论文）目录第一章引言1§1.1镍的简介及世界镍资源分布、交易情况1§1.1.1镍的简介1§1.1.2世界镍资源分布、交易状况1§1.2超细镍粉的制备方法2§1.2.1气相法2§1.2.2液相法3§1.2.3电解法5§1.2.4固相法6§1.2.5等离子法6§1.3超细镍粉的应用7§1.3.1电池材料7§1.3.2磁性材料7§1.3.3硬质合金7§1.3.4催化材料8§1.3.5吸波材料8§1.3.6军用特种材料8§1.3.7多层陶瓷电容器(MLCC)8§1.4超细镍粉的研究意义9第2章实验部分10§2.1实验仪器10§2.2实验试剂10§2.3实验说明10§2.4实验一组11§2.5实验二组1231 河南科技大学毕业设计（论文）§2.6实验三组13§2.7实验四组14§2.8实验五组15§2.9实验六组16§2.10实验七组17§2.11实验八组18第3章实验结果18§3.1各步的浸膏提取率14§3.1.1总浸膏提取率14§3.1.2石油醚部位浸膏提取率14§3.1.3氯仿部位浸膏提取率14§3.1.4乙酸乙酯部位浸膏提取率15§3.1.5正丁醇部位浸膏提取率15§3.1.6水部位浸膏提取16§3.2抑菌试验结果16§3.3最小抑菌浓度实验结果17§3.3.1氯仿部位最小抑菌浓度实验结果17§3.3.2乙酸乙酯部位最小抑菌浓度实验结果18§3.4抗硝化实验结果19第4章结论与分析21§4.1结论21§4.2分析21参考文献…………………….23致谢……………………………………2531 河南科技大学毕业设计（论文）第一章引言§1.1镍的简介及世界镍资源分布、交易情况§1.1.1镍的简介镍；近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素,它能够高度磨光和抗腐蚀。溶于硝酸后，呈绿色。主要用于合金(如镍钢和镍银)及用作催化剂(如拉内镍,尤指用作氢化的催化剂)[nickel]——元素符号Ni。元素原子量：58.69；元素类型：金属；原子体积:(立方厘米/摩尔)6.59；元素在太阳中的含量:(ppm)80；元素在海水中的含量:(ppm)、太平洋表面0.0001；地壳中含量：80（ppm）；元素中文名称：镍；元素英文名称：Nickel；相对原子质量：58.69；核内质子数：28；核外电子数：28；核电核数：28；质子质量：4.6844E-26；质子相对质量：28.196；所属周期：4；所属族数：VIII；摩尔质量：59；氢化物：NiH3；氧化物：NiO；最高价氧化物化学式：Ni2O3；氧化态：MainNi+2；OtherNi-1,Ni0,Ni+1,Ni+3,Ni+4,Ni+6；密度：8.902；熔点：1453.0；沸点：2732.0；声音在其中的传播速率：（m/S）4900；电离能(kJ/mol)M-M+736.7M+-M2+1735.0M2+-M3+3393M3+-M4+5300M4+-M5+7280M5+-M6+10400M6+-M7+12800M7+-M8+15600M8+-M9+18600M9+-M10+21660外围电子排布：3d84s2核外电子排布：2,8,16,2；晶胞为面心立方晶胞，每个晶胞含有4个金属原子。原子半径：1.246常见化合价：+2,+3发现人：克朗斯塔特发现时间和地点：1751年瑞典元素来源：镍黄铁矿[(Ni,Fe)9S8]。§1.1.2世界镍资源分布、交易情况目前，全球约66%的精炼镍用于制造不锈钢。因此镍作为不锈钢主要合金原料之首，不锈钢的产量和镍需求量息息相关。半世纪以来，国际不锈钢产量呈持续增涨趋势，尤其是20世纪80年代日本、欧洲、北美各国、90年代韩国、中国台湾地区的产能明显增加。31 河南科技大学毕业设计（论文）21世纪后，中国不锈钢的产量开始牵动全球不锈钢总产量的走势。2000年中国产量仅为40万吨，但2006年已超500万吨，首超日本。从而，继2001年中国成为全球最大的不锈钢消费国后，2006年中国已成为全球最大的不锈钢生产国。2006年全球不锈钢总产量约2800万吨，同比增涨14%。不锈钢产量的迅速增加，直接刺激了全球镍需求的急速上升，并导致全球供需失调，加上投机炒作等推波助澜，造成2006年镍价持续飙涨。§1.2超细镍粉的制备方法§1.2.1气相法1、羰基镍热分解法该法首先由英国蒙德提出，现已实现工业化。它主要分两步进行：第一步使CO与镍反应生成羰基镍Ni(CO)；第二步是在热分解塔中使羰基镍分解得镍粉。该法较实用，生产的镍粉(粒径一般在1m左右)也有较好的应用性能。目前，加拿大生产羰基镍粉的规模最大，其工艺先进、成本低、质量稳定、产量和出口量均占世界第一位；其次为英国、美国，而俄罗斯生产的品种多，用途广。该法存在两个缺点：一是热解塔内分解温度较高，镍粉易烧结故粒径较大；二是羰基镍是一种剧毒物质，有碍人体健康，对环境造成极大污染。2、蒸发一冷凝法蒸发一冷凝法过程如下：金属镍加热到1425℃即气化，蒸气急速冷凝即可制得镍粉。采用真空环境蒸发可以降低蒸发温度，例如在1．33Pa压力下加热到700℃即得到镍蒸气。急冷方式不同，生成的镍粉各具特色。该法缺点：生产效率低，颗粒易氧化，设备复杂，技术要求高，成本昂贵，因此难以实现工业化生产。