2.零维纳米材制备_20110308.ppt

C60的晶体照片 C60家族 气相法 1、气相中蒸发法 2、化学气相反应 （化学气相沉积）法 3、化学气相凝聚法 4、溅射法 气相法制备纳米材料 1、气相中蒸发法：在惰性气体或活泼性气体中将金属、合金或陶瓷蒸发气化，然后与冷惰性气体冲突，冷却、凝结（或与活泼性气体反应后再冷却凝结）成纳米微粒。 原理：蒸发过程中，由原物质发出的原子由于与惰性气体原子碰撞迅速损失能量而冷却，这种有效的冷却过程在原物质蒸汽中造成很高的局域过饱和，导致均匀成核。一般先形成原子簇，再形成单个纳米微粒。 2、化学气相反应（化学气相沉积）法：利用挥发性金属或非金属化合物的蒸汽，通过化学反应生成所需要的化合物，在保护气体环境下快速冷凝，从而制备纳米微粒。 3、化学气相凝聚法：利用原料在气相中通过化学反应形成基本粒子并进行冷凝聚合成纳米粒子的方法。 4、溅射法：在惰性气氛或活性气氛下在阳极或/和阴极蒸发材料间加上几百伏的直流电压，使之产生辉光放电，放电中的离子撞击阴极的蒸发材料靶上，靶材的原子就会由其表面蒸发出来，蒸发的原子被惰性气体冷却而凝结或与活性气体反应而形成纳米粒子。 沉淀法（均匀沉淀、共沉淀），水解法（无机盐水解、金属醇盐水解），喷雾法（喷雾干燥、雾化水解、喷雾焙烧），溶剂热法（水热法、溶剂热法），蒸发溶剂热法，氧化还原法（水溶液、有机溶液），乳液法，溶胶－凝胶法，辐射化学合成法等。 1、化学沉淀法 包含一种或多种离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂(如OH-、CO32-等)后，或于一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物或碳酸盐、硫酸盐、草酸盐等盐类沉淀物从溶液中析出，并将溶液中原有的阴离子洗去，经热分解即得到所得的氧化物粉料。 整个反应用下式表示： nA + nB → [AB] 2、水热法（高温水解法） 3、微乳液法 微乳液法制备纳米材料的过程 4、喷雾法 喷雾法可根据雾化和凝聚过程分为三种方法： (1)喷雾干燥法。将金属盐水溶液或氢氧化物溶胶送入雾化器，由喷嘴高速喷入干燥室获得了金属盐或氧化物的微粒，收集后再焙烧成所需要成分的纳米粒子。 (2)雾化水解法。此法是将一种盐的超微粒子,由惰性气体载入含有金属醇盐的蒸气室，金属醇盐蒸气附着在超微粒的表面．与水蒸气反应分解后形成氢氧化物微粒，经焙烷后获得氧化物的纳米颗粒。 (3)雾化焙烧法。此法是将金属盐溶液经压缩空气由窄小的喷嘴喷出而雾化成小液滴，雾化室温度较高，使金属盐小液滴热解个成了纳米粒子。例如，将硝酸镁和硝酸铝的混合溶液经此法可合成镁、铝尖晶石． 例如,将 NiSO4、 Fe2(SO4)3 和 ZnSO4的水溶液按一定比例混合后喷雾干燥得到小颗粒，再在800-1000oC下焙烧得到磁性材料Ni, Zn铁氧体Ni(Zn)Fe2O4。 特点:可连续生产、操作简单、但有些盐类分解时有毒气产生。 5、溶胶-凝胶法 思考题 1. 常见纳米粒子的制备方法很多,你怎么看待这些方法？ 2. 简述溶胶-凝胶法的基本原理和其优缺点？ 3. 要得到不同形貌的氧化锌纳米粒子，试设计制备方法。 3. 火花放电法 放电发生的瞬间产生 高温，同时产生很强 的机械能。 放电频率：1200次/秒 放电引起： 1、铝从铝粒表面剥离 2、水电离产生-OH 3、Al(OH)3—Al2O3 4. 球磨法 一定粒度的反应粉末(或气体)以一定的配比置于球磨机中高能粉磨，同时保持研磨体与粉末的重量比和研磨体球径比并通入氩气保护。反应性球磨法克服了气相冷凝法制粉效率低、产量小而成本高的局限，应用于金属氮化物合金的制备，而且在球磨过程中可以进行还原反应。 滚动球磨 搅拌球磨 振动球磨 液相法制备纳米材料 沉淀法制备金属纳米粒子 → ZrOCl2.8H2O YCl3 洗涤、脱水、防团聚 ZrOCl2.8H2O+YCl3 NH4OH ZrOCl2 + 2NH4OH + H2 Zr(OH)4 + 2NH4Cl YCl3 + 3NH4OH Y(OH)3 + 2NH4Cl Zr(OH)4 + n Y(OH)3 按比例混合 Zr1-xYxO2 煅烧 1. 原料混合 2. 加沉淀剂 3. 沉淀反应控PH、浓度搅拌、促进形核、控生长 4. 洗涤、脱水、防团聚 5. 煅烧 稳定氧化锆陶瓷的化学沉淀法制备 水热法是在高压釜里的高温、高压反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解，反应还可进行重结晶。水热技术具有两个特点，一是其相对低的温度，二是在封闭容器中进行，避免了组分挥发。1982年开始用水热反应制备纳米粉末。 水热条件下粉体的制备有： 水热结晶法 比如 Al(OH)3 Al203·H2O 水热合成法 比如 FeTiO3+K