)6_應(yīng)用方法論2012年第2場(chǎng)L適量聚乙二醇( PEG2000 )對(duì)ZnCoO納米陣列結(jié)構(gòu)的影響李敏(中國(guó)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(zhǎng)的ZnCoO納米棒陣列，它們的結(jié)構(gòu)用X射線衍射儀(XRD)進(jìn)行了表征比較，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)適量的PEG有助于ZnCoO納米棒更好的生長(zhǎng)并有著更好的晶向。關(guān)鍵詞水熱法;納米棒陣列; X射線衍射中圖分類號(hào)TQ127文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1673-9671-2012111-0096-01設(shè)計(jì)高度取向排列的Zn0納米材料對(duì)于220納米器件起著至關(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(jié)構(gòu)包括維數(shù)，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(dǎo)體擴(kuò)大了他的$45應(yīng)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(diào)劑溶劑條件,控制反應(yīng)溫度,仍然可以實(shí)現(xiàn)Zn0晶體10Bj08為的定向生長(zhǎng)，作出具有高長(zhǎng)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(duì)離子注人、金屬圖1 s1, S2, S3, s4, S5的搖擺曲線(a) 20/θ掃描(b)搖擺曲線蒸汽退火摻雜等后摻雜方法而言，該方法在同等條件生長(zhǎng)下，衍射強(qiáng)度依靠納米棒的長(zhǎng)度。在圖1 (a)中由摻雜引人的結(jié)構(gòu)缺陷較少。這對(duì)于研究元素?fù)诫s機(jī)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(wěn)定很重要。對(duì)于溶液法制備納米線而言，摻雜是個(gè)挑戰(zhàn)。雜質(zhì)比有較強(qiáng)的衍射強(qiáng)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(duì)形狀、結(jié)構(gòu)和性能的影響都是有待研究的問(wèn)米棒生長(zhǎng)，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(zhǎng)，表明在引導(dǎo)納米棒生長(zhǎng)時(shí)，PEG發(fā)的，作為稀礅半導(dǎo)體擴(kuò)大了他的應(yīng)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，從搖擺曲線顯示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C軸擇優(yōu)取向的生長(zhǎng)。原因在于有著一致和有序鏈結(jié)構(gòu)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(dāng)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.類型的聚合物，膠體的活性將大大降低，這些性質(zhì)在文獻(xiàn)[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(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)觀點(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(cè)面吸收，限制了這些面的生長(zhǎng)，與這些面相比導(dǎo)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(zhǎng)。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(biāo)記為S2,其它條件相同0.42g人機(jī)制將有助于調(diào)整納米棒的各向異性。為加強(qiáng)納米棒的生長(zhǎng)，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(zhǎng)，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(zhǎng)成較好晶向的納米陣列。充分?jǐn)嚢璧玫酵该魅苣z。將溶膠滴加到清洗過(guò)的玻璃襯底上，利2結(jié)論用勻膠機(jī)(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C軸擇優(yōu)取向的生長(zhǎng)，原箱中放置5分鐘，以上過(guò)程重復(fù)3次。以8 C/min的升溫速度在不同因在于有著一致和有序鏈結(jié)構(gòu)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(guó)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(cè)面吸收:向生長(zhǎng)，均沒有觀察到二級(jí)相，表明Co已經(jīng)摻人到ZnO晶格中，了[0001]方向的優(yōu)先生長(zhǎng)，太低濃度的PEG不能限制較多的成核面PEG2000不改變晶體結(jié)構(gòu)。X射線衍射的強(qiáng)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(jī)制棒的體積有關(guān)，納米棒長(zhǎng)度越長(zhǎng)，被X射線輻射到得體積越大。(下轉(zhuǎn)第101頁(yè))1L 2012年2藹應(yīng)用方法論.101主體設(shè)備布置:時(shí)，也要充分考慮這部分的因素。所以，所有設(shè)備均為兩套。過(guò)熱器、蒸發(fā)器、省煤器布置在機(jī)尾8.5 m高平臺(tái)上，直接插主體設(shè)備形式及數(shù)量選擇:人中心標(biāo)高10.6 m、φ 3600雙煙道內(nèi)。