3、射线辐射合成法射线辐射金属镍盐溶液制备纳米镍粉的基本原理是水经射线辐射产生初级产物，其中还原性粒子可将金属镍离子逐级还原，新生成的镍原子聚集成核，最终生成纳米颗粒。通过控制溶液浓度、pH、辐照剂量，可以控制微粒的尺寸和形状。实验中加入异丙醇清除氧化剂·OH自由基，加入表面活性剂对纳米微粒进行修饰，可使其稳定存在。4、合金法制备镍超微粉具体制备方法是高频引弧气产生等离子电弧，在0．1MPa的H+Ar31 河南科技大学毕业设计（论文）混合气氛中钨镍合金熔球表面镍微粒蒸发，在气流作用下输送到捕集室。其原理是实验条件下，因金属钨熔点高，所以熔球中镍先蒸发为超微粒子。因直流电弧等离子体法具有生产效率高、纯度高、方法比较简便的优点，所以广泛应用于金属超微粉制备。用钨一镍合金作原料时，克服了常见的熔球表面易氧化缺陷，因合金熔球表面抗氧化性比镍熔球好，故镍超微粉的产率比用纯镍为原料时的产率高一倍以上，捕集的超微镍粉中几乎不含金属钨。5、气相氢还原法气相氢还原法L4是指用氢还原气态金属卤化物，主要是金属氯化物，得到很细或超细粉末。目前，日本Toho钛公司将固体NiC1在1200K左右气化，蒸气NiC1z用H逆流还原制得粒径为0．1～1．0m的球形超细镍粉。该公司拥有该生产工艺的专利。该法能够以较低的生产成本生产粒径均匀的球形颗粒状金属镍粉。这种超细镍粉适合于高容量陶瓷电容器中代替金属钯的电极材料，其价格可与传统的电容器电极材料相竞争。这种电容器是个人电脑和Cellular电话机中的重要元件，但该法对设备的耐腐蚀能力要求较高。§1.2.2液相法液相法常伴随化学反应，因此也叫湿化学法，是目前实验室和工业上最为广泛采用的方法。其主要特征是可将各种反应的物质溶于液体中，可以精确控制各组分的含量，并实现原子、分子水平的精确混合；容易添加微量有效成分，可制成多种成分的均一粉体；合成的超细粉体表面活性好；颗粒的形状和粒径容易控制；工业化生产成本低。常见的有液相还原法、电解法、溶胶一凝胶法、微乳液相法、辐射合成法等。1、高压氢还原法在高压釜内，催化剂存在下用氢气还原镍的氨性水溶液或不溶于水的碱式碳酸镍、氢氧化镍等水浆液，可制得平均粒径为1．0～1．2m的镍粉。Ni(OH)水热氢还原制备超细镍粉的研究大多为中性介质，喻克宁等在宽pH(7～14)碱性介质中，碱的用量增加情况下完成了氢还原反应，具体过程为在一定温度下，以PdCI为催化剂，氢气还原氢氧化镍水浆液从而制得平均粒径几十纳米的超细镍粉。有报道称以蒽醌为催化剂，水热氢还原可从氢氧化镍水浆液制备超细镍粉，该法以廉价的蒽醌代替稀贵的PdCI催化剂，更利于工业化生产。高压氢还原法操作简单，成本较低，便于在工业上推广，但必须用高压设备和催化剂。31 河南科技大学毕业设计（论文）2、常压液相还原法将NiSO4、NiCI2等水溶液或Ni(OH)2悬浮液与硼氢化钠和联氨混合液反应，还原出来的镍粉凝聚体用乙醇或丙酮处理，可得粒径为2m以下分散均匀的高纯度超细镍粉。在NiCO3、NiSO4、Ni(NO3)2等含Ni的溶液中，加入氢氧化钠和联氨溶液，再加热到90℃，即获得粒度1m左右的球形镍粉。常压液相还原法原料易得，设备简单，操作简便，产品收率高，纯度高，颗粒尺寸小、分布均匀，有较好发展前景。但还原剂硼氢化钠价格昂贵，联氨有毒。与常见的利用无机还原剂硼氢化钠和联氨制备镍粉不同，法国的Figlarz等采用弱有机还原剂乙二醇还原粒径小于0．1m的Ni(OH)超细粉末，引入硝酸银作为成核剂制得了亚微米级的超细镍粉。该法(多元醇工艺)需要长时间的高温回流，对原料要求苛刻，因采用有机分散介质，制备成本较高，固液分离也较困难。此后，李鹏等采用有机还原剂1，2一丙二醇通过液相还原Ni(CH3COO)2·4HO制得了晶粒尺寸小于50nm的超细镍粉。3、多元醇还原法以多元醇为介质的还原方法类似于溶胶一凝胶法，主要是利用高沸点的多元醇(如乙二醇，丙三醇等)的还原性来制备金属或合金粉。法国的Figlarz，等用乙二醇作还原剂，曾制备出粒径小于1m的超细镍粉，但此法有耗时长、对原料要求苛刻、成本高且固液分离难等缺点。武汉理工大学李鹏，等对多元醇液相还原工艺进行了改进，用1，2一丙二醇作还原剂，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定剂保护下，制备出晶粒尺寸25nm、具有面心立方晶体结构的纳米镍粉。与用乙二醇相比，用1，2一丙二醇可以得到晶粒更小的镍粉，且可缩短反应时间；适量添加NaOH即可调节纳米镍粉的晶粒大小，还可以提高颗粒的均匀性；适量的聚合物保护剂可以阻止成核颗粒生长，减小粒径，防止颗粒团聚[8]。4、微乳液法制备超微镍粉在水(溶液)／二甲苯／十二烷基硫酸钠／正戊醇反相微乳液体系内，用水合肼在强碱性环境中恒温水浴条件下还原硫酸镍，可制得球形粒径分布均匀的超微金属镍粉。通过控制微乳液体系的构成，产物的粒径可得到调整，但需考虑反应料液混合方式[3]。5、超声雾化一热分解法31 河南科技大学毕业设计（论文）超声雾化一热分解法是一种产生具有独特性质微粒的重要方法，利用了超声波的高能分散机制，目标物前驱体母液经过超声雾化器产生微米级的雾滴并被载气带人高温反应器中发生热分解从而得到均匀粒径的超细粉体材料。