纳米材料的制备方法及其应用.pptVIP

两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下会形成微乳液，在微泡中经成核、聚晶、团聚、热处理后得纳米粒子。 特点：所得粒子的单分散和界面性好，II～VI族半导体纳米粒子多用此法制备。 5、微乳液法 包括在水溶液中进行的水热法和非水溶液热合成技术。 水热法：在高温高压的水溶液中，即在水解条件下加速离子反应和促进水解反应，而进行制备无机纳米粉末的方法。 水热法根据水热化学反应的类型又可分为氧化、还原、沉淀、分解、结晶、合成等。 特点：可制备物相均匀、纯度高、晶型好、单分散、形状及尺寸可控的纳米微粒。 适合于纳米金属氧化物和金属金属复合氧化物陶瓷粉末的制备。 6、溶液热反应法 我国科学家用苯热法制备了纳米氮化镓。在高压釜中用中温（70?C）催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉，论文发表在1998年的《科学》杂志上。 班产公斤级纳米金属微粉装置 双腔体电爆炸制备纳米金属微粉装置 1、纳米粉体的团聚问题 Why? a.比表面积大 b.表面原子数比大 （三）纳米粉体的团聚问题和表面修饰 2、纳米微粒的表面修饰（改性）的目的 ①改善或改变纳米粒子的分散性； ②提高微粒表面活性； ③使微粒表面产生新的物理、化学、机械性能及新的功能； ④改善纳米粒子与其他物质之间的相容性。 3、纳米粉体的表面修饰原理和方法 原理：依靠改性剂在微粒表面的吸附、反应、包覆或成膜 按工艺可分为六类： （1）表面覆盖修饰 利用表面活性剂使高分子化合物、无机物、有机物等新物质覆盖于微粒体表面，以达到表面改性的目的。 （2）局部化学修饰 利用化学反应赋予粒子表面新的功能基，使其产生新的机能。 （3）机械化学修饰 通过粉碎、磨碎、摩擦等方法增强粒子的表面活性，这种活性使分子晶格发生位移，内能增大，从而使粒子温度升高、熔解或热分解，在机械力或磁力作用下活性的微粒体表面与其他物质发生反应、附着，达到表面改性的目的。 （4）外膜层修饰(胶囊式) 在粒子表面包上—层其他物质的膜，使粒子表面特性发生改变。与（1）不同的是，包上的这层膜是均匀的。 （5）高能量表面修饰 利用电晕放电、紫外线、等离子束射线等对粒子进行表面改性。 （6）利用沉淀反应进行表面修饰 这是目前工业上用得最多的方法。 按原理分： （1）物理修饰 通过范德华力将异质材料吸附在微粒的表面。如煤油基磁流体 纳米TiO2粒子表面包覆Al2O3；TiO2包覆层的ZnFeO3（溶胶法） （2）化学修饰 微粒表面与处理剂之间化学反应，改变纳米微粒表面结构和状态 a.偶联剂法；b.酯化反应法；c.表面接枝改性法 a.偶联剂法 偶联剂是具有两性结构的物质，按其化学结构可分为硅烷类、钛酸酯类、锆铝酸盐及络合物等几种。其分子中的一部分基团与纳米微粒表面的各种官能团反应，形成化合建，另一部分基团与有机高聚物发生某些化学反应或物理缠结，从而将两种性质差异很大的材料牢固地结合起来。如使无机纳米微粒能均匀地分散于有机高聚物分子之间，产生具有特殊功能的“分子桥”。 b.酯化反应法 金属氧化物与醇的反应称为酯化反应，利用这种方法可以使纳米微粒由原来的亲水性变成亲油性的表面。这种方法对SiO2、Fe2O3、Al2O3、Fe3O4、ZnO和Mn2O3等最为有效。 c.表面接枝改性法 通过化学反应将高分子的链接到无机纳米微粒表面上，以充分发挥无机纳米粒子与高分子各自的优点，制备出具有新功能的纳米微粒。 主要讲述纳米材料的制备方法及其应用等内容。 一、纳米粉末的制备方法 （一）纳米粉末的物理制备方法 （二）纳米粉末的化学制备方法 二、纳米固体（块体、膜）的制备方法 三、纳米材料的应用 上次课的主要内容 主要讲述纳米材料的制备方法及其应用等内容。 一、纳米粉末的制备方法 （一）纳米粉末的物理制备方法 （二）纳米粉末的化学制备方法 （三）纳米粉体的团聚问题和表面修饰 二、纳米固体（块体、膜）的制备方法 三、纳米材料的应用 本次课的主要内容 （1）按反应物状态可分为干法和湿法 （2）按反应介质可分为固相法、液相法、气相法 （3）按反应类型可分为物理法和化学法 纳米材料包括纳米粉末和纳米固体两个层次。纳米固体是用粉末冶金工艺以纳米粉末为原料，经过成形和饶结制成的。 一、纳米粉末的制备方法 （一）、纳米粉末的物理制备法 主要有：蒸发-冷凝法、机械合金化法、物理粉碎法、气相冷凝法等。 这种方法又称为物理气相沉积法(PVD)，是用真空蒸发、激光、电弧高频感应、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体，然后在介质中骤冷使之凝结。该方法的特点：纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。根据加热源的不同，该方法又分为7种。 1、蒸发-冷凝法 其原理是对蒸发物质进