纳米材料的制备及硒化物纳米材料的制备、性质及应用.docx

现代无机合成与制备化学论文 纳米材料的制备及硒化物纳米材料的制备、性质和应用 姓名：伊力哈木江·奥布力喀斯木 学号：20101002411 教师：玛丽娅教授 日期：2015年6月3日 纳米材料的制备 绪论 纳米材料为器件的微型化、纳米化提供了材料基础，在光学、电子学、化工、环保、生物和医学等领域应用广泛，在介观物理以及纳米级器件的制作等方面应用前景广阔。近年来纳米棒、纳米管等一维纳米结构体系的研究，已经成为材料领域研究的热点之一。 纳米材料的制备方法有许多种，按制备过程的物态分类，有气相法、液相法和固相法。 关键词：纳米材料 应用 制备方法 气相法 液相法 固相法 关键词：纳米材料 应用 制备方法 气相法 液相法 固相法。 气相法 气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体,然后使它们在气态下发生物理或化学作用,最后凝聚长大形成纳米微粒的方法。气相法主要包括物理气相沉积法和化学气用沉积法。常见的物理气相沉积法是利用加热、高频感应、激光等热源或真空蒸发促使原料气化或形成等离子体，然后骤冷沉积得到纳米材料。另一种物理气相沉积法是电极溅射法，在两电极（阴极为材料）间充入惰气，并在两电极间施加合适的电压，离解惰性气体使之形成离子冲击阴极靶材，使靶材原子从其表面逸出形成纳米粒子,并在附着面上沉积下来。 化学气相沉积法是在远高于临界反应温度下,反应物蒸汽通过物质间的化学反应生成产物后，自动凝聚成大量的晶核，再长大聚集成颗粒，形成纳米粉体材料。这种方法常用来制备氧化物、硅化物等纳米材料。 常见的气相法有等离子体法、激光诱导化学气相沉积法。等离子体法是利用等离子体做热源来提供纳米材料合成过程所需要的能量使原料气化或形成等离子体，然后冷却沉积得到纳米材料。激光诱导化学气相沉积法是利用反应气体分子或光敏性分子对特定波长激光的吸收引起反应，形成纳米粒子，如纳米氮化硅粉体的制备即可用此 法。 液相法 液相法制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂分离,溶质形成一定形状和大小的纳米微粒。 物理液相法是将物质的高浓度溶液雾化成小液滴，再设法使其中的物质均匀析出，从而得到纳米微粒，如冷冻干燥法。 化学液相法是以均相的溶液为出发点,经过化学反应等过程得到纳米微粒。主要的化学液相法有沉淀法、溶胶一凝胶法即胶体化学法、微乳液法、模板法、水热法，超临界法等。 沉淀法是把沉淀剂加入到盐溶液中反应或于一定温度下使溶液发生水解，通过各种途径使溶质与溶剂分离,溶质形成一定形状和大小的颗粒,得到所需粉末的前驱体,热解后得到纳米微粒。如MgO、PbTiO3等的合成。 溶胶凝胶法是使前驱体如金属醇盐或无机盐在一定的条件下水解，形成溶胶，然后使溶胶转变为网状的凝胶，再经过适当的后处理工艺（如干燥、焙烧去除有机成分等）形成纳米材料。如TiO2、MnO2、ZrO2等的合成。 乳液法是在表面活性剂的存在下利用两种互不相溶的溶剂形成一个均匀的乳液,颗粒从乳液中析出，并局限在一个微小的近球形液滴内成核、生长，可以避免颗粒之间进一步团聚，导致生成的颗粒非常微小，且分布均匀。常用的是微乳液法，其制备的粒子大小可控，分散性好，不易团聚。如运用微乳液法制备了纳米半导体微粒CdS、PbS和CuS等。 模板法是以合适结构和尺寸的模板为主体，让作为客体的纳米材料在模板中生长，得到粒径可控、分布均匀的纳米材料。它是以主体的结构去控制所得客体的形貌。选择合适的模板可以制备出特定形貌和尺寸的纳米材料，特别是那些难以自身生长形成的形貌。 水热法是在密闭容器内将水和反应物加热到高温高压，反应物之 间发生反应生成纳米微粒。这是制备纳米材料的一种有效方法。可以用于单分散或性能优异的纳米粉体材料的制备。如纳米氧化锌、硫化镉、硫化锌、硒化铅等的合成等。 超临界法是以有机溶剂等代替水作溶剂,在超临界条件下,于密闭容器内制备纳米微粒。在超临界条件下,液相消失,与水热法相比，更有利于微粒的晶化与均匀成长。 利用电化学沉积的方法也可以合成性能优良的纳米微粒,特别是合成硫化物半导体。 固相法 固相法是通过固相到固相的变化来制备粉体。如反应物按一定的比例充分混合、研磨,通过发生固相反应及其他后处理来制得纳米超微粉。 物理固相法是将大块物质极细地分割,包括机械粉碎(用球磨机、喷射磨等)。如高能球磨法已成为制备纳米材料的一种重要方法。 化学固相法包括溶出法，热分解法,固相反应法,火花放电法等 [35] 。庄玉贵等用固相反应法合成了粒径为7~20 nm的掺杂α-Ni (OH)2， 其具有较好的放电比容量、循环稳定性和电极可逆性。对于固相反应来说，反应体系中不存在化学平衡，产率高，污染少，操作方便，合成工艺简单，同时又可以避免或减少液相中出现的硬团聚现象。 硒化物纳米材料的制备、性质