應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)教材

1、面向21世紀(jì)工科化學(xué)系列課程改革教材工科大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)系列篇應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn) 中南大學(xué)教材科2006年9月前 言應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)的目標(biāo)是：按照“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、寬口徑”的要求，通過三級實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)既訓(xùn)練學(xué)生能熟練掌握各項(xiàng)化學(xué)操作技能，又具有創(chuàng)新實(shí)踐能力。培養(yǎng)符合21世紀(jì)社會發(fā)展需要、能從事生產(chǎn)、研究、開發(fā)、分析和設(shè)計(jì)的高級工程技術(shù)人才和繼續(xù)從事化學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和藥學(xué)等領(lǐng)域進(jìn)行深入研究的、具有很強(qiáng)創(chuàng)新意識的高級研究人才。為此我們編寫了這本符合應(yīng)用化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書 應(yīng)用化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)與科學(xué)訓(xùn)練。該教材的內(nèi)容綜合了無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)、環(huán)境化學(xué)

2、、精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、應(yīng)用電化學(xué)等化學(xué)分支學(xué)科中的重要實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。以物質(zhì)制備為主線，以化學(xué)基本操作、物質(zhì)制備與分離、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法和現(xiàn)代分析化學(xué)為基本內(nèi)容。按照方法論和學(xué)科內(nèi)基礎(chǔ)知識的綜合運(yùn)用編排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)和技能。使其形成理論聯(lián)系實(shí)際、嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。通過學(xué)科綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用各化學(xué)學(xué)科知識和實(shí)驗(yàn)技巧的能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的整體感和全局觀。使學(xué)生受到最基本的科學(xué)訓(xùn)練，了解科研工作的基本步驟和內(nèi)容，使學(xué)生具有初步的科研創(chuàng)新意識。通過專題創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、創(chuàng)新能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，使其初步具有獨(dú)立開展試驗(yàn)工作的能力。為后

3、今后從事生產(chǎn)和相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)工作打下必要的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本書由中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院曾冬銘、陳立妙、盧周廣、古映瑩等老師編寫。編寫過程中得到化學(xué)系其他老師的大力支持，對此表示衷心感謝。由于編者水平有限，書中錯(cuò)誤或不當(dāng)之處在所難免，敬請讀者批評指正。 編者 2006年9月目 錄實(shí)驗(yàn)須知1實(shí)驗(yàn)一 氧化鋅納米粉體的低溫化學(xué)法合成與性能研究 2實(shí)驗(yàn)二 超細(xì)錳鋅鐵氧體軟磁材料粉體的水熱制備及性能表征 10實(shí)驗(yàn)三 LiCoO2及其電化學(xué)性能 15實(shí)驗(yàn)四 氧化鎂多孔材料的合成及比表面積的測定 19實(shí)驗(yàn)五 液相水解法制備納米TiO2 及其光催化性能的研究25實(shí)驗(yàn)六 納米SnO2氣敏材料的合成及性能測試

4、30實(shí)驗(yàn)七 鎳氫電池貯氫合金電極的制作與電化學(xué)綜合性能的評價(jià) 34實(shí)驗(yàn)八 有機(jī)稀土配合物的合成及其熒光特征 38實(shí)驗(yàn)九 聚苯胺導(dǎo)電聚合膜的制備及表征 42實(shí)驗(yàn)十 丙酮酸的電化學(xué)合成 46實(shí)驗(yàn)十一 電化學(xué)方法純化酪氨酸 48實(shí)驗(yàn)十二 修飾電極的制備及抗壞血酸等的電化學(xué)行為研究 51實(shí)驗(yàn)十三 洗滌劑的配制及洗滌劑的性能測試 53實(shí)驗(yàn)十四 雪花膏的配制55實(shí)驗(yàn)十五 聚合氯化鋁的制備57實(shí)驗(yàn)十六 聚鋁的質(zhì)量檢測及絮凝性能測定 59實(shí)驗(yàn)十七 聚合硫酸鐵的制備及性能測定 62實(shí)驗(yàn)十八 聚醋酸乙烯酯的制備及粘結(jié)性能測試65實(shí)驗(yàn)十九 水溶性酚醛樹脂膠的制備 67實(shí)驗(yàn)二十 聚乙烯醇縮甲醛膠的制備、游離甲醛的消除

5、與測定 70實(shí)驗(yàn)二十一 聚磷酸銨的制備及阻燃性能測試 75實(shí)驗(yàn)二十二 鋇鎘鋅復(fù)合型熱穩(wěn)定劑的制備 77實(shí)驗(yàn)二十三 聚氯乙烯（PVC）塑料熱穩(wěn)定性能測試81實(shí)驗(yàn)二十四 電解法印染廢水脫色及COD的測定 84實(shí)驗(yàn)二十五 兩相滴定法測定pMBpC6H6Zn2+體系的萃取常數(shù)88實(shí)驗(yàn)二十六 用液膜分離法處理含銅溶液 92附錄 1 泡沫性能的測定羅氏泡沫測定儀 96附錄2 去污力的測定 97附錄4 白度測定ZBO型白度測定 99附錄5 粘度測量NDJ79型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì) 100附錄6 膠粘劑粘和性能測試 101附錄7 涂料耐濕擦性測定REF.902濕擦洗測定 102附錄8 涂裝質(zhì)量測試 104附錄9 熔點(diǎn)

6、測量顯微鏡熔點(diǎn)測定儀 105附錄10 氧指數(shù)法106附錄11：熒光特性測定（激發(fā)光譜、發(fā)射光譜的測定 108附錄12：氣敏傳感器簡介 109III實(shí)驗(yàn)須知一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.使學(xué)生在前修課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步鞏固和提高實(shí)驗(yàn)操作技能和解決實(shí)驗(yàn)中所遇問題的能力；2.培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)，實(shí)事求是、嚴(yán)格認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；3.培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維能力和創(chuàng)新意識。二、實(shí)驗(yàn)要求： 為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行和培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)，要求學(xué)生必修做到： 1充分預(yù)習(xí)。 實(shí)驗(yàn)前一定要預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，同時(shí)還需要查閱有關(guān)手冊和參考資料以及有關(guān)的儀器設(shè)備說明書，并寫出預(yù)習(xí)報(bào)告，無預(yù)習(xí)報(bào)告或雖寫但不符合要求者不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2.認(rèn)