20世纪90年代初，Nagashima等提出在H／N气氛中超声雾化一热分解Ni(NO3)2·6H2O和NiCI2·6H2O可获得镍粉。XiaBin等通过超声雾化一热分解甲酸镍，不仅降低了单相镍的制备温度，而且因为甲酸镍自身分解生成H及CO，避开了氢气气流的安全及高耗费问题。此外，XiaBin等还对含氨水和碳酸氢铵的NiC1：·6H：O前驱体进行了超声雾化热分解研究。超声雾化一热分解法由于目标成分易控制，前驱物易得，产品质量好，在制备球形非凝聚态亚微米级镍粉方面已显示出其独特意义[3]。5、联氨还原法碱性条件下，在NiSO4、Ni(NO3)2、NiCO3等溶液中加入N2H4溶液并加热，可制得超细镍粉。张传福等结合声化学理论，研究了用超声波喷雾加料方式，以联氨为还原剂从NiSO4溶液中生产超细镍粉，制得了形状比较规则、粒径小且分散均匀的类球形超细镍粉，因其实验设计新颖、工艺优良，有望实现工业推广[8]。§1.2.3电解法电解法一般是采用镍板作阳极，贵金属或石墨作阴极，电解池中放入氯化镍或硫酸镍溶液，接通电源并周期性改变电流方向，生成的镍粉掉入电解池底部，之后用磁性材料收集。该法是目前工业生产中应用较多的一种方法，但存在腐蚀性强、劳动条件差、耗能较高并易造成一定程度环境污染的问题，需要对工艺进行改造。姜力强，等通过试验和工业模拟生产，研究了以NHC1+NiC1为电解液，镍为阳极、不锈钢为阴极的生产工艺，采用循环电解装置，制备了高纯度、球形超细镍粉。王菊香，等近年来在超声电解制备超细金属粉末方面进行了大量研究工作，研发的以镍板为阳极，钛金属的超声变幅杆为阴极的新型超细镍粉生产工艺简单、成本低、无毒无污染，可制得粒径在100nm以下的超细镍粉。李小毛，等的试验表明，在电解槽内，用金属镍板作阳极，导电材料作阴极，有机醇为电解液，加入适当的添加剂，得到了高活性的纳米镍的亚稳相前驱物；将纳米镍的亚稳相前驱物与还原试剂按比例混合并加热处理，得到表面被有机醇修饰的纳米镍粉；然后通过离心装置分离得到湿的纳米镍粉，再用真空干燥箱干燥处理，可得到符合国家纳米镍质量标准的纳米金属镍粉体产品，其粒径在100nm以下。31 河南科技大学毕业设计（论文）§1.2.4固相法固相法是通过对固相物料进行加工得到超细粉体的方法，广泛用于矿物加工、陶瓷工艺和粉末冶金工业中。其主要特点是产量大、易实现工业化，不足之处是粉体的细度、纯度及形态受设备和工艺本身的限制，往往得不到很细及高纯的粉体。王金星采用固态炭真空还原法，在1100～1200℃、5～10Pa真空度条件下，由一氧化镍制取金属镍粉，其中碳的质量分数小于0．02。该法即提高了反应速度，又基本上杜绝了镍粉被碳污染。Baburaj，等曾在特定氩气气氛中通过机械球磨无水NiC1。与金属Mg，使发生固态置换反应，制备出粒径10~500nm的纳米镍。§1.2.5等离子法直流等离子法就是将蒸发-冷凝法与等离子技术相结合的一种制粉技术。采用电弧等离子体作热源，将高纯金属镍加热蒸发，气态金属镍原子在惰性气体中扩散，不断与惰性气体原子碰撞，迅速损失能量而冷却聚集，成核长大形成镍微粒。影响产品质量和收率的因素有电流强度、工作压力、气氛中氢氩比和气流循环强度等。魏智强等人通过对有关参数的调整，制备出高密度的纳米镍粉，平均粒径47nm，粒径范围20~70nm，并且呈规则的球形。G．shanmugavelayutham等用直流等离子体球化镍粉，原料镍粉被载气带入等离子弧，在极高的温度(104K)T表面熔化，熔融的镍液滴在表面张力的作用下形成球形，离开等离子弧后，在很大的温度梯度(106K／m)下，球形液滴的形状得到保持。这种方法得到的镍粉的颗粒大小受到球化前颗粒大小的影响。在直流等离子弧中，电极材料有可能会污染制得的镍粉，因此可以采用无电极放电的高频等离子弧进行球形镍粉的制备。笔者采用高频等离子弧对羰基镍粉进行了球化，获得了球化率大于95％的致密光滑的球形镍粉【9】。等离子体法制备的镍粉，具有粒径分布区间窄、分散性好、呈单一的球形、表面光洁等特点，而且易于实现工业化。因此，等离子法将是制备MLCC内电极用的球形镍粉的有效技术【9】。31 河南科技大学毕业设计（论文）§1.3超细镍粉的应用§1.3.1电池材料镍氢电池和锂离子电池作为新型二次电池在新能源材料中发挥着越来越重要的作用。储氢电池于1987年开始得到重视和发展，当时主要用LaNi5合金作负极；1989年以后主要用廉价的混合稀土金属合金RENi5(RE表示稀土元素)系作负极；20世纪末，国内外市场对可充电电池的需求量El益增加，而Ni—Cd电池中的Cd在电池废弃后会造成环境污染，此时被誉为“绿色电池”的镍一金属氢化物(Ni—MH)二次电池因具有能量密度高、快速充放电、无明显的记忆效应、无环境污染等优点而被广泛应用于移动通信、笔记本电脑等各种小型便携式电子设备中【2】。锂离子电池以其比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、储存寿命长等优点而被广泛应用于军事和民用电器中。而锂离子电池正极材料的发展也经历了曲折的历程，目前广泛应用的主要是LiCoO，而廉价的LiNiO。和LiMnO正在广泛的研究和试用中【2】。LiNiO2的晶体结构与LiCoO2的相似，但其价格相当低廉，且比容量大。LiNiO2的合成条件比较苛刻，这也是当前LiNiO2正极材料大规模开发必须要突破的关键问题。§1.3.2磁性材料超细镍粉是一种优良的磁性材料，它可以分散在载液中形成磁流体；具有规范棒状或线形的纳米镍粉可以制作高存储密度的“量子磁盘”；磁性陶瓷中的压磁铁氧体材料主要是Ni—Zn、Ni—Cu、Ni—Mg、Ni—Co等；有人利用Ni—Fe和Ni—Co等的磁电阻效应试制磁头，这种磁头读出电压高，不需要线圈，避免了感应磁头在记录密度很高时响应慢的缺点。§1.3.3硬质合金硬质合金自1923年问世以来，金属钴一直被认为是最好的粘结金属口，但因其价格昂贵，供应也不稳定，使得具有同样粘结性质而价格却相对便宜的镍逐渐受到青睐。20世纪60年代，为了提高钴基合金的力学性能，曾研制了钴铬钨镍合金；70年代研制了具有多相组织的MP35N钴铬钼镍合金，用以改善钴基合金抗疲劳性能，并在临床中得到广泛应用；目前，以Ni—Cr、Ni-Ti和Ni—Zr等二元金属合金氮化物为基础的纳米复合薄膜被广泛用于提高机械零件的表面力学性能。据报道，Ni含量对Ni—Cr-N纳米复合涂层机械性能有显著影响：Ni含量较高时，在E*=E／(1一v2)31 河南科技大学毕业设计（论文）较小时就能得到很高的硬度，即材料抵抗塑性变形能力提高，如果降低涂层中Ni的含量，塑性变形抵抗力就会减弱；美国采用45CT(45Cr，49／6Ti，其余为Ni)丝材电弧喷涂锅炉管道取得了良好的抗高温氧化和抗高温腐蚀效果；最近，加拿大学者利用电解沉积法发展了Ni基合金纳米晶体作为耐磨涂层材料以及用于核能发电机管道的耐磨耐蚀防护层材料取得明显效益，已在加拿大和美国2个核电站推广应用。§1.3.4催化材料超细镍粉是一种优良的化学催化剂材料。1997年，Journet采用纳米Ni／Y复合催化剂，在氦气(压力60kPa)气氛中首次大规模合成了单层碳纳米管；普通钨粉在3000。C的高温下才能烧结，但当加入0．1～0．5的超细镍粉后，烧结成型的温度可降低到12O0～1300℃；粒径小于5nm，以Si为载体的Ni纳米颗粒催化剂，不仅表面活性好，而且使丙醛氢化反应中的选择性急剧上升；用Ni／SiO作乙烷氢解的催化剂，当颗粒尺寸由22nm减小至2．5nm时，催化反应速率增加1O倍；纳米镍粉催化环辛二烯加氢生成环辛烯，活性是传统骨架Ni的2～7倍，选择性则提高5倍以上。§1.3.5吸波材料利用其优异的导电、导磁特性，将超细镍粉与高分子基体材料复合可以制备电磁波屏蔽材料。铜、镍、铈多元复合铁氧体纳米材料在高频区域有良好的吸波特性，可以作为高频区域的隐身材料；军事专家认为，到2020年，地面战争的关键是“在收集和保护信息上占优势”，而在这一较量中，电子设备的防电磁波泄漏起决定性作用。基于超细镍粉导电涂层的吸收和散射电磁射线的电子矢量能力强、磁矢量衰减幅度大，经过特殊处理后具有优良的抗氧化、抗腐蚀和抗潮湿能力，所以在电磁波屏蔽材料中所占比例越来越大。§1.3.6军用特种材料超细镍粉在军事领域主要应用于固体火箭推进剂和火炸药的纳米催化复合材料。采用镍粉可以提高固体推进剂和火炸药的燃速并降低临界分压，据报道，在固体火箭推进剂中加入约l纳米的镍粉，其燃烧效率增加100倍。中国科学技术大学的江治等和南京理工大学的有关科研人员开展了微纳米镍及合金对固体火箭推进剂性能影响的研究，都取得了初步成果。§1.3.7多层陶瓷电容器(MLCC)随着电子整机产品市场格局的调整，移动通信设备和便携式计算机发展迅速，为MLCC的发展带来巨大的市场空间。传统的MLCC电极材料为Pd／Ag合金或纯Pd31 河南科技大学毕业设计（论文），目前用量最大的Pd30／Ag70内电极进口浆料的价格高子2．5万元／kg，所以采用贱金属材料替代Pd／Ag电极是MLCC发展的重要趋势。为了兼顾大容量和低成本要求，贱金属Ni电极是最好的选择。目前，MLCC在降低介质厚度、提高层数方面的竞争愈演愈烈。据报道，在日本，500层的MLCC已正常生产，800层的生产技术已成熟，最高层数(实验室内)已达1000层之多，相应的电极层厚度趋于1tam以下，介质厚度逼近1m，相应的电子陶瓷材料粒度亦下降至0．1～0．2tam，因此，对超细镍粉的性能有着极其严格的要求。如，日本川铁矿业公司生产的MLCC镍粉的性能控制为：1)具有均匀的球形；2)粒度分布很窄(平均粒径0．1～O．4tam)；3)高结晶性；4)表面有大约3nm氧化膜稳定覆盖层；5)纯度高((Ni)>99．9)；6)粉粒表面光滑。此外，超细镍粉在多孔材料、手性材料、喷涂材料、纳米复合电镀材料以及在改善润滑油摩擦磨损性能等方面也有广泛应用。§1.3超细镍粉的研究意义我国有丰富的镍资源和强大的冶炼能力，汽车、电子、机械、信息产业的发展势头令世人瞩目，镍粉的应用领域不断拓宽和扩展。如能在镍粉特别是在超细镍粉的制备和应用上有进展，对充分利用资源，提高经济效益，缩短与发达国家间的差距都具有重要意义。超细镍粉的制备及其性能研究已成为人们关注的热点。超细镍粉以具有良好的电、磁热敏材料，并在催化剂、磁性材料、烧结活化剂、导电浆料、电池材料、硬质合金粘结剂等优点，已成为国内外新颖功能材料开发的热点之一。