花生状微/纳米CaMoO4的表面热力学性质

doi:10.7503/cjcu20140062

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (5): 1007.doi: 10.7503/cjcu20140062

花生状微/纳米CaMoO₄的表面热力学性质

范高超^1,², 马昭¹, 黄在银^1,²(), 谭学才^1,², 姚先超¹

1. 广西民族大学化学化工学院
2. 广西林产化学与工程重点实验室, 南宁 530006

收稿日期:2014-01-20 出版日期:2014-05-10 发布日期:2014-04-12
作者简介:联系人简介: 黄在银, 男, 教授, 主要从事物理化学和纳米材料的研究. E-mail:hzy210@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 20963001, 21273050)资助

Surface Thermodynamic Properties of Micro/nano Peanut-shaped CaMo $O 4 †$

FAN Gaochao^1,², MA Zhao¹, HUANG Zaiyin^1,^2,^*(), TAN Xuecai^1,², YAO Xianchao¹

1. College of Chemistry and Chemical Engineering
2. Guangxi Key Laboratory of Chemistry and Engineering of Forest Products,Guangxi University for Nationalities, Nanning 530006, China

Received:2014-01-20 Online:2014-05-10 Published:2014-04-12
Contact: HUANG Zaiyin E-mail:hzy210@163.com
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.20963001, 21273050)

摘要/Abstract

摘要：

采用室温反相微乳液法制备了3种不同尺寸的花生状微/纳米CaMoO₄. 基于纳米CaMoO₄与块体CaMoO₄热力学性质的本质差异, 结合化学热力学基本理论及热动力学原理, 推导出纳米CaMoO₄摩尔表面热力学函数的关系式. 在此基础上, 采用原位微量热技术获得了花生状微/纳米CaMoO₄的摩尔表面热力学函数. 结果表明, 花生状微/纳米CaMoO₄的表面热力学性质变化具有尺寸效应, 即随着尺寸的减小, 摩尔表面焓、摩尔表面Gibbs自由能、摩尔表面熵均增加.

关键词: 微/纳米CaMoO4, 尺寸效应, 微量热技术, 表面热力学

Abstract:

Mirco/nano peanut-shaped CaMoO₄ with three different sizes were prepared via reverse-microemulsion method at room temperature. Based on the essential difference between thermodynamic properties of nano CaMoO₄ and bulk CaMoO₄, the equations for acquiring molar surface thermodynamic functions of nano CaMoO₄ were derived via combining the basic theory of chemical thermodynamics with thermokinetic principle. According to the derived equations, molar surface thermodynamic functions such as molar surface enthalpy, molar surface Gibbs free energy and molar surface entropy of the synthesized peanut-like mirco/nano CaMoO₄ were successfully gained by in situ microcalorimetry. The results demonstrated that the size has significant influence on surface thermodynamic properties. Along with the size reducing, the molar surface enthalpy, molar surface Gibbs free energy and molar surface entropy increased.

Key words: Micro/nano CaMoO4, Size effect, Microcalorimetry, Surface thermodynamics

中图分类号:

TrendMD:

范高超, 马昭, 黄在银, 谭学才, 姚先超. 花生状微/纳米CaMoO₄的表面热力学性质. 高等学校化学学报, 2014, 35(5): 1007.

FAN Gaochao, MA Zhao, HUANG Zaiyin, TAN Xuecai, YAO Xianchao. Surface Thermodynamic Properties of Micro/nano Peanut-shaped CaMo $O 4 †$ . Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(5): 1007.

