微波在合成纳米材料中应用.pdf

维普资讯 第 36卷 第2期 化 工 技 术 与 开 发 V01．36 No．2 2007年2月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Feb．2007 微波在合成纳米材料中的应用 麻孝勇，莫羡忠 (广西师范学院化学系，广西 南宁 530001) 摘 要 ：阐述了微波在合成粉体 ，半导体，分子膜和载体等纳米材料的一些重要应用。 关键词 ：纳米材料；微波合成；微波 中图分类号 ：TB383 文献标识码：A 文章编号：1671—9905(20o7)02—0038—04 微波(Microwave，MW)是指波长从 1miTt～1 的作用下，样品内微观粒子产生4种类型的介电极 m，频率从300MHz～300GHz的超高电磁波，广泛 化，即电子极化、原子极化、取向极化(分子永久偶极 应用于雷达和电子通讯 中。国际上规定工业、科学 的重新取向)和空间电荷极化 (自由电荷的重新排 研究、医学及家用等民用微波频率一般为(900±15) 布)。由于前2种极化的弛豫时间远小于微波交变 MHz和(240±50)MHz。纳米材料是指 由极细晶粒 电场的振动周期，微波场不会引起前 2种的极化。 组成，特征维度尺寸在纳米量级 (1～100nm)的固 而后2种极化时间刚好与微波的频率吻合，故可产 体材料。由于它具有表面效应、小尺寸效应、量子效 生介 电加热，即通过微观粒子这2种极化过程，将微 应和宏观量子隧道效应，与同组成的其它晶体材料 波能转变为热能。 相比，在催化、光学、磁学和力学等方面具有许多特 根据与微波作用的不同，物质可分为导体、绝缘 殊的性能，故在医学、微 电子、核技术等领域中具有 体和半导体 3类。导体，特别是金属物质，有很好的 许多重要的作用…1。纳米材料的传统制备方法有 电导性能，但透射深度很小，大部分能量都被反射。 很多，以物料状态来分可归纳为固相法、液相法和气 绝缘体的电导很小，介电耗损因子也小，几乎不能吸 相法。固相法包括固相物质热分解法和物理粉碎 收微波，对微波是透明的。半导体的介电耗损因子 法。液相法主要包括沉淀法、水热合成法、离子交换 较大而微波的透射深度不是很小，因而能很好地吸 法、溶胶一凝胶法、电解法等。气相法有热等离子体 收微波。 法、溅射法、化学沉积法和离子沉积法等。这些方法 各有优势，但应用范围有一定的限制。随着近代科 2 微波在合成纳米材料中的具体应用 学技术的不断发展，出现了一系列新的方法，如模板 2．1 合成粉体材料 合成法、溶剂热合成法、超声合成法、激光诱导合成 近年来纳米粉体材料的制备和应用研究十分活 法、电合成法等。其中微波加热作为一种新的合成 跃。这是由于纳米粉料(又称超细微粒、超微粒子) 纳米材料技术，具有其他方法尤其是传统合成技术 特有的粒径 (1～100nm)恰好处于原子簇和宏观物 不可比拟的优点，可以方便、快捷、高效地制备高纯 体的过渡区域 3，它们既不属典型的微观系统，也 粒度分布均匀的纳米材料，得到各国广泛的重