总体来看，我国在超细镍粉材料研究方面，近几年进展较快，理论研究水平已接近或达到国际先进水平，但几乎没有成规模的生产线，产品应用开发滞后。31 河南科技大学毕业设计（论文）第2章实验部分§2.1实验仪器铁架台，水浴锅，电子天平，托盘天平，三口烧瓶（500mL），烧杯（100mL)，吊针（250mL），滤纸(双圈牌)，量筒（100mL），搅拌器，玻璃棒，胶头滴管。§2.2实验试剂所用试剂名称级别生产厂家硫酸镍分析纯上海山浦化工有限公司氢氧化钠分析纯天津市大陆化学试剂厂柠檬酸分析纯天津市风船化学试剂科技有限公司硫酸铜分析纯天津市申泰化学试剂有限公司酒石酸钠分析纯天津市风船化学试剂科技有限公司硫酸钴工业级吉林吉恩镍业集团硝酸银分析纯水合肼分析纯天津富宇精细化工有限公司§2.3实验说明1．分别使不同的实验条件下进行单项实验并命名为不同的实验组别。2．对每组实验结果取样，测定其颗粒大小及形状。3．比较不同的两组单项实验结果，确定最佳实验条件。4．总体分析结果，影响超细镍粉生成的条件以及影响因素。5．水合肼质量分数为80％。6.实验进行中实际称取柠檬酸为计算的五倍（反应效果更佳）。31 河南科技大学毕业设计（论文）§2.4实验一组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为70℃水合肼/Ni2+=2.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Cu2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.6mol/L；氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硫酸铜：0.015g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：7.50g；实验：1.将称量的硫酸镍、硫酸铜、柠檬酸放于烧杯中（100mL），加入100mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌均匀，倒入三口烧瓶中。将三口烧瓶置于水浴锅中，调整其温度为70℃。2.把称好的氢氧化钠、酒石酸钠、水合肼加入100mL蒸馏水，用同样方法搅拌均匀，加入到吊针中。用吊针将其内溶液滴入三口烧瓶（每5-6秒滴一滴）。用搅拌器搅拌三口烧瓶内溶液（速度较慢）。直至滴结束后五分钟左右停止搅拌（利于反应更加完全）。3.反应结束后用胶头滴管吸取烧瓶底部溶液少许，滴入已制好的取样片中。待干燥，进行检测。4.将三口烧瓶中溶液过滤，得到超细镍粉、待干燥。放入样品袋。反应现象：三口烧瓶内溶液由无色，逐渐变为浅绿色，最后变为深绿色。实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图一§2.5实验二组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=2.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Cu2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.6mol/L；氢氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硫酸铜：0.015g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：7.50g；实验、反应现象与第一组相同；实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图二§2.6实验三组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=2.5柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Cu2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.6mol/L；氢氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硫酸铜：0.015g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：9.38g；实验、反应现象与第一组相同；实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图三§2.7实验四组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=3.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Cu2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.6mol/L；氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硫酸铜：0.015g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：11.25g；实验：同上反应现象：三口烧瓶内溶液由无色逐渐变为乳白色，沉淀后，上层为无色清液，下层为黑色粉末。