图/表 4

Fig.1 XRD pattern of the prepared products 1—3(a—c)(A) and their SEM images(B—D)

Fig.2 SEM image of the purchased bulk CaMoO4

Table 1 Standard molar enthalpy and rate constant of each CaMoO4 reaction system

Reaction system	No.	m/mg	Q/mJ	Δ_r $H m 0 —$ /(kJ?mol^-1)	lnk
Bulk CaMoO₄	1	1.269	-430.154	-67.801	-7.128
	2	1.260	-425.403	-67.531	-7.239
	3	1.265	-427.793	-67.642	-7.099
	4	1.263	-426.681	-67.573	-7.108
	5	1.267	-429.229	-67.762	-7.117
Average value				-67.662±0.117	-7.138±0.057
Product 1	1	1.267	-541.734	-85.523	-6.574
	2	1.259	-537.679	-85.452	-6.669
	3	1.252	-533.230	-85.189	-6.638
	4	1.257	-536.547	-85.378	-6.605
	5	1.254	-534.433	-85.245	-6.556
Average value				-85.357±0.139	-6.608±0.046
Product 2	1	1.270	-621.616	-91.902	-6.474
	2	1.266	-619.367	-91.856	-6.529
	3	1.276	-625.892	-92.112	-6.505
	4	1.272	-623.784	-92.089	-6.462
	5	1.269	-620.403	-91.788	-6.445
Average value				-91.949±0.144	-6.483±0.034
Product 3	1	1.265	-659.847	-103.334	-6.291
	2	1.270	-663.369	-103.478	-6.275
	3	1.264	-652.285	-103.222	-6.316
	4	1.267	-656.031	-103.567	-6.302
	5	1.269	-662.701	-103.455	-6.328
Average value				-103.411±0.135	-6.302±0.021

Table 1 Standard molar enthalpy and rate constant of each CaMoO4 reaction system

Reaction system	No.	m/mg	Q/mJ	Δ_r $H m 0 —$ /(kJ?mol^-1)	lnk
Bulk CaMoO₄	1	1.269	-430.154	-67.801	-7.128
	2	1.260	-425.403	-67.531	-7.239
	3	1.265	-427.793	-67.642	-7.099
	4	1.263	-426.681	-67.573	-7.108
	5	1.267	-429.229	-67.762	-7.117
Average value				-67.662±0.117	-7.138±0.057
Product 1	1	1.267	-541.734	-85.523	-6.574
	2	1.259	-537.679	-85.452	-6.669
	3	1.252	-533.230	-85.189	-6.638
	4	1.257	-536.547	-85.378	-6.605
	5	1.254	-534.433	-85.245	-6.556
Average value				-85.357±0.139	-6.608±0.046
Product 2	1	1.270	-621.616	-91.902	-6.474
	2	1.266	-619.367	-91.856	-6.529
	3	1.276	-625.892	-92.112	-6.505
	4	1.272	-623.784	-92.089	-6.462
	5	1.269	-620.403	-91.788	-6.445
Average value				-91.949±0.144	-6.483±0.034
Product 3	1	1.265	-659.847	-103.334	-6.291
	2	1.270	-663.369	-103.478	-6.275
	3	1.264	-652.285	-103.222	-6.316
	4	1.267	-656.031	-103.567	-6.302
	5	1.269	-662.701	-103.455	-6.328
Average value				-103.411±0.135	-6.302±0.021

Table 2 Surface thermodynamic data of the prepared micro/nano CaMoO4

Product	$H m s$ /(kJ·mol^-1)	$G m s$ /(kJ·mol^-1)	$S m s$ /(J·mol^-1·K^-1)
1	17.695±0.256	1.314±0.255	54.942±1.713
2	24.287±0.261	1.624±0.226	76.012±1.633
3	35.749±0.252	2.072±0.193	112.953±1.493

Table 2 Surface thermodynamic data of the prepared micro/nano CaMoO4

Product	$H m s$ /(kJ·mol^-1)	$G m s$ /(kJ·mol^-1)	$S m s$ /(J·mol^-1·K^-1)
1	17.695±0.256	1.314±0.255	54.942±1.713
2	24.287±0.261	1.624±0.226	76.012±1.633
3	35.749±0.252	2.072±0.193	112.953±1.493

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花生状微/纳米CaMoO₄的表面热力学性质

Surface Thermodynamic Properties of Micro/nano Peanut-shaped CaMo $O 4 †$

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