超聲法制備納米材料的研究進展

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1、第42卷第l1期當代化工Vo1．42．NO．1l2013年11月ContemporaryChemicalIndustryNovember．2013超聲法制備納米材料的研究進展胡亞楠，趙榮祥，李秀萍(1遼寧石油化工大學石油化工學院，遼寧撫順113001；2．遼寧石油化工大學化學與材料科學學院，遼寧撫順113001)摘要：高強度超聲波可以在室溫條件下，較短時間內(nèi)制備新型材料。尤其被廣泛應用于納米材料的制備和改性上。超聲波最顯著的效應是空化作用(氣泡的形成、生長和內(nèi)爆)和物理改性(由崩塌氣泡產(chǎn)生的微射流和沖擊波導致)。簡單介紹了超聲法制備納米材料的基本原理，并

2、舉例說明高強度超聲的物理效應和化學效應在納米材料制備或改性中的應用。關鍵詞：超聲波；納米材料；聲化學中圖分類號：O426．9文獻標識碼：A文章編號：1671-0460(2013)11-1565—03ResearchProgressinPreparationofNanomaterialsbyUltrasonicMethodsHUYa—rlal$1ZHA0Rong-xiang，LIXiu-ping(1．SchoolofPetrochemicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，

3、China：2．SchoolofChemistry&Materia1．LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Highintensityultrasoundcanbeusedfortheproductionofnovelmaterialswithoutbulkhightemperatureorlongreactiontime．Especiallyitiswidelyusedinpreparationandmodificationofnanomaterials．Themost

4、notableeffectsareconsequencesofacousticcavitation(formation，growth，andimplosivecollapseofbubbles)，andphysicalmodification(causedbyhigh—speedjetsorshockwavesderivedfrombubblecollapse)．Inthispape~thebasicprincipleofultrasonicpreparationofnanomaterialswasintroduced．a(chǎn)ndapplicationofc

5、hemicaleffectandPhysicaleffectofthehighintensityultrasoundinpreparationormodificationofnanostructuresmaterialswasdiscussed．Keywords：Ultrasound；Nanomaterials；Sonochemistry納米材料具有小尺寸效應、表面效應、量子尺液體介質(zhì)向四周傳播。在高強度超聲波作用下，液寸效應和宏觀量子隧道效應等，因此其在力、熱、體會產(chǎn)生成群的氣泡，每個氣泡均為一個“熱點”。聲、光、點、磁、催化等方面表現(xiàn)出與已知材料不氣

6、泡受強超聲作用，經(jīng)歷超聲的稀疏相和壓縮相，同的新特性，并由此受到人們極大的關注n。目前，氣泡生長、收縮、再生長、再收縮，經(jīng)多次周期性用于制備納米材料的方法有水熱法、電沉積法、溶震蕩，最終高速破裂。這一過程被稱為聲空化作膠一凝膠法、球磨法、激光濺射法等口。這些方法有用，其機理見圖1?。些基于化學原理，有些基于物理原理，各有各的優(yōu)勢，但應用范圍都有一定限制。人們正努力探索可八八八八以在溫和條件下制備出高純度、粒徑分布均勻、形貌可控的納米材料方法。胍續(xù)波超聲技術因其操作簡單、易控制、效率高、成l本低、易工業(yè)化、無污染、安全等優(yōu)點，被廣泛用于輔助制備納米材料，并

7、且取得了很好的效果。通囊奄?！~o·睜·◇◎·米過超聲輔助納米材料制備能夠細化納米顆粒，促進~,J-pj納米顆粒晶型轉化，提高納米材料的某些特殊性能圖1聲空化機理?Fig．1mechanismofacousticcavitation【。本文將簡單介紹超聲法制備納米材料的基本原理，并舉例說明超聲的物理效應和化學效應在納米聲空化過程最后一步幾乎是絕熱的，并由此產(chǎn)材料制備中的應用。生了聲化學的極端條件：瞬間溫度約為5000K，壓1超聲法的作用機理力超過1000atm，升溫和冷卻速率超過l0?K·S～。超聲波是由一系列疏密相間的縱波構成，通過這些獨特條件使以室

8、溫液體為平臺的合成法成為現(xiàn)收稿日期：2013-04—28作者簡介：胡亞楠(198