实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图四§2.8实验五组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=3.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Cu2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.6mol/L；氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硫酸铜：0.015g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：11.25g；实验：将三口烧瓶内溶液与吊针内溶液互换位置，进行反滴定。反应现象：三口烧瓶内溶液由绿色随着滴定的进行逐渐变浅，至反应即将结束时迅速变为白色。实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图五§2.9实验六组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=3.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Cu2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.4mol/L；氢氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：10.51g；硫酸铜：0.010g；柠檬酸：0.042g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：7.50g；实验、反应现象：同实验一组。实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图六§2.10实验七组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=3.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Co2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.4mol/L；氢氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硫酸钴：0.017g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：11.25g；实验、反应现象：同实验一组。实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图七§2.10实验八组反应条件：取反应物溶液体积以及还原物溶液体积各位100mL；反应温度为80℃水合肼/Ni2+=3.0柠檬酸/Ni2+=0.001（摩尔比）；Co2+/Ni2+=0.001（摩尔比）；硫酸镍浓度为0.6mol/L；氢氧化钠浓度为1.5mol/L；计算、称量：硫酸镍：15.70g；硝酸银：0.010g；柠檬酸：0.065g；氢氧化钠：6.00g；酒石酸钠：1.00g；水合肼：11.25g；实验：同实验一组反应现象：三口烧瓶内溶液由无色逐渐变为乳白色，沉淀后，上层为无色清液，下层为黑色粉末。实验结果：31 河南科技大学毕业设计（论文）图八第3章实验结果§3.1各步的浸膏提取率§3.1.1总浸膏提取率表3-1总浸膏称量表蒸发皿重量（g）47.9910第一次称量（g）52.9621第二次称量（g）52.3450第三次称量（g）52.2506第四次称量（g）52.2490第五次称量（g）52.2483第六次称量（g）52.2480第七次称量（g）52.2480由表3-1可得：总的浸膏得量为52.2480-47.9910=4.2570（g）31 河南科技大学毕业设计（论文）总浸膏提取率为4.2570/30.0005×100%=14.19%§3.1.2石油醚部位浸膏提取率表3-2石油醚部位浸膏称量表表面皿重量（g）39.9203第一次称量（g）40.7554第二次称量（g）40.6203第三次称量（g）40.6201由表3-2可得：石油醚部位浸膏得量为40.6201-39.9203=0.6998（g）石油醚部位浸膏提取率为0.6998/30.0005×100%=2.33%§3.1.3氯仿部位浸膏提取率表3-3氯仿部位浸膏称量表表面皿重量（g）40.0250第一次称量（g）40.8909第二次称量（g）40.6940第三次称量（g）40.6940由表3-3可得：氯仿部位浸膏得量为40.6940-40.0250=0.6690(g)氯仿部位浸膏提取率为0.6690/30.0005×100%=2.23%§3.1.4乙酸乙酯部位浸膏提取率表3-4乙酸乙酯部位浸膏称量表表面皿重量（g）33.4560第一次称量（g）34.5006第二次称量（g）34.4112第三次称量（g）34.093231 