7、真操作。實(shí)驗(yàn)時(shí)要求注意力集中，認(rèn)真操作，仔細(xì)觀察，積極思考，注意安全，保持整潔，不要大聲吵鬧，不得擅自離開實(shí)驗(yàn)室。 3.做好記錄。學(xué)生必須如實(shí)地記下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出分析和解釋，必須養(yǎng)成隨做隨記的良好習(xí)慣，切不可在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后憑記憶補(bǔ)寫實(shí)驗(yàn)記錄。 4.書寫報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括原理、操作步驟、現(xiàn)象和解釋、結(jié)果和討論、意見和建議等。報(bào)告要求條理清楚、文字簡練、結(jié)論明確、書寫整潔。三、實(shí)驗(yàn)室的注意事項(xiàng)： 1.必須遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度，聽從教師的指導(dǎo)，尊重實(shí)驗(yàn)室工作人員的職權(quán)。 2.在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該保持桌面的整潔，嚴(yán)禁在水槽內(nèi)投入任何固體物質(zhì)、廢物，垃圾應(yīng)該投入專用垃圾桶內(nèi)。 3.愛護(hù)

8、公物，注意節(jié)約用水、電和藥品等。 4.實(shí)驗(yàn)完畢后，做好整潔工作，關(guān)閉水、電、門窗等。得到老師的同意后方能離開實(shí)驗(yàn)室。四、實(shí)驗(yàn)室安全： 1.本實(shí)驗(yàn)課中所用的儀器絕大多數(shù)為貴重儀器，實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格聽從老師的指導(dǎo)，正確操作，以防儀器損壞。 2.實(shí)驗(yàn)中所用的藥品，絕大多數(shù)是易燃、易爆、有毒、腐蝕性的，必須嚴(yán)格執(zhí)行安全操作規(guī)程，加強(qiáng)安全措施，防止事故的發(fā)生。實(shí)驗(yàn)一 氧化鋅納米粉體的低溫化學(xué)法合成與性能研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解一些常規(guī)低溫液相化學(xué)方法制備納米材料的基本原理和方法。2. 學(xué)習(xí)差熱、熱重和X光射線衍射等分析方法在無機(jī)物合成中的應(yīng)用。3. 了解納米ZnO的發(fā)光性能，熟悉熒光儀的使用方法。4.

9、了解納米ZnO的氣敏原理，熟悉氣敏性能的檢測方法。二、背景知識及實(shí)驗(yàn)原理氧化鋅(ZnO) 是一種寬禁帶直接遷移型半導(dǎo)體功能材料，單晶ZnO為六方晶體(纖鋅礦) 結(jié)構(gòu)，室溫下的禁帶寬度為3.37 eV，激子束縛能高達(dá)60 MeV。該激子室溫下不易被電離,使激發(fā)發(fā)射機(jī)制有效,這將大大降低ZnO 在室溫下的激射閾值，有可能實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的紫外受激輻射，可用來制作紫外光激光器和探測器。另外，ZnO 還被廣泛地應(yīng)用于制作發(fā)光顯示器件、聲表面波器件、壓敏材料、氣敏傳感器、異質(zhì)結(jié)的n極和磁性材料器件及透明導(dǎo)電膜等。納米級ZnO由于粒子尺寸小，比表面積大，具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和小尺寸效應(yīng)等，與普通ZnO相比，

10、表現(xiàn)出許多特殊的性質(zhì)，如無毒、非遷移性、壓電性、熒光性、吸收和散射紫外線的能力。這一新的物質(zhì)形態(tài)賦予了ZnO 在科技領(lǐng)域許多新的用途。ZnO的禁帶寬度為3.2eV，它所對應(yīng)的吸收波長為388nm，由于量子尺寸效應(yīng)，粒度為10nm時(shí)，禁帶寬度增加到4.5eV，因此它不僅能吸收紫外波長320400nm，而且也對紫外中波280320nm也有很強(qiáng)的吸收能力，因此它是一種很好的紫外屏蔽劑，可制得紫外光過濾器、化妝品防曬霜；納米ZnO 的比表面積大，表面活性中心多，在陽光、尤其在紫外線照射下，在水和空氣中，能自行分解出自由移動的帶負(fù)電荷的電子(e-)，同時(shí)留下帶正電荷的空穴(h+)，這種空穴可以激活空氣和

11、水中的氧變?yōu)榛钚匝?，它能與多種有機(jī)物(包括細(xì)菌)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而除去污染和殺死病毒。因而可作為高效光催化劑，用于降解廢水中的有機(jī)污染物，凈化環(huán)境；納米ZnO對外界環(huán)境十分敏感，從而成為非常有用的傳感器材料，如用納米ZnO制作氣體報(bào)警器和吸濕離子傳導(dǎo)溫度計(jì)等；納米ZnO對電磁波、可見光和紅外線都具有吸收能力，用它作隱身材料，不僅能在很寬的頻帶范圍內(nèi)逃避雷達(dá)的偵察，而且能起到紅外隱身作用。同時(shí)，氧化鋅是熔點(diǎn)為1975的氧化物，具有很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，又由于它是無機(jī)物，具有無毒、無刺激、不變質(zhì)而倍受青睞。因而采用各種方法制備、開發(fā)和使用納米ZnO已成為材料科技領(lǐng)域一大新的研究熱點(diǎn)。納米結(jié)構(gòu)

12、ZnO半導(dǎo)體的發(fā)光來源于電子和空穴的激子輻射復(fù)合發(fā)光。半導(dǎo)體納米顆粒光泵浦激發(fā)后產(chǎn)生電子一空穴對（激子），電于與空穴復(fù)合可能的途徑有：導(dǎo)帶電子與俘獲的空穴復(fù)合；俘獲的電子與價(jià)帶的空穴復(fù)合。這種直接復(fù)合產(chǎn)生檄子態(tài)發(fā)光。由于納米結(jié)構(gòu)ZnO有寬的禁帶隙（Eg3.37ev），大的比表面積，材料接口中的空穴濃度大，小尺寸效應(yīng)導(dǎo)致電子的平均自由程局限在納米空間，與激光波長相當(dāng)，進(jìn)而引起電子和空穴坡函數(shù)的重疊，易形成Wannier激子。由于量子限域效應(yīng)和電子與空穴之間的Coulomb作用，高濃度激子在能隙中靠近導(dǎo)帶底形成檄子能級，見圖1，激發(fā)能被在禁帶中分立的中心吸收，產(chǎn)生激子發(fā)光?？梢?，半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)Zn

13、O發(fā)光機(jī)制在于納米結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部的量子限域效應(yīng)，即在納米晶粒內(nèi)部激發(fā)的光電子是通過晶粒邊界深復(fù)合能級的激子復(fù)合發(fā)光，屬于復(fù)合發(fā)光中心的發(fā)光材料。發(fā)光中心是導(dǎo)帶中的電子與價(jià)帶中的空穴或禁帶中的定域能級間的電子空穴復(fù)含，產(chǎn)生激子態(tài)發(fā)光。納米結(jié)構(gòu)ZnO發(fā)光機(jī)制是通過量子限域-發(fā)光中心進(jìn)行的。納米結(jié)構(gòu)ZnO典型的發(fā)射光譜如圖2所示。圖1. 納米ZnO激子能級圖2.納米ZnO粉體材料的典型發(fā)射光譜ZnO屬于N型半導(dǎo)體，含有氧空位或錫間隙離子，氣敏效應(yīng)明顯。關(guān)于其氣敏機(jī)理的理論模型有多種，一般認(rèn)為其氣敏機(jī)理是表面吸附控制型機(jī)制，即在潔凈的空氣（氧化性氣氛）中加熱到一定的溫度時(shí)對氧進(jìn)行表面吸附，在材料的晶界處

