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1、化工進展水-油兩相法制備無機納米晶自組裝結構的研究綜述張育新董萌黃明郝曉東邱鑫(重慶大學材料科學與工程學院,重慶400044)摘要:無機納米晶自組裝結構的合成一直是納米科學與技術領域研究的熱點。本文綜述了水-油兩相法制備單分散型無機納米晶、納米晶自組裝薄膜兩方面內容,并詳細分析了其兩相反應機理、晶體生長過程的影響因素、合成條件等。這種水-油兩相法合成了包括像金屬、半導體納米材料、光、電、磁、稀土金屬等多種無機納米晶自組裝結構,是一種簡單并具有一定普適性的制備方法。關鍵詞:水-油兩相法;無機納米晶;單分散;表面
2、改性;自組裝GeneralSynthesisofInorganicNanocrystalsSelf-assembliesviaaBiphasicMethodZHANGYuXin,DONGMeng,HUANGMing,HAOXiaoDong,QIUXin(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,P.R.China)Abstract:Assembliedinorganicnanocrystalshave
3、attractedmuchattentioninnanoscienceandnanotechnology.Inthiswork,abiphasicmethodisexploitedtopreparemanykindsofnanocrystalsself-assembliessuchasmonodispersenanocrystals,self-assemblynanocrystalsfilms.Furthermore,theformationmechanismofself-assemblynanocrysta
4、ls,syntheticconditionsandfactorsareanalyzed,respectively.Generally,thisbiphasicmethodisasimple,reproducibleandgeneralroute,andisbecomingapowerfulmethodtopreparemanykindsofassembliednanocrystalsincludingmetal,semiconductors,magnetic,dielectric,andrareearthna
5、nocrystals.Keywords:abiphasicmethod;inorganicnanocrystals;monodispersity;surfacemodification;self-assembly自組裝無機納米晶作為一種非常重要的納米材料,它以其獨特的物理化學性質,在材料科學、生物、光電等各個領域得到了廣泛的關注和研究[1]。高品質自組裝無機納米晶具有良好的表面形貌、顆粒尺寸及非常高的結晶度,這種納米晶將會構筑高品質納米半導體金屬[2-4]、納米陶瓷等高度有序的結晶結構[5],在光學器件,光質
6、發(fā)光器件、生物醫(yī)學、生物傳感器領域都有著廣闊的前景[6-9]。無機納米晶作為構建納米材料的結構單元,鑒于此,化工進展如何有效控制晶體的顆粒尺寸、形貌,成為了納米科學基礎領域應用與研究的關鍵之一[10-14]。濕化學法是一種合成自組裝無機納米晶非常普遍的方法。像溶膠凝膠法(Sol-gelmethod)、水熱法、溶劑熱法及反膠束技術、超聲波輔助共沉淀法、Langmuir–Blodgett(LB)技術、液-液-固(LLS)、液-固-液(LSS)界面生長技術等都可以用來合成納米晶或納米晶薄膜[15-18]。Tzhay
7、ik[19]等采用黃酸鹽作修飾劑來合成銅納米顆粒,然而所得Cu納米顆粒粒徑分布較寬,并且穩(wěn)定時間不理想。Xia[20,21]等人用溶劑熱法和溶膠凝膠法分別合成了SnO2和Zn納米晶,這種納米晶能夠均勻分散在非極性溶劑中。然而,溶膠凝膠法得到的納米顆粒多數(shù)要經過高溫處理,溶劑熱法、水熱法由于合成溫度較高,不適宜合成較小的納米晶。另外,這些方法合成的納米晶大多數(shù)不能很好的分散在有機溶劑中,并且在水溶液中不能穩(wěn)定存在或出現(xiàn)嚴重的團聚現(xiàn)象,給今后的應用造成了非常大的問題。因此,找到一種簡單、快速、具有普適性的合成納米
8、晶的方法至為重要。1994年,Brust[18]等人率先引進水-油兩相法來合成硫醇修飾納米Au,此方法不僅能明顯改善金屬離子的水解,而且所制備出的納米金粒徑分布均勻,約為1~3nm,納米金還能夠完全均勻的分散在甲苯溶液中。此方法迅速吸引了大量研究者的注意,其他貴金屬如Pt,Pd和Ag也相應合成[22-24]。近年來,Pan,Wang,和Zhao等人將此兩相系統(tǒng)改進,合成了一系列如CdS,CdSe,C