文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 > 纳米颗粒的制备方法

纳米颗粒的制备方法

纳米颗粒的制备方法

一、纳米粒子的制备方法分类:

1、按照物质的原始状态,可分为固相法、液相法和气相法。

2、按照研究纳米粒子的学科分类,可分为物理方法、化学方法和物理化学方法。

3、按照制备的技术分类,可分为机械粉碎法、气体蒸发法、溶液法、等离子体合成法、激光合成法、溶胶凝胶法等。本文着重针对纳米粒子生成机理与制备过程,粗略地分为物理方法、化学方法。二、纳米颗粒的物理制备方法:

(一)蒸发法制备纳米颗粒:

1、定义:直接利用气体或利用各种手段将物质变成气体,使之在气体状态下发生物理或化学变化,在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子。

2、气相蒸发法原理:在高真空室中冲入低压的纯净惰性气体或反应气体,预蒸发的物质置于坩埚,通过加热装置逐渐加热蒸发,产生原物质烟雾。由于惰性气体的对流,烟雾向上移动(与反应气体发生化学反应)并接近充液氮的冷却棒(77K)。在蒸发过程中原物质原子与惰性气体碰撞损失能量冷却,造成局域的过饱和,形成均匀的成核过程,然后形成原子簇,长大成纳米粒子。收集。

3、按照原料加热蒸发技术手段的不同,可将蒸发法分为:

1)电阻加热;

2)等离子喷射加热;

3)高频感应加热;

4)电子束加热;

5)激光加热;

6)电弧加热;

7)微波加热。

(二)流动油面上的真空蒸发沉积法(VEROS):

1、将物质在真空中连续地蒸发到流动着的油面上,然后把含有纳米粒子的油回收到贮存器内,再经过真空蒸馏、浓缩,制备纳米粒子。

2、优点:可以得到平均粒径小于10nm的各类金属粒子,粒子分布窄。

3、缺点:粒子太细,难以从油中分离。

(三)化学气相冷凝法(CVC):

1、原理:将反应室抽真空,冲入少量的惰性气体,形成数百帕的真空度,(通入反应气体),在加热的反应器内得到目标产物或其前驱体,然后在对流的作用下,到达后部的骤冷转筒器(加入液氮作为冷却介质),转筒后面有一刮刀不断的移去沉积的纳米颗粒,可以提供一个干净的金属表面来进行连续的收集操作。

2、特点:粒径小、分布窄、避免团聚。

三、纳米颗粒的化学合成方法:

1、定义:通过适当的化学反应,包括液相、气相和固相反应,从分子、原子出发制备纳米颗粒物质。

2、化学法包括气相法、液相法和固相法。

(一)沉淀法制备纳米粒子:

沉淀法是指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,或在一定温度下使溶液发生水解,形成不溶性的氢氧化物、水合氧化物或盐类从溶液中析出,并将溶剂和溶液中原有的阴离子除去,经干燥或煅烧即得到所需的化合物粉料。

分类:共沉淀法、均相沉淀法、水解沉淀法等。

(二)水热法制备纳米粒子:

水热反应是高温高压下在水(水溶液)或水蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。

水热法是在特制的密闭反应容器(高压釜)内,采用水作为反应介质,通过对反应器进行加热,创造一个高温(100-1000℃)、高压(1-100MPa)反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶。(三)溶剂热法制备纳米粒子:

中国科技大学钱逸泰教授等使用苯热法来代替水热法,制备了纳米材料。

其基本原理与水热合成类似,只是以有机溶剂代替水作为媒介,在密封体系中实现化学反应。常用溶剂:乙二胺、甲醇、乙醇、二乙胺、三乙胺、吡啶、苯、甲苯、二甲苯、四氯化碳、甲酸、氨水、苯酚等等。

(四)溶胶—凝胶法 (胶体化学法):

基本原理:将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分,

最后得到无机材料。

溶胶—凝胶法包括以下几个过程:

1)溶胶的制备

2)溶胶—凝胶转化

3)凝胶干燥

(五)模板法合成纳米粒子:

基本原理:在一个纳米尺度的笼子(纳米尺寸反应器),让原子的成核和生长在该“纳米反应器”中进行。在反应充分进行后,“纳米反应器”的大小和形状就决定了作为产物的纳米粒子的尺寸和形状。

根据其模板自身的特点和局限性的不同可以分为“硬模板”法和“软模板”法。

(1)硬模板法:指一些相对刚性结构的模板,如多孔氧化铝膜、多孔硅、介孔沸石、分子筛、纳米管、金属模板、以及经过处理的多孔高分子膜等。

(2)软模板法:包括两亲分子(表面活性剂)形成的各种有序聚合物,如液晶、胶团、反胶团、微乳液、囊泡、自组装膜等。

(3)区别:前者提供静态通道,物质从开口进入孔道内部。

相关文档
  • 纳米粒子的制备方法

  • 纳米微粒的制备方法

  • 纳米材料的制备方法

相关推荐: