纳米粒子的化学制备方法及应用.pdf

第8卷第2期(2003) 甘希高评子拒 v01．8No．2(2003) 纳米粒子的化学制备方法及应用 张国福 (兰州师范高等专科学校甘肃兰州730070) ’ 摘要：综述了纳米粒子的化学制备方法和应用概况． 关键词：纳米粒子；化学制备方法；应用 中图分类号：06—339文献标识码：A 文章编号：1008—9020(2003)02—039—03 自然界中存在大量纳米粒子，烟尘、各种微粒 乳浊液法、水解沉淀法、直接沉淀法、均相沉淀 子粉尘、大气中的各类尘埃物等．然而，自然界中 法、化合物沉淀法、喷雾热解法、溶胶一凝胶法 存在的纳米粒子都是以有害的污染物面目出现的， 等． 无法直接利用．目前，对人类生活和社会进步直接 1．1．1共沉淀法． 有益的各类纳米粒子都是人工制备的．事实上，人 这种方法将各种阴离子在溶液中实现原子级的 工制备所需要的各类纳米粒子是十分困难的． 混合．其主要思想是使溶液由某些特定的离子分别 20世纪初，物理学家就开始考虑制作金属纳 沉淀时，共存于溶液中的其他离子也和特定阳离子 米粒子，其中最早采用的是蒸发法．近十年来，为 一起沉淀．从化学平衡理论来看，溶液的pH是一 了制备接近理想的纳米粒子，人们采用各种高科技 个主要的操作参数．通常使氢氧化物、碳酸盐、硫 手段开发了制备纳米粒子的方法．利用激光技术等 酸盐、草酸盐等，这些物质配成共沉淀溶液时，其 离子体技术、电子束技术和粒子束技术制备了一系 pH值具有很灵活的调节范围．溶液中金属离子随 列高质量的纳米粒子．采用高科技手段制备纳米粒 pH值的升高，按满足沉淀条件的顺序依次沉淀， 子具有很大的优越性，可以制备出粒度均匀、高 形成单一的或几种金属离子构成的混合沉淀物．从 纯、超细、球状、分散性好、粒径分布窄，比表面 这个意义上讲，沉淀是分别发生的．为了避免共沉 积大的优良粉末．到目前为止，人们已经发展了多 淀方法本质上存在分别沉淀倾向，可以提高沉淀剂 种方法制备各类纳米粒子．根据不同的要求或不同 的浓度，再导入金属溶液，从而使金属溶夜中所有 的粒子范围，可以选择各种适当的物理方法、化学 的金属离子同时满足沉淀条件，为保证均匀沉淀还 方法和其他综合性方法．本文主要综述用化学方法 可以对溶液进行激烈的搅拌．这些操作可以在某种 制备纳米粒子和应用概况． 程序上防止分别沉淀发生．但是，在使沉淀物向产 化学方法制备纳米粒子通常包含着基本的化学 物化合物转变而进行加热反应时，就很难控制其组 反应，在化学反应中物质之间的原子必然进行组 成的均匀性．由此可见，共沉淀法在本质上还是分 排．这种过程决定物质存在形态，具有如下特征： 别沉淀，其沉淀物是一种混合物． (1)固体之间的最小反应单元取决于固体物质 粒子的大小； 米微粉，粒径15—20m．生产陶瓷时加一定量 (2)反应在接触部位所限定的区间内进行； (3)生成相对反应的继续进行有重要影响． 瓷可使强度、韧性和超塑性大为提高．z她陶瓷 为提高纳米粒子的应用性能，绝大多数纳米粉 具有优良的热学、光学、电学性质，在高温光学元 末体要经过表面处理，可单独进行无机处理，也可 件、氧敏感元件、燃料电池等方面有广泛应用． 经无机处理后再有机处理，或两者同时进行． 1．1．2溶胶一凝胶法 1化学制备方法及其应用 溶胶一凝胶法是