纳米材料和纳米催化剂制备.PDF

维普资讯 第 l7卷第5期 天 津 化 工 V0l1．17No．5 2003年 9月 TianjinCh~-nicalIndustry Sep．2003 纳米材料及纳米催化剂的制备 高红。赵勇 (天津渤海职业技术学院，天津 300402) 摘要：介绍了纳米材料科学的基本原理、纳米材料的制备方法和纳米催化剂的制备方法。 关键词 ：纳米技术；钠米材料 ；纳米催化剂 中图分类号 ：TQ426．6 文献标识码：A 文章编号 ：lo08—1267(2003)05—0014—03 纳米技术是一 门崭新的综合性科学技术 ，当物 1．2 纳米材料的制备方法 质被 “粉碎”到纳米级并制成纳米材料时，不仅光、 1．2．1 超声波震荡法制备纳米材料 J。例如将材 电、热、磁等性能发生变化，而且具有辐射、吸收、催 料A和材料 B一起加热至全部熔化，保持熔融状 化、吸附等许多新特性，可较大地改变 目前的产业结 态，用超声波震荡粉碎 ，直到材料A 的纳米液分散 构[1l，纳米技术有着广阔的发展前景。 在材料B中，然后固化成纳米固体颗粒和纳米复合 材料 ，这是一种易于人为控制、简便的制备纳米材料 1 纳米材料科学的基本原理 的方法 。 200年来，人们对宏观物体与微观基本粒子进 1．2．2 固相化学反应制备纳米材料L4]。例如制备 行了深入的研究，发现它们虽然化学组成相同，但理 过渡金属超细微粒就是用这种方法 。它是用固态的 化性质却相差很大，因此想象，处于宏观物质与微观 金属氯化物和固态的硼氢化钾 (钠)一起研磨，然后 粒子之间应该有一个过度状态，物质处于这个颗粒 在氮气气氛下 200--450C下焙烧，再经水洗得到非 尺寸为 0～100nln的过度状态即为纳米微粒 Nano 晶态的超细微粒 。 Particles)和纳米团族 (NanoClusters)。随着显微技 1．2．3 熔胶一凝胶法制备纳米级 a—A O3颗 术发展到扫描隧道显微镜 (S1M)和原子显微镜 粒 5。此方法是采用一般铝盐为材料，加入一定的 (A )，使观察、制备、表征纳米材料成为可能，又 添加剂形成溶胶，在溶胶中加入高氯物单体、关联剂 由于处于纳米过度状态的物质与处于宏观状态的物 或引发剂，在高温下经溶胶一凝胶过程形成高聚凝 质，在电子性质、表面性质等方面异差非常大，一门 胶 ，再经 1200C热处理得到 l0～50nln尺寸的a— 新的学科一纳米科学技术随即问世。 A 颗粒。 1．1 纳米材料L21 1．2．4 沉淀法制备纳米结构的氧化物和氢氧化 纳米材料包括纳米颗粒 、纳米薄膜、纳米晶体、 物6。此方法是使反应剂溶液喷雾雾化进入前体 纳米非晶体、纳米纤维、纳米块体等。纳米颗粒尺寸 溶液中，以形成纳米结构的氧化物或氢化物沉淀溶 大于原子族，小于超细微粒，在 1至 100nl／l之间。 液，然后对该沉淀物进行热处理，接着是声处理；或 纳米颗粒沿一维方向的排布则形成纳米丝；沿二维 者是先声处理，接着再热处理。可得到掺杂和未掺 方向排布则形成纳米膜；沿三维方向排布则形成纳 杂的氢氧化镍 、二氧化锰 以及氧化钇稳定的氧化锆。 米块体。由于纳米材料颗粒的大小可以人工控制， 可得到不寻常形态的超细结构，包括完好的圆柱体 又由于尺寸小，比表面积大，表面的键态和颗粒 内部 或纳米棒状物，以及氢氧化镍和二氧化锰的新结构， 不同及表面原子配位不全等，