14、形成勢壘，該勢壘能束縛電子在電場作用下的漂移運(yùn)動，使之不易穿過勢壘，從而引起材料電導(dǎo)降低；而在還原性被測氣氛中吸附被測氣體并與吸附氧交換位置或發(fā)生反應(yīng)，使晶界處的吸附氧脫附，致使表面勢壘降低，從而引起材料電導(dǎo)的增加，通過材料電導(dǎo)的變化來檢測氣體。理論模型中的一種為： Oo-Vo+e+1/2O2 (1)Oo+-Vo2+e+1/2O2 (2)ZnZn-ZnI2+2e (3)氧化鋅壓敏陶瓷是近二十年來發(fā)展起來的新型電壓敏感材料，利用ZnO晶粒和含有雜質(zhì)偏析的晶界所構(gòu)成的多晶界結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生優(yōu)良的非線性電壓電流特性（非歐姆特性）和吸收能量的能力，在電子線路和電力系統(tǒng)過電壓保護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。氧化鋅壓敏電

15、阻器是一種伏安特性為非線性的元件，和其它非線性元件（如穩(wěn)壓二極管、整流管等）相比，具有電壓范圍寬（幾伏到幾十萬伏、電壓溫度系數(shù)小、耐浪涌（超過正常工作電壓的異常電壓）能力強(qiáng)、壽命長、工藝簡單、非線性系數(shù)大（非線性系數(shù)大于50）等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于電視機(jī)、程控電話、計(jì)算機(jī)、家用電器及自控設(shè)備中。用氧化鋅壓敏陶瓷制作的避雷器，具有無間隙、保護(hù)特性好、過電壓能量的吸收能力大、結(jié)構(gòu)簡單和運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今避雷器的主流。 圖3是ZnO壓敏電阻的非線性電流電壓曲線。由該曲線，可以求得非線性系數(shù)：= lg ( I1 / I2 ) / lg (U1 / U2 ) 圖3. ZnO壓敏電阻的非線性電流電壓曲線

16、圖3 ZnO壓敏電阻的非線性電流電壓曲線。式中U1和U2 分別為對應(yīng)于電流為I1 =0. 1mA和I2 =1mA時(shí)的電壓.它可用來表征壓敏陶瓷的非線性電流電壓關(guān)系，表現(xiàn)該變阻器對電流變化的敏感程度。變阻器的另一個(gè)技術(shù)指標(biāo)為壓敏電壓U1,指電流為0.1mA時(shí)的電壓。氧化物納米材料的制備方法有很多，有高溫固相法、 溶膠凝膠法、燃燒法、化學(xué)沉淀法、水熱法等。溶膠凝膠法是60年代發(fā)展起來的一種制備玻璃，陶瓷等無機(jī)材料的新工藝。其基本原理是用金屬醇鹽水解直接形成溶膠或者經(jīng)解凝形成溶膠，然后使溶膠聚合凝膠化，再將凝膠干燥焙燒去除有機(jī)成分，最后得到無機(jī)材料。由于該方法具有化學(xué)均勻性好、產(chǎn)品純度高、顆粒細(xì)、燒

17、結(jié)溫度低和可容納不溶性組分或不沉淀組分等優(yōu)點(diǎn)，許多人用此法產(chǎn)生團(tuán)聚塊等缺點(diǎn)。檸檬酸溶膠凝膠是以檸檬酸和無機(jī)金屬鹽做原料，所涉原料便宜，同時(shí)具有溶膠凝膠法的優(yōu)點(diǎn)，因此它被廣泛用來制備納米材料。燃燒法是以金屬的硝酸鹽和有機(jī)物為原料，利用硝酸和有機(jī)物之間的氧化還原反應(yīng)熱來合成金屬氧化物的新方法。與溶膠凝膠法相比，燃燒法具有反應(yīng)時(shí)間短、所用試劑便宜、設(shè)備操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。人們用此方法成功合成了超導(dǎo)材料及鈣鈦礦半導(dǎo)體材料。但溶膠凝膠法和燃燒法都涉及到有機(jī)物的燃燒，會產(chǎn)生大量污染環(huán)境的氣體?；瘜W(xué)沉淀法是一種制備納米材料的潔凈的方法，其基本原理是一定條件下在包含一種或多種金屬離子的可溶性溶液里加入沉淀劑，形成

18、不溶性的氫氧化物、水合氧化物或鹽類從溶液中析出，并將溶劑和溶液中原有的陰離子洗去，經(jīng)熱分解或脫水即得到所需的氧化物粉體?；瘜W(xué)沉淀法又分為共沉淀法、均相沉淀法、金屬醇鹽水解法。其中均相沉淀法是較常用的方法，它通常是以尿素的緩慢水解來生成沉淀劑氨水，從而克服了由外部向溶液中加沉淀劑而造成沉淀劑不均勻性，結(jié)果沉淀不能在整個(gè)溶液中均勻出現(xiàn)的缺點(diǎn)。水熱法是另一種制備納米材料的潔凈的方法。它是在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液或有機(jī)溶劑作為反應(yīng)體系，通過對反應(yīng)體系加熱至臨界溫度（或接近臨界溫度），在反應(yīng)體系中產(chǎn)生高壓的環(huán)境而進(jìn)行無機(jī)合成與材料制備的一種有效方法。水熱與溶劑熱合成化學(xué)具有如下的特點(diǎn)：

19、由于在水熱與溶劑熱條件下中間態(tài)、介穩(wěn)態(tài)以及特殊相易于形成，因此能合成與開發(fā)一系列物種介穩(wěn)結(jié)構(gòu)、特種凝聚態(tài)的新合成產(chǎn)物； 能夠使低熔點(diǎn)化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物質(zhì)、高溫分解相在水熱和溶劑熱低溫條件下晶化生成；水熱與溶劑熱的低溫、等壓、溶液條件，有利于生長缺陷少、取向好、完美的晶體，且合成產(chǎn)物結(jié)晶度高以及易于控制產(chǎn)物晶體的粒度；由于易于調(diào)節(jié)水熱與溶劑熱條件下的環(huán)境氣氛，因而有利于低價(jià)態(tài)、中間價(jià)態(tài)化合物的生成，并能均勻地進(jìn)行摻雜。自1982年以來，運(yùn)用水熱法制備超細(xì)粉末就引起了國內(nèi)外的重視。 本實(shí)驗(yàn)以硝酸鋅為原料，用不同方法合成為氧化鋅，并對其結(jié)構(gòu)、性能（熒光、氣敏和壓敏）進(jìn)行表征。三、

