納米材料研究進(jìn)展_納米材料的制備_表征與應(yīng)用.pdf

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1、化學(xué)研究與應(yīng)用1998年第10卷第4期ChemicalResearchandApplicationVol.10No.41998*納米材料研究進(jìn)展Ⅱ——納米材料的制備、表征與應(yīng)用**裘式綸翟慶洲肖豐收張宗濤朱廣山(吉林大學(xué)化學(xué)系長(zhǎng)春130023)摘要本文綜合介紹近十年來(lái)(1985～1996)納米材料的制備、表征與應(yīng)用,探討了各種方法的特點(diǎn)與適用性。關(guān)鍵詞納米材料制備表征應(yīng)用中圖分類(lèi)號(hào)O648[1]前文介紹了納米材料結(jié)構(gòu)特性、性質(zhì)及性能,本文側(cè)重報(bào)導(dǎo)近十年來(lái)(1985～1996)有關(guān)納為材料制備、表征及應(yīng)用。1納米材料制備對(duì)納米材料的制備方法目前主要有三種分類(lèi)方法。第一種是根據(jù)制備

2、原料狀態(tài)分為固體法、液體法及氣體法。第二種按反應(yīng)物狀態(tài)分干法和濕法。第三種為物理法、化學(xué)法和綜合法?，F(xiàn)今采用第三種分類(lèi)方法較多。它又分為(i)化學(xué)法,分為水熱法、水解法、熔融法等;(ii)物理法,分為蒸氣冷凝法、爆炸法、電火花法、離子濺射法、機(jī)械研磨法、低溫等離子體法等;(iii)綜合法,分為等離子加強(qiáng)化學(xué)沉積法(PECVD)、激光誘導(dǎo)化學(xué)沉積(LICVD)等方法。近年來(lái)雖然有關(guān)制備方法報(bào)導(dǎo)較多,但能夠?qū)嵱没可a(chǎn)的方法則很少。納米材料的制備,某些方法頗具特色,但為減少篇幅,這里將以表1形式給出某些制備方法。下面對(duì)制備納米材料具有某些特色的制備方法予以重點(diǎn)而詳細(xì)的介紹。[34

3、]1.1激光氣相合成法本世紀(jì)八十年代初由美國(guó)Haggery等人首先提出。目前用該法已合成出一批具有顆粒粒徑小、不團(tuán)聚、粒徑尺寸分布窄等優(yōu)點(diǎn)的超細(xì)粉,產(chǎn)率高,是一種可[11～14]行的方法,具有工業(yè)化應(yīng)用前景。如以C2H4作光敏劑,Ti(i-OC3H7)4/O2為原料,以CW-[35]CO2激光為熱解光源,在連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)池中制備TiO2超微粒子。激光能量密度對(duì)納米粒子[36]制備影響的研究表明,在大氣中用激光束直接加熱Zn靶制備ZnO納米粉,不同的激光能量密度可制備出形狀結(jié)構(gòu)不同的納米粉。通常情況下,顆粒相互粘連為鏈狀,條件合適時(shí)可得彌散狀粉粒,而高能量密度激光加熱可獲得晶須結(jié)構(gòu)

4、粉粒。激光氣相合成超細(xì)粉已成為世界各國(guó)關(guān)注的高新技術(shù)領(lǐng)域。1.2冷凍干燥法本法可較好地消除粉料干燥過(guò)程中的團(tuán)聚現(xiàn)象。由于含水物料在結(jié)*國(guó)家自然科學(xué)基金資助課題**通訊聯(lián)系人本文于1997年9月28日收到332化學(xué)研究與應(yīng)用第10卷表1納米材料的制備Table1Thepreparationofnanomaterials制備方法制備材料徑粒尺寸文獻(xiàn)PreparationPreparationParticl備注NptesLiteraturesmethodsmaterialssizes/nm惰性氣體蒸紫外吸收光譜藍(lán)移,對(duì)5nm金粒子,
max-發(fā)與等離子578nm;對(duì)2nm金粒子,
m

5、ax=532nm;藍(lán)移Au1.4～53體聚合技術(shù)明顯,而尺寸至1.4nm時(shí),則觀察不到明顯結(jié)合法的吸收峰在SiO2中制備,用強(qiáng)制的方法離子注入,使兩種不固溶的元素鑲嵌在一起,然后經(jīng)高溫退火,使其中的注入元素偏析出來(lái)。因注入離子注入法-Fe254離子的深度只有幾十納米,致使偏析的微晶顆粒大小也只能在納米范圍,從而構(gòu)筑成納米材料非均相共沸ZrO22～10闡明防止硬團(tuán)聚形成機(jī)理5蒸餾法Fe(Ti,Ni,電弧等離子Cu,Zn,Ag,40(40,40,儲(chǔ)氫材料6體法In,CeNi,50,200,80)CeTi)真空電弧等Fe(Si,Ni,離子射流蒸Mo,TiAl,5～507發(fā)法Ti3A

6、l2Si3N4)激光熱氣化TiO26～20銳鈦礦型8法激光誘導(dǎo)法-Si3N4100～500制得高純度晶須9SiC40非晶態(tài)10-Fe2O3,12.5～100,Fe2O3(無(wú)定115.0～12.0形)CO2激光晶-Fe20～4012相制粉法Fe2O32～10主要晶型型13FexSiy10～6014陰極氧化水TiO21～2TiO2納米層15解法凝膠爆炸快ZrO29.2～26.516,17速分解法濕化學(xué)法LaAiO3<100比表面積大,表面粗糙18ZrO2619膠體化學(xué)法-FeO(OH)<16非晶態(tài)20反相膠束(NaAOT-AgAOT-H2O-異辛烷)中水含量控制Ag2S尺寸。探

7、討了不同尺寸粒反相膠束微子及固體載體情況下的自組裝,將固體載體Ag2S3.2～5.821乳液法放入膠體溶液中,觀察到納米粒子多層的形成,這種自組裝是由于范德華力及分散力所致第4期裘式綸等:納米材料研究進(jìn)展Ⅱ——納米材料的制備、表征與應(yīng)用333-AlOOH6正已醇-TritonX-100-H2O體系22微乳液反應(yīng)法Cr2O33～15硬脂酸-十二烷基苯磺酸鈉-水體系23NiMn2O450升高溫度,粒度增加24PbTiO351.225Pb1-xLaxTi318～2026LaFeO312～7527