1)翅片管式過(guò)熱器共2臺(tái) (雙煙道內(nèi)各布置1臺(tái))為絕對(duì)確保設(shè)備運(yùn)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(tái)(雙煙道內(nèi)各布置2臺(tái))熱管結(jié)構(gòu)(見附圖2所示)，換熱管兩端封閉，內(nèi)部真空后填充3)熱管省煤器共2臺(tái)(雙煙道內(nèi)各布置1臺(tái))人一定量的特殊藥劑，作為傳熱熱媒，實(shí)現(xiàn)煙氣與水、汽側(cè)完全4)汽包共1臺(tái)隔離，即使出現(xiàn)意外現(xiàn)象(如換熱管腐蝕、磨損等) ,也不會(huì)造3.4建設(shè)周期的合理性成設(shè)備漏水及裝置緊急停車狀況，只是對(duì)產(chǎn)汽量造成少些影響而建設(shè)工期中影響生產(chǎn)的最大的問(wèn)題點(diǎn)就是安裝，因?yàn)榘惭b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(xiàn)要影響生產(chǎn)，除了非正常生產(chǎn)的情況下，一般機(jī)燒跟高爐的生產(chǎn)場(chǎng)場(chǎng)地條件完全能夠符合設(shè)計(jì)條件及要求，條件均能夠達(dá)到設(shè)計(jì)能力比，都略有節(jié)余，通過(guò)對(duì)機(jī)燒及高爐的比較，機(jī)燒可以加大要求(平均溫度在360C以上)能力生產(chǎn)，并且讓機(jī)橈礦落地的情況下，可以有七~八天的時(shí)間。設(shè)備安裝從停產(chǎn)到拆除、就位、焊接、試車、試壓共計(jì)七天時(shí)間完全足夠，完成后，- -邊生產(chǎn)，- -邊調(diào)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(duì)機(jī)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(shù)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(nèi)煙氣通過(guò)熱交換后，對(duì)煙氣的含水量、煙氣流量、煙氣壓力等均無(wú)影響，煙氣側(cè)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(duì)燒結(jié)生產(chǎn)無(wú)影響。4經(jīng)濟(jì)效益1)設(shè)備投資經(jīng)過(guò)測(cè)算395萬(wàn)元。2)產(chǎn)生效益經(jīng)過(guò)測(cè)算為437萬(wàn)元每年。3)運(yùn)行成本計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)耗電、耗水、維護(hù)費(fèi)、操作人員工資熱煙氣熱管等，運(yùn)行成本總計(jì)56萬(wàn)元每年。4)效益總計(jì)381萬(wàn)每年。投資回收周期: 395/381=1年。5小結(jié)經(jīng)過(guò)80天的準(zhǔn)備，而且用7天時(shí)間對(duì)機(jī)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(jié)果充分說(shuō)明，機(jī)燒大煙道余熱利用是切實(shí)可行的，燒結(jié)機(jī)大煙圖2水夾套換熱管示意圖道余熱發(fā)電在燒結(jié)余熱利用上占有重要地位,作為燒結(jié)環(huán)令機(jī)余熱3.3設(shè)備的設(shè)計(jì)選擇由于能源緊張，能源消耗費(fèi)用高，回收廢熱不僅符合國(guó)家能發(fā)電的重要補(bǔ)充,與單純燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電相比，二者的有機(jī)結(jié)合源政策要求，同時(shí)對(duì)企業(yè)也降本增效，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目將更加充分地利用燒結(jié)機(jī)余熱,把燒結(jié)生產(chǎn)的能耗降到最低點(diǎn),為前該鋼鐵公司238m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)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(jì)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(xiàn)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(jī)組效能，故能夠在大煙道再參考文獻(xiàn)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(jī)[1]郭奠球,張作明.日本燒結(jié)廠余熱利用近況[].燒結(jié)球團(tuán)，1985,3:61- 69.組效能;大煙道合理余熱回收后,對(duì)裝置無(wú)不利影響，煙道內(nèi)排[2]王斌斌,仇性啟.熱管換熱器在煙氣佘熱回收中的應(yīng)用[J].動(dòng)行與維煙溫度降低，減慢了煙道內(nèi)的氣體流速，利于粉塵的沉降，減輕修,2006,3.了粉塵對(duì)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(jié)機(jī)機(jī)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(jù)238機(jī)燒大煙道是雙煙道設(shè)計(jì),因此，我們?cè)O(shè)計(jì)發(fā)電設(shè)備[4]黃問(wèn)盈熱管與熱管換熱器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[].中國(guó)鐵道出版社,1995:53.(_上接第96頁(yè))將有助于調(diào)整納米棒的各向異性。對(duì)于PEG2000援助生長(zhǎng)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(dǎo)電性能有待于繼續(xù)表征72:3270-3272.中國(guó)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(xiàn)就職于中SolutionsIJ.Adv Master, 2003, 5 (5) :464-466.國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院機(jī)械與電氣工程系，研究方向:納米材料。