專利名稱：一種研究鉬酸鋇納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉬酸鋇納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的研究，特別涉及一種將已知的鉬酸鋇塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓作為參考標(biāo)準(zhǔn)，尋求納米材料與對應(yīng)塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系，從而獲得納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的方法。
背景技術(shù)：
納米材料的熵、焓、吉布斯自由能等規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值，而且是尺度和形貌的函數(shù)。如何通過實驗獲納米材料的規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)值，探索納米材料熱力學(xué)函數(shù)的尺度、取向(形貌)關(guān)系和演變規(guī)律，建立不同尺寸、不同取向、形貌納米材料的基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，是“納米材料熱力學(xué)”研究的重要課題。當(dāng)前對納米材料熱力學(xué)性質(zhì)的研究十分欠缺，尤其是對納米材料的熵、焓、吉布斯自由能等規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)值的研究。岳丹婷等通過相同的方法測定了多種不同納米材料(如納米氧化鋅、納米鐵、納米鋁)的低溫?zé)崛荩罁?jù)熱容與熱力學(xué)函數(shù)的關(guān)系式，獲得了以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)四8. 15K為基準(zhǔn)的納米材料的熵、焓、吉布斯自由能，其代表性文獻如[岳丹婷，譚志誠，董麗娜，孫立賢，張濤.物理化學(xué)學(xué)報2005，21 :446-449.]；來蔚鵬等結(jié)合理論模型，用量子化學(xué)的方法獲得了不同粒徑納米金剛石的各種標(biāo)準(zhǔn)焓和標(biāo)準(zhǔn)熵[來蔚鵬，薛永強，廉鵬，葛忠學(xué)，王伯周，張志忠.物理化學(xué)學(xué)報2007，23 :508-512.]；袁愛群等利用微量熱儀，通過納米反應(yīng)體系的反應(yīng)熱獲得了固相反應(yīng)制備的多種納米磷酸鹽化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)，其代表性文獻如[a)Yuan AQ, LiaoS, Tong ZF, Wu J, Huang ZY. Mater. Lett. 2006,60 :2110-2114. b) Yuan AQ, Wu J, Bai LJ, HuangZY, Wu K, Liao S, Tong ZF. Mater. Res. Bull. 2008, 43 1339-1345. c)Yuan AQ, Wu J, Bai LJ, Ma SM, Huang ZY, Tong ZF.J. Chem. Eng. Data 2008， 53 :1066-1070.]。以上這些方法存在的問題是通過測定低溫?zé)崛莴@取的納米材料的熵、焓、吉布斯自由能以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)四8. 15K為基準(zhǔn)而不是以O(shè)K為基準(zhǔn)，因此從實質(zhì)上并沒有解決納米材料的規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)值；理論模型的建立與應(yīng)用只適合滿足特定條件的納米材料，因此適用范圍狹小；通過納米材料反應(yīng)體系的反應(yīng)熱獲得的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，必須已知除納米材料以外的各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，對液相反應(yīng)也不適用。目前，將已知的塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓作為參考標(biāo)準(zhǔn)，尋求納米材料與對應(yīng)塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系，從而獲得納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的思想及具體方法還未曾報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有方法存在的缺陷及不足而提供的一種具有普適性的獲取納米鉬酸鋇材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓方法，該方法通過實驗得到了驗證，支撐了該方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)在四8. 1 及P0下，將鉬酸鋇納米
3材料及鉬酸鋇塊體材料分別于過量的同濃度的鹽酸反應(yīng)，利用微量熱儀分別測定納米鉬酸鋇反應(yīng)體系及塊體反應(yīng)體系的反應(yīng)焓變；反應(yīng)完全后，利用電感耦合等離子體(簡稱ICP) 分別測定上述反應(yīng)液中鋇離子濃度，以確定體系中鉬酸鋇反應(yīng)的量，求出不同體系的摩爾反應(yīng)焓變欠/^( 0)、4鴣(貼樹004, mbmicrm) ArHeAbulk)；根據(jù)熱力學(xué)勢函數(shù)法，建立鉬酸鋇納米材料反應(yīng)體系及塊體反應(yīng)體系的聯(lián)系，獲得鉬酸鋇納米材料與鉬酸鋇塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系為