20、 儀器與試劑 儀器：光電分析天平，磁力加熱攪拌器，臺式烘箱，馬弗爐，X射線衍射儀，熱分析儀，熒光儀，燒杯，玻璃棒，量筒，坩堝，研磨, 布氏漏斗，濾紙，高壓反應(yīng)釜等。 試劑：硝酸鋅（Zn(NO3)2, AR）, 檸檬酸（C6H8O7, AR），尿素( (NH2)2CO, AR)，乙醇（C2H6O2, AR），氨基乙酸，氨水，氫氧化鈉(NaOH, AR)，十六烷基三甲基溴化氨(CTAB，AR)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步聚1. ZnO納米粉體的制備(1) 檸檬酸絡(luò)合法a、 稱取0.02mol Zn(NO3)2于500ml燒杯中，加入20ml蒸餾水使溶解，在所得溶液中加入適量的檸檬酸（檸檬酸和金屬離子的比列為

21、1：1，2：1），同時(shí)用磁力加熱攪拌器加熱攪拌，加熱溫度為80100。b、 待溶液變?yōu)闇\黃色凝膠時(shí)，將燒杯移入烘箱（140180）中發(fā)泡（形成疏松多孔的絮狀物），發(fā)泡后研磨。c、 將粉末轉(zhuǎn)于瓷坩堝中，在坩堝底部用鉛筆作好標(biāo)記。由實(shí)驗(yàn)室老師將坩堝置于馬弗爐中于500燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得氧化鋅粉體。取少量進(jìn)行SEM(掃描電鏡) 和熒光性能測試。(2) 均相沉淀法a、 取0.02mol Zn(NO3)2和一定量的尿素（尿素和金屬離子的摩爾比為5：1）于250ml燒杯中，加入100ml蒸餾水使溶解。b、 將燒杯置水浴恒溫槽中，升溫至90后保溫2 4小時(shí)，同時(shí)用攪拌器攪拌。取出燒杯將沉淀抽濾，用蒸餾水

22、洗滌，再用無水乙醇洗滌三次，轉(zhuǎn)于烘箱中于8595干燥。c、 將粉末轉(zhuǎn)于瓷坩堝中，在坩堝底部用鉛筆作好標(biāo)記。由實(shí)驗(yàn)室老師將坩堝置于馬弗爐中于500燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得氧化鋅粉體。取少量進(jìn)行SEM(掃描電鏡) 和熒光性能測試。(3) 燃燒法a、 稱取0.02mol分析純的Zn(NO3)2和0.04mol分析純的氨基乙酸分別溶解于15ml蒸餾水中，接著將Zn2+溶液在攪拌下慢慢加入到氨基乙酸溶液中，得到無色透明混合溶液。加熱濃縮所得溶液，使自由水分蒸干，形成無色透明的粘稠凝膠。繼續(xù)加熱，體系開始出現(xiàn)零星的燃燒反應(yīng)，隨即蔓延至整個(gè)體系，燃燒反應(yīng)在幾秒內(nèi)迅速完成，得到黑色疏松的粉末產(chǎn)物。注意：加熱操作

23、和燃燒反應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)完成，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)要將擋風(fēng)玻璃調(diào)到適當(dāng)高度。b、 收集反應(yīng)后的產(chǎn)物置于瓷坩堝中，在坩堝底部用鉛筆作好標(biāo)記。由實(shí)驗(yàn)室老師將坩堝置于馬弗爐中500燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得氧化鋅粉體。取少量進(jìn)行SEM(掃描電鏡) 和熒光性能測試。(4) 水熱法a、 稱取0.020.05 mol的Zn(NO3)2于燒杯中，用40ml的蒸餾水溶解得到透明溶液。b、 加熱攪拌下將NaOH溶液（自己配制，0.1mol/l）逐滴滴加到Zn2+溶液中，將溶液pH調(diào)到堿性（7<pH<10），繼續(xù)攪拌10分鐘，將所得的混合溶液轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯內(nèi)襯高壓釜中，補(bǔ)充去離子水到釜容積的80%，充分?jǐn)嚢?。封緊釜

24、蓋放入180°C的鼓風(fēng)干燥箱中反應(yīng)34小時(shí)，取出釜自然冷卻，將沉淀物抽濾，先用蒸餾水洗滌3次，再用無水乙醇洗滌1次，轉(zhuǎn)于烘箱中于8595干燥，得到白色樣品。c、 將產(chǎn)品轉(zhuǎn)于瓷坩堝中，在坩堝底部用鉛筆作好標(biāo)記。由實(shí)驗(yàn)室老師將坩堝置于馬弗爐中于500燒結(jié)2小時(shí)，冷卻后即得氧化鋅粉體。取少量進(jìn)行SEM(掃描電鏡)和熒光性能測試。2. 產(chǎn)品的檢測表征（1） 用桌面掃描電鏡觀察ZnO粉體的形貌。（2） 檢測所制備納米氧化鋅粉體的熒光性質(zhì)。（見附錄）（3） 用紫外可見分光光度計(jì)檢測粉體對光的吸收性能。五、思考題1 檸檬酸絡(luò)合法a、 試述實(shí)驗(yàn)過程中凝膠、泡狀物及ZnO產(chǎn)品的形成過程。b、 試述Zn

25、O的發(fā)光機(jī)理。2 均相沉淀法c、 試述溫度對均相沉淀的影響。d、 均相沉淀法是否適合金屬復(fù)合氧化物（如MgAl2O4）的制備？為什么？3、 燃燒法a、 寫出燃燒反應(yīng)的氧化還原反應(yīng)方程式。b、 指出反應(yīng)中氨基乙酸的作用。c、 本實(shí)驗(yàn)中的Zn原料可以換成ZnCl2或者ZnAc2等其他可溶鋅鹽嗎？為什么？4、 水熱法a、 指出ZnO的形成過程。b、 結(jié)合所最終得到的發(fā)光結(jié)果，說明各合成方法的優(yōu)缺點(diǎn)。5. 結(jié)合你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，試說影響ZnO形貌，發(fā)光，光吸收性能的因素。實(shí)驗(yàn)前的預(yù)備工作：.預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做到心中有數(shù)；. 查閱以下文獻(xiàn)，獲取與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的信息）牛新書，杜衛(wèi)平，杜衛(wèi)民，蔣凱，應(yīng)用化學(xué)