河南科技大学毕业设计（论文）第四次称量（g）34.0930由表3-4可得：乙酸乙酯部位浸膏得量为34.0930-33.4560=0.6370（g）乙酸乙酯部位浸膏提取率为0.6370/30.0005×100%=2.12%§3.1.5正丁醇部位浸膏提取率表3-5正丁醇部位浸膏称量表表面皿重量（g）40.0251第一次称量（g）40.9884第二次称量（g）40.7993第三次称量（g）40.6305第四次称量（g）40.6247第五次称量（g）40.6192第六次称量（g）40.6192由表3-5可得：正丁醇部位浸膏得量为40.6192-40.0251=0.5941（g）正丁醇部位浸膏提取率为0.5941/30.0005×100%=1.98%§3.1.6水部位浸膏提取表3-6水部位浸膏称量表表面皿重量（g）39.7256第一次称量（g）41.8900第二次称量（g）41.5607第三次称量（g）41.3069第四次称量（g）41.2653第五次称量（g）41.2645第六次称量（g）41.2640第七次称量（g）41.2640由表3-6可得：水部位浸膏得量为41.2640-39.7256=1.5384(g)水部位浸膏提取率为1.5384/30.0005×100%=5.13%§3.2抑菌试验结果31 河南科技大学毕业设计（论文）本实验用500µg/mL的氨苄西林作为阳性对照物，蒸馏水与无水乙醇（5：5）为阴性对照，实验结果如下：表3-7五部位抑菌圈值（mm）表奇异变形杆菌大肠杆菌苏云杆菌藤黄微球菌白色葡萄球菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄球菌石油醚部位×7××7××氯仿部位×811×14128乙酸乙酯部位×1211×13109正丁醇部位××××7×11水部位××××××11阴性对照×7×77××阳性对照×291319171331由以上图表可得：氯仿部位与乙酸乙酯部位有较好的抑菌效果。对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、苏云杆菌、白色葡萄球菌及草芽孢杆菌有抑菌活性，其中，与阳性对照相比，对枯草芽孢杆菌与苏云杆菌的抑菌效果较好。而对奇变形杆菌与藤黄微球菌无抗菌活性。正丁醇部位与水部位仅对金黄色葡萄球菌有抑菌作用。为了寻找主抗菌成分，用乙醚萃取氯仿部位与乙酸乙酯部位浸膏水溶液，各得乙醚部位与水部位。然后在进行抑菌试验，以500μg/mL的氨苄西林作阳性对照，乙醚作阴性对照。其结果如下：表3-8水与乙醚萃取部位抑菌圈值（mm)表大肠杆菌苏云杆菌白色葡萄球菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄菌氯仿部位水12712117乙醚11910108乙酸乙酯水1281187部位乙醚1379108阴性对照10××××阳性对照1513211632由以上图表可得：氯仿部位与乙酸乙酯部位的萃取所得乙醚部位和水部位对31 河南科技大学毕业设计（论文）金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、苏云杆菌、白色葡萄球菌及草芽孢杆菌均抑菌活性，并且抑菌效果很相似。§3.3最小抑菌浓度实验结果§3.3.1氯仿部位最小抑菌浓度实验结果以1mg/mL的氨苄西林作为阳性对照，以无药平板作为阴性对照所得结果下：表3-３氯仿部位各浓度琼脂板的细菌圈值(mm)大肠杆菌苏云杆菌白色葡萄球菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄菌48mg/mL0020024mg/mL3040012mg/mL506006mg/mL607003mg/mL707001.5mg/mL009000.75mg/mL828220.375mg/mL848450.1875mg/mL959660.09375mg/mL106878阴性对照13119108阳性对照50400由以上表可得：金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为0.75mg/mL，31 河南科技大学毕业设计（论文）苏云杆菌的最小抑菌浓度为0.75mg/mL，大肠杆菌的最小抑菌浓度为24mg/mL，白色葡萄球菌最小抑菌浓度为48mg/mL，枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度0.75mg/mL。