纳米材料合成(液相).ppt

球磨的基本工艺掺有直径大约50?m的典型粒子的粉体被放在一个密封的容器里，其中有许多硬钢球或包敷着碳化钨的球。此容器被旋转、震动或猛烈的摇动。磨球与粉体质量的有效比是5-10。Fe-Cu合金的机械合金化将粒径小于或等于100?m的Fe，Cu粉体放入球磨机中，在氩气保护下，球与粉重量比为4:1,经8h或更长时间球磨，晶粒度减小至十几纳米。随时间的增加，粒度减小，应变增加。机械合金化工艺过程根据所制产品的元素组成，将由两种或多种单质或合金粉末组成初始粉末。选择球磨介质，根据所制产品的性质，在钢球，刚玉球或其他材质的球中选择一种组成球磨介质。把初始粉末和球磨介质一起按一定比例放入球磨机中球磨。工艺的过程是：球与球，球与研磨桶壁的碰撞制成粉末，并使其产生塑性变形，形成合金粉。经长时间的球磨，复合粉末的组织细化，并发生扩散和固态反应，形成合金粉。般需要使用惰性气体Ar,N2等保护。对塑性非常好的粉末往往加入1%~2%的有机添加剂（甲醇或硬脂酸）以防止粉末过度焊接和粘球。5.2液相合成法液相法是目前实验室和工业上应用最广泛的合成超微粉体材料的方法.与气相法比较有如下优点:①在反应过程中利用多种精制手段;②通过得到的超细沉淀物,可很容易制取高反应活性的纳米粉体.主要特征:①可精确控制化学组成;②容易添加微量有效成分,制成多种成分均一的纳米粉体;③纳米粉体材料表面活性高;④容易控制颗粒的尺寸和形状;⑤工业化生产成本低.沉淀法共沉淀法（Ⅰ）单相共沉淀（Ⅱ）混合物共沉淀ZrOCl2+2NH4OH+H2O?Zr(OH)4?+2NH4ClYCl3+3NH4OH?Y(OH)3?+3NH4Cl5.2液相法制备纳米微粒共沉淀的顺序发生共沉淀的金属离子必须有共同的沉淀条件.各种不同金属离子水溶液发生沉淀的pH值不同.共沉淀法的影响因素化合物间的转化：分解反应和分解速率、颗粒大小、形貌和团聚状态、焙烧后粉体的活性、残余离子的影响等。化学配比、浓度、沉淀物的物理性质、pH值、温度、溶剂和溶液浓度、混合方法和搅拌速率、吸附和浸润等；沉淀物类型:简单化合物、固态溶液、混合化合物；5.2液相法制备纳米微粒均相沉淀法(NH2)2CO+3H2O?2NH4OH+CO2?金属醇盐水解法（ⅰ）采用有机试剂作金属醇盐的溶剂，由于有机试剂纯度高，因此氧化物粉体纯度高。（ⅱ）可制备化学计量的复合金属氧化物粉末。金属醇盐制备法添加标题（ⅰ）金属与醇反应:能直接反应添加标题M+nROH?M(OH)n+n/2H2添加标题（ⅱ）金属卤化物与醇反应添加标题(B,Si,P)---置换反应添加标题MCl3+3C2H5OH?M(OC2H5)3+3HCl添加标题氯离子与烃基氧（RO）完全置换生成醇化物。金属醇盐制备法碱性基加入法:平衡右移B+ROH?(BH)++(OR)-,(OR)-+MCl?MOR+Cl-,(BH)++Cl-?(BH)+Cl-TiCl4+3C2H5OH?TiCl2(OC2H5)2+2HCl,TiCl4+4C2H5OH+4NH3?Ti(OC2H5)4+2NH4Cl,纳米复合金属氧化物制备由两种以上金属醇盐制备复合醇盐法碱性醇盐和酸性醇盐中和形成复合醇盐.MOR+M’(OR)n?M[M’(OR)n+1]金属醇盐混合溶液没有化学结合,形成混合液.快速水解形成产物.BaTiO3粉末制备流程有人报道利用左图所示的工艺流程制得了粒径为10?15nm,纯度大于99.98%的BaTiO3纳米微粒。影响因素醇盐的种类对微粒的形状和结构基本无影响.醇盐的浓度对粒径影响不大.浓度0.01-1mol/L,粒径10-15nm5.2.2喷雾法喷雾干燥法将金属盐水溶液送入雾化器，由喷嘴高速喷入干燥室获得金属盐的微粒，收集后经灼烧变成所需要成分的超微粒子。添加标题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，经灼烧后获得氧化物的超细微粒。添加标题雾化灼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生成了超微粒子。添加标题水热法（高温水解法）水热法(hydrothermalmethod)合成纳米粉体是指在高压下将反应物和水加热到300℃左右时，通过颗粒的成核与生长，制备出形貌和粒度可控的氧化物、非氧化物或金属纳米颗粒的过程。反应物包括金属盐、氧化物、氢氧化物及金属