26、20 （10）2003，）宋國利， 梁紅， 孫凱霞， 光子學(xué)報(bào)，（），）徐美，張尉平，尹民無機(jī)材料學(xué)報(bào)，（），）陳友存， 張?jiān)獜V，光譜學(xué)與光譜分析，（），）宋旭春， 徐鑄德， 陳衛(wèi)祥， 韓貴， 劉波， 鄭遺凡，無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，（），）康明，謝克難，盧忠遠(yuǎn)， 藤元成等，四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版)，（）,，參考結(jié)果：圖4 ZnO 樣品的 XRD圖譜圖 不同方法合成的ZnO 樣品的 透射電鏡圖譜，依次為：水熱法；沉淀法；檸檬酸鹽法。圖.不同方法合成的ZnO樣品的發(fā)射光譜圖：S1,沉淀法；S2,水熱法；S3,檸檬酸鹽法。實(shí)驗(yàn)九 聚苯胺導(dǎo)電聚合膜的制備及表征一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解聚合物的合成方法性能和主要反

27、應(yīng)；2. 通過電化學(xué)聚合實(shí)驗(yàn)，掌握電化學(xué)聚合的實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及相應(yīng)的電化學(xué)測試方法； 二、背景知識及實(shí)驗(yàn)原理20 世紀(jì)70 年代后期由于聚乙炔的發(fā)現(xiàn)而產(chǎn)生了以共軛高分子為基礎(chǔ)的導(dǎo)電高分子學(xué)科, 并得到了迅猛的發(fā)展, 而導(dǎo)電聚合物聚苯胺自20 世紀(jì)80年代中期被Mac Diarmid 等重新開發(fā)以來, 以其原料易得、合成簡單、較高的電導(dǎo)率和潛在的溶液和熔融加工性能, 以及良好的環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn), 成為目前最受關(guān)注的三大導(dǎo)電高分子品種(聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯) 之一。正是以上這些優(yōu)點(diǎn), 使聚苯胺有廣闊的應(yīng)用前景。導(dǎo)電聚苯胺具有較好的電磁屏蔽和微波吸收性能, 如聚苯胺/聚氯乙烯導(dǎo)電共混材料的電磁屏蔽常數(shù)

28、大于50 dB。在二次電池(塑料電池) 中使用聚苯胺具有良好的充放電效果, 循環(huán)充電2000 次, 庫侖效率仍接近100%。導(dǎo)電聚苯胺是一種良好的金屬防腐蝕材料, 同時(shí)還是較好的防污材料, 可在艦船上廣泛應(yīng)用。另外, 聚苯胺還有電致變色、電子發(fā)光等可被將來利用的性能。聚苯胺的合成方法很多, 如化學(xué)氧化聚合法、電化學(xué)聚合法、現(xiàn)場聚合法(in-situ)、縮合聚合法等,其中化學(xué)氧化聚合法較為簡單, 易于大批量生產(chǎn), 因而吸引了許多注意力。本實(shí)驗(yàn)用電化學(xué)聚合法合成聚苯胺，并且對其電化學(xué)和光學(xué)性能進(jìn)行表征。聚苯胺的形成是通過陽極偶合機(jī)理完成的 ,具體過程可由下式表示聚苯胺鏈的形成是活性鏈端( NH2)

29、 反復(fù)進(jìn)行上述反應(yīng),不斷增長的結(jié)果。由于在酸性條件下,聚苯胺鏈具有導(dǎo)電性質(zhì),保證了電子能通過聚苯胺鏈傳導(dǎo)至陽極,使增長繼續(xù)。只有當(dāng)頭頭偶合反應(yīng)發(fā)生,形成偶氮結(jié)構(gòu),才使得聚合停止。PAN 有4 種不同的存在形式,它們分別具有不同的顏色(見表1)。苯胺能經(jīng)電化學(xué)聚合形成綠色的叫作翡翠鹽的PAN 導(dǎo)電形式。當(dāng)膜形成后, PAN 的4 種形式都能得到,并可以非?？斓剡M(jìn)行可逆的電化學(xué)相互轉(zhuǎn)化。完全還原形式的無色鹽可在低于-0.2 V 時(shí)得到,翡翠綠在0.30.4V 時(shí)得到,翡翠基藍(lán)在0.7 V 時(shí)得到,而紫色的完全氧化形式在0.8 V 時(shí)得到。因此,可通過改變外加電壓實(shí)現(xiàn)翡翠綠和翡翠基藍(lán)之間的轉(zhuǎn)化,也可

30、以通過改變pH值來實(shí)現(xiàn)。區(qū)分不同光學(xué)性質(zhì)是由苯環(huán)和喹二亞胺單元的比例決定的,它能通過還原或質(zhì)子化程度來控制。三、 儀器和試劑儀器：電化學(xué)工作站，玻碳電極，飽和甘汞電極，pt電極試劑：苯胺，鹽酸，過濾的河水四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1. 苯胺、硫酸水溶液的配置分別取0.02mol的苯胺和0.2mol的硫酸于200ml蒸餾水中。2. 電極的預(yù)處理以ITO玻璃為研究電極，將ITO玻璃蒸餾水洗滌，分別在乙醇、二次水中超聲清洗。3. 電解槽的裝配將上述所配溶液置于電解槽，以處理過的ITO玻璃為研究電極，飽和甘汞電極為參比電極，pt電極為輔助電極組成三電極體系。4用循環(huán)伏安法掃描確定聚苯胺制備的起始電位 掃描范圍

31、為-0.11.5伏，掃描速度為10-50mv/s。5. 聚苯胺膜的制備聚苯胺膜的制備在電化學(xué)工作站上完成。選用恒電位法制備聚苯胺膜。聚合電位為0.60.9伏，聚合時(shí)間為400秒。觀察聚合電位對產(chǎn)品的影響。6. 聚苯胺膜的伏安特性 將所制備的聚苯胺膜置于0.2mol/l的硫酸溶液中，做出它的循環(huán)伏安曲線。掃描范圍為-0.41.0伏，掃描速度為10-50mv/s。比較峰值電流的大小，分析聚苯胺膜在氧化還原條件下的穩(wěn)定性。7. 聚苯胺光吸收用刀將電極上的聚苯胺刮下，真空干燥后用Hitachi U-3010型紫外-可見分光光度計(jì)測量它的吸收曲線圖。8.不同pH值條件下的循環(huán)伏安曲線 配制不同pH值標(biāo)準(zhǔn)

32、溶液3份（0.5，0.05，0.005mol/l的硫酸溶液）、pH=4的緩沖溶液，以飽和甘汞電極為參比電極，測定聚苯胺膜電極在各種溶液中的CV曲線，觀察溶液pH對它的伏安特性的影響。掃描范圍為-0.41.0伏，掃描速度為50mv/s。9觀察不同介質(zhì)中聚苯胺氧化還原峰的峰位的變化，并分析原因，畫出pH與峰位的 關(guān)系圖。五、問題和討論1. 什么是修飾電極？2. 聚苯胺光學(xué)吸收的原理是什么？實(shí)驗(yàn)前的預(yù)備工作：1.預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做到心中有數(shù)；2. 查閱以下文獻(xiàn)，獲取與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的信息）錢衛(wèi)軍，尹 斌，張祖訓(xùn)，分析化學(xué)研究報(bào)告，24（9），1996，993997。2）金緒剛黃承亞龔克成，半導(dǎo)體光

