納米材料研究進展_納米材料的制備_表征與應用.pdf

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1、化學研究與應用1998年第10卷第4期ChemicalResearchandApplicationVol.10No.41998*納米材料研究進展Ⅱ——納米材料的制備、表征與應用**裘式綸翟慶洲肖豐收張宗濤朱廣山(吉林大學化學系長春130023)摘要本文綜合介紹近十年來(1985～1996)納米材料的制備、表征與應用,探討了各種方法的特點與適用性。關鍵詞納米材料制備表征應用中圖分類號O648[1]前文介紹了納米材料結構特性、性質(zhì)及性能,本文側重報導近十年來(1985～1996)有關納為材料制備、表征及應用。1納米材料制備對納米材料的制備方法目前主要有三種分類方法。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。第二種按反應物狀態(tài)分干法和濕法。第三種為物理法、化學法和綜合法?，F(xiàn)今采用第三種分類方法較多。它又分為(i)化學法,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、機械研磨法、低溫等離子體法等;(iii)綜合法,分為等離子加強化學沉積法(PECVD)、激光誘導化學沉積(LICVD)等方法。近年來雖然有關制備方法報導較多,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。下面對制備納米材料具有某些特色的制備方法予以重點而詳細的介紹。[34

3、]1.1激光氣相合成法本世紀八十年代初由美國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、不團聚、粒徑尺寸分布窄等優(yōu)點的超細粉,產(chǎn)率高,是一種可[11～14]行的方法,具有工業(yè)化應用前景。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)流動反應池中制備TiO2超微粒子。激光能量密度對納米粒子[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構不同的納米粉。通常情況下,顆粒相互粘連為鏈狀,條件合適時可得彌散狀粉粒,而高能量密度激光加熱可獲得晶須結構

4、粉粒。激光氣相合成超細粉已成為世界各國關注的高新技術領域。1.2冷凍干燥法本法可較好地消除粉料干燥過程中的團聚現(xiàn)象。由于含水物料在結*國家自然科學基金資助課題**通訊聯(lián)系人本文于1997年9月28日收到332化學研究與應用第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PreparationPreparationParticl備注NptesLiteraturesmethodsmaterialssizes/nm惰性氣體蒸紫外吸收光譜藍移,對5nm金粒子,
max-發(fā)與等離子578nm;對2nm金粒子,
m

5、ax=532nm;藍移Au1.4～53體聚合技術明顯,而尺寸至1.4nm時,則觀察不到明顯結合法的吸收峰在SiO2中制備,用強制的方法離子注入,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。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,從而構筑成納米材料非均相共沸ZrO22～10闡明防止硬團聚形成機理5蒸餾法Fe(Ti,Ni,電弧等離子Cu,Zn,Ag,40(40,40,儲氫材料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法激光誘導法-Si3N4100～500制得高純度晶須9SiC40非晶態(tài)10-Fe2O3,12.5～100,Fe2O3(無定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速分解法濕化學法LaAiO3<100比表面積大,表面粗糙18ZrO2619膠體化學法-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:納米材料研究進展Ⅱ——納米材料的制備、表征與應用333-AlOOH6正已醇-TritonX-100-H2O體系22微乳液反應法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