Af H ^a (BaMoO4 , bulli) - ArH^A(BaMo04, naoo) = Δ, H (BaMoOi, η a no) - Ar H. (BaJ^ioO4, builc)；通過已知的塊體鉬酸鋇的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，結(jié)合鉬酸鋇納米材料與其塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系，得到鉬酸鋇納米材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點1、本發(fā)明中新思想是建立在塊體材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的基礎(chǔ)上，塊體材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓可以通過查手冊獲得。2、本發(fā)明中新思想是以尋求納米材料與對應(yīng)的塊體材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系為主線。3、本發(fā)明中的新方法巧妙地將納米材料與對應(yīng)的塊體材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓聯(lián)系起來。4、本發(fā)明中的新方法具有廣泛的適用性，操作簡單、獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快捷。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，實施例的描述僅為便于理解本發(fā)明，而非對本發(fā)明保護的限制。實施例1、在四8. 1 及ρ0下，將一定量的鉬酸鋇納米材料與濃度為0. ^mol/L、體積為 1. 5mL的過量鹽酸置于微量熱儀中反應(yīng)，測得反應(yīng)焓變?yōu)?0. 15399J，將反應(yīng)液用IOmL的比色管定容，用ICP測得鋇離子濃度為1.089mg/L，計算得出參與反應(yīng)的鉬酸鋇納米材料的量為7. 92980X10"8mol,由此得出納米反應(yīng)體系的摩爾反應(yīng)焓變?yōu)?1941. 9kJ/mol ；2、在四8. 1 及ρ0下，將一定量的塊體鉬酸鋇與濃度為0. ^mol/L、體積為1. 5mL 的過量鹽酸置于微量熱儀中反應(yīng)，測得反應(yīng)焓變?yōu)?0. 08500J,將反應(yīng)液用IOmL的比色管定容，用ICP測得鋇離子濃度為1.5Hmg/L，計算得出參與反應(yīng)的塊體鉬酸鋇的量為 1. 10245X l(Tmol，由此得出塊體反應(yīng)體系的摩爾反應(yīng)焓變?yōu)?771. OkJ/mol ；3、根據(jù)熱力學(xué)勢函數(shù)法，建立鉬酸鋇納米反應(yīng)體系及塊體反應(yīng)體系的聯(lián)系，獲得鉬酸鋇納米材料與鉬酸鋇塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系為
^fH^a(BaMoO4, bulk) - AfH^(BaMo04, nano) = ΔΓΗ CBaMo04/aaao) - ΔΓΗ:(|(Ba^toO4. bulk)4J98. 15K及P0下塊體鉬酸鋇的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 ~H“(Ba>_4, buft:)=-1507.5kJ/mol最終可得納米鉬酸鋇的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 AfH^ (BaMoO4, nano) = -336.6kJ/mol


圖1為本發(fā)明實施聯(lián)系納米材料與對應(yīng)塊體材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的熱力學(xué)勢函數(shù)法的原理示意圖；圖加為本發(fā)明實施例制備的鉬酸鈉顆粒的掃描電鏡圖；圖2b為本發(fā)明實施例制備的鉬酸鈉顆粒的顆粒粒度分析圖；圖2c為本發(fā)明實施例制備的鉬酸鈉顆粒的透射電鏡圖；圖2d為本發(fā)明實施例制備的鉬酸鈉顆粒的高分辨率透射照片及規(guī)則衍射斑點；圖3為本發(fā)明納米材料獲取的熱譜曲線圖；圖4為本發(fā)明塊體材料獲取的熱譜曲線圖。
權(quán)利要求
一種研究鉬酸鋇納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的方法，其特征為
1.將已知的鉬酸鋇塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓作為參考標(biāo)準(zhǔn)，尋求納米材料與對應(yīng)塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系，從而獲得納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。
2.基于權(quán)利要求1，利用鉬酸鋇納米材料和對應(yīng)塊體材料在相同條件下發(fā)生相同的化學(xué)反應(yīng)，利用熱力學(xué)勢函數(shù)法尋求納米材料與對應(yīng)塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系，從而獲得納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的方法。
全文摘要
本發(fā)明首次提出了將已知的鉬酸鋇塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓作為參考標(biāo)準(zhǔn)，尋求鉬酸鋇納米材料與對應(yīng)塊體材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的關(guān)系，從而獲得納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的新思想。基于這一新思想，進一步提供了在相同條件下納米材料和對應(yīng)的塊體材料分別發(fā)生相同的化學(xué)反應(yīng)，從而獲得納米材料標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的新方法。本發(fā)明具體以鉬酸鋇塊體材料和納米材料與同濃度的鹽酸反應(yīng)為例，利用高精度、高靈敏度的微量熱儀，依據(jù)熱力學(xué)勢函數(shù)法，獲得了298.15K及pθ下鉬酸鋇納米材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為-336.6kJ/mol。
文檔編號G01N25/20GK102169098SQ20101059906
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者王騰輝, 王路得, 譚學(xué)才, 郭云霄, 黃在銀 申請人:廣西民族大學(xué)