33、電， 18（3），1997，203207。3）夏都靈，電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，29（6），2000，669672。結(jié)果參考： 圖1.聚苯胺在1. 0MNHCl 水溶液中的循環(huán)伏安特性圖2.聚苯胺的電導(dǎo)率與pH 值的關(guān)系圖3.苯胺的紫外2可見光光譜圖 A. 摻雜態(tài);B. 本征態(tài)實(shí)驗(yàn)十七 聚合硫酸鐵的制備及性能測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)聚合硫酸鐵的制備及凈化水的知識2、 學(xué)習(xí)和了解絮凝沉降法處理工業(yè)廢水的有關(guān)知識3、 掌握含鋅廢水浮選處理技術(shù)4、 鞏固分光光度法和原子吸收法測定方法二 實(shí)驗(yàn)原理聚合硫酸鐵是一種鐵系無機(jī)高分子混凝劑,與硫酸亞鐵、三氯化鐵、硫酸鋁以及堿式氯化鋁等相比,具有無毒、適用pH 范圍

34、廣、礬花大、沉降快等優(yōu)點(diǎn),對COD、色度以及重金屬離子等都有較好的去除效果,因此,被廣泛地應(yīng)用于給排水工業(yè)和廢水處理等行業(yè)。生產(chǎn)聚合硫酸鐵的原料來源很多,如硫酸亞鐵、鋼鐵酸洗廢液、鐵泥和鐵礦石等,其中以硫酸亞鐵為原料的生產(chǎn)工藝簡單,條件溫和,成品雜質(zhì)少,品質(zhì)高。本實(shí)驗(yàn)以鈦白粉廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料,在常溫常壓下采用雙氧水直接氧化法合成聚合硫酸鐵。按照氧化方式的不同,聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法可分為直接氧化法和催化氧化法兩大類3 。直接氧化法是直接通過強(qiáng)氧化劑 (如NaClO、KClO3 、H2O2 等) 將亞鐵離子氧化為鐵離子,經(jīng)水解和聚合獲得聚合硫酸鐵; 催化氧化法是在催化劑( 如NaNO2 、

35、HNO3 等) 的作用下,利用空氣或氧氣將亞鐵離子氧化為鐵離子,經(jīng)水解和聚合獲得聚合硫酸鐵。催化氧化法一般以空氣為氧化劑,生產(chǎn)成本相對較低,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較廣,但需在較高的溫度(80 ) 和反應(yīng)壓力(0. 3 MPa) 下進(jìn)行,反應(yīng)時(shí)間較長(NaNO2 法為17 h ,HNO3 法為5 h) ,需要安裝廢氣凈化裝置,以脫去反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量氮氧化物氣體,工藝流程復(fù)雜,對設(shè)備要求較高,投資較大。二價(jià)鐵被雙氧水氧化形成三價(jià)鐵離子。在一定pH下，鐵離子水解生成聚合硫酸鐵，當(dāng)稀釋時(shí)進(jìn)一步發(fā)生水解，形成Fe(OH)3膠體，通過沉淀、吸附、絮凝等作用，使水相中的懸浮物、染料、Zn2+被轉(zhuǎn)入固相。固相的

36、物質(zhì)可通過過濾或上浮法除去。Fe(H2O)33+OH- Fe(OH)3+3H+H2OZn2+OH- Zn(OH)2再通過浮上法,將氫氧化鐵膠體浮上,使水中鋅除去。三、儀器和試劑1 儀器: 空壓機(jī)、浮選器、酸度計(jì)、分光光度計(jì)，攪拌器、原子吸收分光光度計(jì)。2試劑: 硫酸亞鐵，硫酸，雙氧水、亞甲基蘭、松節(jié)油。標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液：稱取0.4399g(保證試劑)ZnSO47 H2O溶于水中，并稀釋到1升，此溶液為1.00µg/ml的鋅。1.0%十二烷基硫酸鈉。1.0%油酸鈉。其它：1.0%NaOH，1%Fe2(SO4)3溶液。四 實(shí)驗(yàn)步驟1 聚合硫酸鐵的制備稱取11g 磨細(xì)后的硫酸亞鐵于250 mL

37、錐形瓶中,加水25 mL ,濃硫酸0.64 mL ,開啟磁力攪拌器,緩慢加入H2O2 2.7mL (用滴管加入) 。H2O2 加完后,過濾,靜置、冷卻,即得聚合硫酸鐵成品溶液。2 產(chǎn)品的性能檢測(1)去濁率測定取200 mL 高濁度原水樣,加入1100 稀釋后的聚合硫酸鐵5 mL ,劇烈攪拌3min ,調(diào)pH值（611）慢速攪拌10 min ,取上層清液(液面以下23cm 處) ,測定其吸光度,比較處理前后的吸光度,則得到去濁率。用不同用量的聚合硫酸鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測水樣的吸光度，得去濁率。作用量與去濁率的關(guān)系圖，找出最佳用量。(2)脫色率測定取200 mL 0.02%亞甲基蘭水溶液（由學(xué)生自己配

38、制），用聚合硫酸鐵作凈化水的實(shí)驗(yàn)，方法同1，找出最佳脫色用量。（先確定亞甲基蘭水溶液的最大吸收波長）(3)脫鋅率1）吸取40mL含鋅工業(yè)廢水于50ml燒杯中，加入不同用量的聚合硫酸鐵，在電磁攪拌器上不斷攪拌下，加入十二烷基硫酸鈉1mL、油酸鈉0.5ml，并充分?jǐn)嚢?0分鐘，再放置10分鐘后，轉(zhuǎn)入浮選器中，加1滴松節(jié)油，立即通入壓縮空氣，將產(chǎn)生的帶有Fe(OH)3氣泡沫刮走，直到產(chǎn)生的氣泡沫為白色，溶液變清澈為止。2）除鋅率的測定：采用原子吸收分光光度計(jì)測定原液中的鋅量和脫鋅后的溶液中的鋅量，計(jì)算出脫鋅率。3 對比實(shí)驗(yàn) 使用在實(shí)驗(yàn)3中制備的聚合氯化鋁進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出它的凈水效果。同聚合硫酸鐵

