微乳技术在无机纳米材料制备上的应用.ppt

* * * * Seminar Ⅰ 微乳技术在无机纳米材料制备上的应用 学生：李娟 导师：申文杰 2005.10.7 内容 微乳液基本原理 影响微乳法制备无机纳米材料的因素 微乳法合成无机纳米材料 结论 定义：微乳液是由两种互不相溶液体在表面活性剂的作用 下形成的热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明的 液体分散体系，分散相直径约为1-100nm。 微乳液基本原理 O/W W/O W 亲水端 亲油端 微乳液体系 组成： 有机溶剂：C6-C8直链烃或环烷烃 表面活性剂：阴离子(AOT)，阳离子(CTAB) 非离子(Triton X) 助表面活性剂：脂肪醇，胺 水溶液 作用：(1) 增加表面活性，降低油水界面张力 (2) 阻止液滴聚集，提高稳定性 作用： （1）降低界面张力； （2）增加界面膜的流动性； （3）调整表面活性剂HLB值。 W/O型微乳夜中超细颗粒形成的机理 (1) 两种微乳液混合 (2)向微乳液中直接加还原剂或气体 还原剂通常为N2H4.H2O，NaBH4，H2 气体通常为NH3，H2S 还原剂 Microemulsion containing reactant A 或气体 影响微乳法制备无机纳米材料的因素 ? 纳米尺寸的“水核”是制备纳米粒子的关键，所以 选择合适的微乳系统是材料制备的前题。 ? 影响因素 表面活性剂性质的影响 水/表面活性剂摩尔比的影响 反应温度和时间的影响 影响因素 表面活性剂性质决定微乳体系中“水核”界面性质，对纳米粒子的形貌和粒径具有关键作用。 ? 表面活性剂 表面活性剂浓度恒定时，H2O/S 浓度之比ω0 越小，液滴越小，形成的被活性剂包裹的核越小，最终的 粒子尺寸就越小。 ? H2O/S浓度比 影响因素 反应温度和时间 ? ? 其它因素： PH值，反应物浓度,还原剂和沉淀剂的性质等 温度低 反应可能不会发生 温度高 产物可能聚集，使粒径变大 反应时间 直接影响产物的形貌 微乳的应用简介 1943年：Schulman 首次报道这一分散体系 1982年：Boutonnet 首次报道了应用微乳法制备金属 纳米粒子 H2PtCl6 N2H4?H2O H2 Smaller(3-5nm) 90年代以后：广泛应用于原油开采，农药，食品，反应介质，纳米反应器 ，生化反应，材料合成等领域。 微乳法制备无机纳米材料 金属单质和合金纳米微粒的制备 金属氧化物的制备 金属硫化物纳米微粒的制备 其它无机化合物纳米微粒的制备 Representative Examples Of Nanoparticulate Metals Prepared by Reduction in Microemulsions 金属单质和合金的制备 CTAB-H2O-n-hexanol体系中用还原法合成金属镍 2Ni 2+ + N2H4 + 4OH - 2Ni(fcc) + N2 + 4H2O 730C Transmission electron micrograph and size distributionof nickel nanoparticles. [NiCl2]= 0.05 M; [N2H5OH]=1.0 M; water/CTAB/n-hexanol= 22/33/45; 73 °C Synthesis of Ni–Co needle-like alloys Ⅱ 80OC回流 3ml Ⅰ After 5min Ⅱ 65OC回流 Ⅰ a) t=10min b) t=50min c) t=150min 合成金属氧化物 Survey from the Literature of Oxides Prepared from Microemulsions *