§3.3.2乙酸乙酯部位最小抑菌浓度实验结果以1mg/mL的氨苄西林作为阳性对照，以无药平板作为阴性对照所得结果如下：表3-9乙酸乙酯部位各浓度琼脂板的细菌圈值（mm）大肠杆菌苏云杆菌白色葡萄球菌枯草芽孢杆菌金黄色葡萄菌64mg/mL3090032mg/mL4040016mg/mL606008mg/mL605064mg/mL206062mg/mL505051mg/mL307000.5mg/mL607200.25mg/mL627350.125mg/mL75556阴性对照13129107阳性对照60400由上表可得：金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为8mg/mL31 河南科技大学毕业设计（论文），大肠杆菌的最小抑菌浓度为64mg/mL，苏云杆菌最小抑菌浓度为0.25mg/mL，白色葡萄球菌最小抑菌浓度为32mg/mL，枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度0.5mg/mL。§3.4抗硝化实验结果在碱性条件下测量抗硝化作用结果，吸光度值结果如下：表3-10碱性条件下所测的吸光度值所测组吸光度（A）00.15910.25420.98732.01840.24250.86761.767由表3-10可知：在碱性条件下，无论是氯仿部位还是乙酸乙酯部位都无抗硝化作用。在酸性条件下测得抗硝化作用结果，吸光度值结果如下：表3-11酸性条件下所测的吸光度值所测组吸光度（A）31 河南科技大学毕业设计（论文）00.38110.36220.40630.45940.40750.38560.389由上表可知：在酸性条件下，无论是氯仿部位还是乙酸乙酯部位都无抗硝化作用。第4章结论与分析§4.1结论本实验用系统溶剂法提取鱼腥草药材中的有效成分，先用70%的无水乙醇总提的浸膏，再将浸膏溶于蒸馏水，接着进行萃取。得到石油醚部位，氯仿部位，乙酸乙酯部位，正丁醇部位，水部位的浸膏。从抑菌实验结果可知：氯仿部位与乙酸乙酯部位的浸膏对金黄色葡萄球菌，大肠杆菌，白色葡萄球菌，枯草芽孢杆菌，苏云杆菌这五种菌有明显的抑菌效果，其中，与阳性对照相比，对枯草芽孢杆菌与苏云杆菌的抑菌效果较好。而对奇变形杆菌与藤黄微球菌无抗菌活性。正丁醇部位与水部位仅对金黄色葡萄球菌有抑菌作用。为了寻找主抗菌成分，将氯仿部位与乙酸乙酯部位分为乙醚和水两部位，实验结果表明：氯仿部位与乙酸乙酯部位的萃取所得乙醚部位和水部位对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、苏云杆菌、白色葡萄球菌及草芽孢杆菌均抑菌活性，并且抑菌效果很相似。31 河南科技大学毕业设计（论文）然后用氯仿部位和乙酸乙酯部位对五种菌做最小抑菌浓度实验，有实验结果可得各部位对五种细菌的最小抑菌浓度（MIC）。氯仿部位对五种菌的MIC分别为，金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为0.75mg/mL，大肠杆菌的最小抑菌浓度为24mg/mL，白色葡萄球菌最小抑菌浓度为48mg/mL，枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度0.75mg/mL。乙酸乙酯部位对五种菌的MIC分别为，金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为8mg/mL，大肠杆菌的最小抑菌浓度为64mg/mL，苏云杆菌最小抑菌浓度为0.25mg/mL，白色葡萄球菌最小抑菌浓度为32mg/mL，枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度0.5mg/mL。另外，本实验又对氯仿部位与乙酸乙酯部位进行抗硝化实验，结果表明：无论是在碱性条件下还是在酸性条件下，氯仿部位与乙酸乙酯部位均无明显的抗硝化活性。§4.2分析问题一：乙酸乙酯部位的最小抑菌浓度实验中出现个别不符合规律的现象。分析原因：（1）由于只做了一次实验，可能出现个别数据有差异。（2）微量移液器不准确，造成所滴加的菌的量有差异。问题二：氯仿部位与乙酸乙酯部位无明显的抗硝化作用。分析原因：（1）可能氯仿部位与乙酸乙酯部位本身无抗硝化活性。（2）微量移液器不准确，造成所滴加的液体的量有差异。（3）因提取物颜色很重，可能会影响吸光度的值。31 河南科技大学毕业设计（论文）参考文献[1]籍秀梅,马丽萍.鱼腥草的研究进展[J].河南职工医学院学报,2007,19(1):91-93.[2]任玉翠,周彦钢,凌文娟等.鱼腥草营养液的研制[J].食品与机械,1998,14(1):13-14.[3]张薇,卢芳国等.鱼腥草中挥发油的提取分析及其抗菌抗病毒作用的研究[J].实用预防医学,2008,15(2):312-315.[4]吴林冬.黔东南野生鱼腥草挥发油的提取及鱼腥草素含量的测定[J].凯里学院学报,2007,25(6):41-42.[5]王素萍,杨亚玲,李晚谊等.鱼腥草多糖提取工艺的研究及成分分析的研究[J].云南大学学报(自然科学版),2008,30(4):396-400.[6]樊宏伟,瞿卫,立彦等.鱼腥草黄酮提取物对肿瘤细胞的抑制作用[J].中国医院医药杂志,2008,28(7):528-531.[7]游见明,刘达玉.鱼腥草黄酮提取工艺研究[J].《食品研究与开发》，2004,25(6):56-57.[8]李爽,于庆海.鱼腥草的有效成分、药理作用及临床应用的研究进展.31 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