39、進(jìn)行對比，討論兩者的異同。五 思考與討論1、 制備聚合硫酸鐵實(shí)驗(yàn)中加入硫酸的作用是什么？2、 為什么聚合硫酸鐵能將懸浮物除去？3、 為什么通入空氣會使Fe(OH)3沉淀隨空氣上??？4、 談?wù)劤\基本原理是什么？ 實(shí)驗(yàn)二十 聚乙烯醇縮甲醛膠的制備、游離甲醛的消除與測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1了解常見膠粘劑聚乙烯醇縮甲醛的制備方法2了解甲醛的危害，掌握分析甲醛的方法； 3通過查資料確定消除甲醛的藥品，并通過實(shí)驗(yàn)測定除甲醛的效果； 4由學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)方案，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。 二、背景知識 聚乙烯醇縮甲醛( PVF ,俗稱107 膠) ,從80年代初期在我國開發(fā)應(yīng)用以來,在建筑行業(yè)以及其它行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用

40、. 但用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法所制得的PVF 性能比較差,一般為不合格產(chǎn)品。作為建筑膠使用的PVF ,其粘度、粘接強(qiáng)度、游離甲醛含量都是非常重要的指標(biāo). 本實(shí)驗(yàn)采用新的生產(chǎn)方法改善PVF 的性能,使制得的PVF 粘度符合JC438291 的標(biāo)準(zhǔn),其粘接強(qiáng)度和游離甲醛的含量都符合建材行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn).甲醛（HCHO）是一種無色易溶的刺激性氣體，甲醛可經(jīng)呼吸道吸收，其水溶液"福爾馬林"可經(jīng)消化道吸收?，F(xiàn)代科學(xué)研究表明，甲醛對人體健康有負(fù)面影響。當(dāng)室內(nèi)含量為0.1毫克/立方米時(shí)就有異味和不適感；0.5毫克/立方米時(shí)可刺激眼睛引起流淚；0.6毫克/立方米時(shí)引起咽喉不適或疼痛；濃度再高可引起惡

41、心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；當(dāng)空氣中達(dá)到230毫克/立方米時(shí)可當(dāng)即導(dǎo)致死亡。長期接觸低劑量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性月經(jīng)紊亂、妊娠綜合癥，引起新生兒體質(zhì)降低、染色體異常，甚至引起鼻咽癌。高濃度的甲醛對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟等都有毒害。它還可刺激眼結(jié)膜、呼吸道黏膜而產(chǎn)生流淚、流涕，引起結(jié)膜炎、咽喉炎、哮喘、支氣管炎和變態(tài)反應(yīng)性疾病。甲醛還可以致畸、致癌和致突變。據(jù)流行病學(xué)調(diào)查，長期接觸甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌癥。 在家庭的裝修中，所使用的材料特別是采用聚乙烯醇縮甲醛、脲醛樹脂等的材料常含有很高的甲醛，對人體產(chǎn)生很大危害，為了減少甲醛的危害，請通過

42、我們所學(xué)的知識或所查找的資料選定其中一種或二種作為甲醛消除劑來減少甲醛的散發(fā)，達(dá)到降低甲醛的危害的目的。 三、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的步驟： 1 查找與甲醛能發(fā)生反應(yīng)的藥品，該藥品應(yīng)能快速與甲醛反應(yīng)，本身無毒或低毒，所反應(yīng)的產(chǎn)物不容易揮發(fā)和低毒。 2 將實(shí)驗(yàn)所需藥品及實(shí)驗(yàn)原理向老師報(bào)告，并購買藥品。 3 按實(shí)驗(yàn)步驟中的要求制備聚乙烯醇縮甲醛膠，在實(shí)驗(yàn)步驟5完成后，按步驟6將甲醛消除試劑代替尿素進(jìn)行。要求其中的一半膠作為對比實(shí)驗(yàn)不加消除劑4 在100ml燒杯中稱取50g的含甲醛膠，加入0.5g所試驗(yàn)的藥品，攪拌10min，用比色法測定甲醛的放出量（按下列的甲醛的分析方法進(jìn)行測定）。用沒有加試驗(yàn)的藥品的空白膠

43、進(jìn)行對比。 5改變實(shí)驗(yàn)的藥品質(zhì)量，重復(fù)步驟4，找出最佳配比量。 6 進(jìn)行計(jì)算和討論。四、藥品與儀器藥品：聚乙烯醇PVA1799 ；甲醛:36 %38 % ,工業(yè)品;鹽酸:30 % ,化學(xué)純;NaOH:40 % ,化學(xué)純;尿素(U) :分析純。 儀器：電爐、溫度計(jì)、精密pH紙1-3、廣泛pH紙。注意：在甲醛的分析中還有藥品和儀器。五、實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)表中的配方的量要求準(zhǔn)備藥品，并按下述步驟進(jìn)行操作。 表 聚乙烯醇縮甲醛膠的配方藥品名稱規(guī)格質(zhì)量/ gPVA1 79910HCHO36 %386HCl30%0.8NaOH40%0.6尿素或甲醛消除劑分析純0.6H2O自來水120(1) 將H2O 加入三口

44、燒瓶,然后滴加HCl調(diào)節(jié)pH = 1. 51. 7 ,再加入PVA 升溫.(2) 在8590 并不斷攪拌下,PVA 全部溶解,一次性加入HCHO ,使溫度保持在8590之間,反應(yīng)約4050 min.(3) 快速降溫至50 60 , 并用40 %NaOH 調(diào)節(jié)pH 值為89.(4) 一半膠保溫在(60 ±5) ,加適量的尿素?cái)嚢?0 min；另一半膠加入甲醛消除劑（雙氧水或硫酸聯(lián)氨）。(7) 降溫至40 ,膠液透明,出料。 (8)按照甲醛的分析方法進(jìn)行采樣，步驟見分析方法。對比所選藥品與尿素的甲醛處理的結(jié)果，分析兩者除甲醛的差別。(9)產(chǎn)品性能檢測按粘度（見附錄5）、粘結(jié)性能測定（見附

45、錄6）。結(jié)果填入下表。六、討論與思考 1 所用藥品對甲醛的消除效果。 2 還能夠采取那些處理措施？ 甲醛的分析方法乙酰丙酮分允光度法 (1) 原理 甲醛吸收于水中，在銨鹽存在下，與乙酰丙酮作用，生成黃色的3,5-二乙?；?1,4二氫盧剔啶，根據(jù)顏色深淺，用分光光度法測定。 酚大于甲醛1500倍，乙醛大于甲醛300倍時(shí)，不干擾測定。 本方法檢出限0.25g/5ml ，當(dāng)采樣體積為30L時(shí)，最低檢出濃度為0.008mg/m3 。 (2) 儀器 大型氣泡吸收管10ml； 空氣采樣器 流量0-1L/min； 具塞比色管10m1 分光光度計(jì)。 、(3) 試劑 （實(shí)驗(yàn)老師已經(jīng)準(zhǔn)備好） 重蒸蒸餾水 乙酰丙酮

46、溶液：稱取25.0g乙酸銨，加少量水溶解，加3.0ml冰乙酸及0.25m1新蒸餾的乙酰丙酮，混勻，加水稀釋至l00m1。 甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液：取36-38甲醛10ml，用水稀釋至500m1，用碘量法標(biāo)定甲醛溶液濃度。臨用時(shí)，用水稀釋配制每毫升含5.0g甲醛的標(biāo)準(zhǔn)溶液。 標(biāo)定方法：吸取5.00ml甲醛溶液于250mI碘量瓶中、加入40.00ml C(1/2)0.10mol/L碘溶液，立即逐滴加30氫氧化鈉溶液，至顏色褪至淡黃色為止；放置10min。用5.0ml(1+5)鹽酸溶液酸化(空白滿定時(shí)需多加2m1)，置暗處放10min，加100-150m1水，用0.1mol/L硫代硫酸鈉標(biāo)淮溶液滴定至淡黃色，

47、加1.0ml新配制的5淀粉指爾劑，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛褪去。 另取5m1水同上法進(jìn)行空白滴定。 按下式計(jì)算甲醛溶液濃度： 甲醛镕液濃度(mgml)(v0-v)×C×15.0/5.00 式中 v0、v一一分別為滴定空白溶液、甲醛溶液所消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，m1； c硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L。 (4) 采樣 用一個(gè)內(nèi)裝5.0ml水及1.0ml乙酰丙酮溶液的氣泡吸收管，以0.5L/min的流量，采氣15L。 (5)步驟 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。取8支10ml比色管，按表5配制標(biāo)準(zhǔn)色列。 各管混均勻后，在40下放置30min，使其顯色完全后，在波長414nm處，用1cm比色皿

48、，以水為參比，測定吸光度。以吸光度對甲醛含量(g)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 表 甲醛標(biāo)準(zhǔn)色列 管號 0 1 2 3 4 5 6 7 水/ml 5.00 4.90 4.80 4.60 4.40 4.00 3.00 2.00 乙酰丙酮液/ml 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液/ml 0 0.10 0.20 0.40 0.60 1.00 2.00 3.00 甲醛含量/g 0 0.50 1.00 2.00 3.00 5.00 10.00 15.0 樣品測定。采樣后，樣品在40下放置30min，然后將樣品溶液移入比色皿中，以下操作同標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。 (6

49、)計(jì)算 甲醛(mgm3)WVn式中 W樣品中甲醛含量，g； Vn 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下采樣體積，L。 (7)說明 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)與樣品測定時(shí)溫差應(yīng)不超過2。 標(biāo)定甲醛時(shí)，在搖動下逐滴加入氫氧化鈉溶液至顏色明顯減褪，再搖片刻，待褪成淡黃色，放置后應(yīng)褪至無色。若堿量加入過多，則5ml(1+5)鹽酸溶液不足以使溶液酸化。實(shí)驗(yàn)二十一 聚磷酸銨的制備及阻燃性能測試一 目的要求：1.了解聚磷酸銨的用途及掌握其合成方法。2.掌握阻燃性能測試的一般方法.二背景知識及實(shí)驗(yàn)原理：聚磷酸銨（APP）是近十多年來發(fā)展起來的一種重要的無機(jī)阻燃劑，廣泛用于塑料、纖維、紙張、橡膠、木材等的阻燃，并可用于配制耐火涂料。APP含磷、氮量

50、大，熱穩(wěn)定性好，水溶性小，近于中性。同時(shí)，它具有分散性好，比重小，毒性低和價(jià)格低廉的特點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)是為（NH4）n+2PnO3n+1。APP有水溶性（n為1020）及水難溶性（n20）兩種。作為阻燃劑的n一般大于25。其合成方法主要有高溫聚合法和低溫溶劑法。本實(shí)驗(yàn)用低溫溶劑法，以石蠟為介質(zhì)，尿素和磷酸二氫胺為原料進(jìn)行制備。在尿素和磷酸二氫胺反應(yīng)體系中，存在下列反應(yīng)：當(dāng)n很大時(shí)，產(chǎn)物可寫成（NH4PO3）。三 試劑及儀器：試劑：液體石蠟（碳數(shù)在16以上），尿素，磷酸二氫銨，苯等。儀器：燒杯（500ml，200ml），抽濾裝置。四 實(shí)驗(yàn)步驟：1.合成：在500ml干燥的燒杯中，加入150ml液體石蠟

51、，電爐加熱至200（溫度計(jì)控制溫度），在該溫度下，不斷攪拌（手動攪拌），將30g尿素與28克磷酸二氫胺混合，分批加入至溫度為200的液體石蠟中，注意溫度不能過高，30分鐘內(nèi)加完。與190200的條件下繼續(xù)反應(yīng)2530分鐘，觀察反應(yīng)產(chǎn)物（由粘稠泡沫液體變?yōu)榘咨腆w）。然后冷卻至室溫，盡可能傾出液體石蠟（將石蠟轉(zhuǎn)入回收瓶），將生成物研細(xì)后，每次用3040ml苯浸洗2-3次，除去產(chǎn)物中夾留得石蠟，抽濾，回收苯。然后用蒸餾水洗滌產(chǎn)物。在120烘箱中，烘30分鐘，即得產(chǎn)物，稱重，計(jì)算產(chǎn)率。2.產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)：(1) 溶解度測定：準(zhǔn)確稱取上述產(chǎn)物4克加入100ml蒸餾水煮沸5分鐘后，過濾產(chǎn)物，烘干，稱余物，

52、計(jì)算100ml蒸餾水中的溶解度。(2) 阻燃性能測試：稱取4gAPP加100ml蒸餾水，攪拌均勻后，將一片濾紙浸在此液體中。10分鐘后取出烘干，與一未處理的濾紙，使燃燒對比實(shí)驗(yàn)，觀察其現(xiàn)象。(3) 測定產(chǎn)品的熔點(diǎn)（見附錄9）3防火涂料的制備及防火性能 涂料的配比見下表: 表 涂料配方品名用量品名用量（g）聚乙烯醇縮甲醛膠25.0聚磷酸銨22三聚氰胺11.5季戊四醇6.0六偏磷酸鈉（10%）5.0甲基硅油消泡劑0.5羧甲基纖維素鈉3.0去離子水22.0制備步驟為:將六偏磷酸鈉，羧甲基纖維素鈉分別配制成10%和2%的水溶液；將要求量的去離子水加入燒杯中；低速攪拌下，將配方量的阻燃劑、顏料、填料、分散劑依次加入，再加入適量的消泡劑，然后高速攪拌，攪拌大約1h；將基料和其它助劑加入，加入時(shí)攪拌速度要小，大約800r/min，以免破壞聚合物，攪拌時(shí)間為1h；用去離子水調(diào)節(jié)涂料的固含量即得產(chǎn)品。將涂料涂刷到紙板上，于烘