纳米材料的制备方法 第四组推荐.pptVIP

一、纳米材料的制备方法 6.构筑法 构筑法是由小极限原子或分子的集合体人工合成超微粒子 一、纳米材料的制备方法 金属纳米粒子的化学合成方法 (1) 一、纳米材料的制备方法 金属纳米粒子的化学合成方法 (2) (3) 一、纳米材料的制备方法 金属纳米粒子的化学合成方法 一、纳米固体材料的制备 （三）纳米固体材料制备的定义 纳米固体材料的制备是在超微粒的蒸发—凝结制备 方法(PVD法)的基础上并结合高真空压缩技术实现的。 蒸发—凝结制 备方法(PVD法) 纳米固体材 料的制备 ＋ 高真空压 缩技术 一、纳米材料的制备方法 1.纳米固体材料制备的示意图 整个过程是在超高真空室内进行的.通过分 子涡轮泵使真空室达到1 X10ˉ6Pa以上的高 真空，然后充入低压(2KPa)高纯惰性气体 (He、Ar纯度99.9995%),待蒸发的物质置于 坩埚内，通过电阻热器使其加热蒸发，产 生金属蒸气，由于惰性气体的流动，蒸气 向上移动并接近充液氮的冷却棒.在这过程 中，金属蒸气冷却、凝结成核、生长成超 微粒并最后在冷却棒上沉积下来。 一、纳米材料的制备方法 2.纳米固体材料制备的原理 纳米固体材料的制备和物理气相沉积法（PVD法）基本一样的，只是条件要求更高，以避免使用来合成纳米固体材料的超细微粒受到污染。 一、纳米材料的制备方法 纳米固体材料制备的原理 金属超微法 在冷却棒沉积 真空室重新 抽至高真空 超微粒被从 冷却棒上刮下 通过漏斗 压缩装置 保持高真空 柱状致密物 质的薄片 保持其 清洁度 避免接触 空气而氧化 纳米金属固体材料 目的：保持超微粒的表面及由它形 成的纳米固本材料的界面的清洁， 并尽可能减少吸附到界面内的气体 含量. 目的：薄片表面徐敷一层低 熔点石蜡保持其清洁度 二、石墨化碳纳米材料的制备方法 1.背景技术 石墨 性质 热稳定性 化学稳定性 导电性 高电子传导性 场发射性 金属和半导体特性 二、石墨化碳纳米材料的制备方法 石墨的性质 具有石墨结构的碳纳米材料在性能上有较大 改善，可以用于制备工业电极、锂离子电池 的阳极材料以及作为电化学催化剂的载体。 石墨的结构 碳材料的微观形貌对其应用也有影响，如： 石墨胶囊可以作为催化剂载体，染料吸附以 及药物存储，片层石墨作冷场晶体管发射体。 二、石墨化碳纳米材料的制备方法 石墨化碳纳米 材料制备方法 电弧放电法 化学气相沉积法 激光消融法 电子术辐照法 热分解含碳金属化合物 二、石墨化碳纳米材料的制备方法 ① 对碳源进行预处理1~10h 制备过程 ② 向溶剂中加入催化剂和预处理的碳 源，在50℃、100~300r/min搅拌速度 下搅拌8h，其中碳源与催化剂的质量 比为0.025~1:1 ③ 在湿度为80~450℃条件下，对步 骤二混合物2~8h，预碳化气氛为空气 氧气、氮气、氩气、氦气中的一种或 几种气体的混合气体。 二、石墨化碳纳米材料的制备方法 制备过程 ④ 已1~15℃/rain的升温速度由室温 升至400~1200℃，在热处理气氛热 处理气氛流量为30~2000ml/min热处 理温度为400~1200℃条件下对步骤三 产物进行热处理10min/10h，其中热处 理气氛为氦气、氩气、一氧化碳、二 氧化碳、硫化氢、氢气、及水蒸气中 的一种或几种气体混合气体。 ⑤ 对步骤④的产物研磨后加到物质 量浓度为15%~20%的硝酸或盐酸 中，在110~140℃条件下回流6~14 h，用蒸馏水洗涤至中性，然后在 110~120℃条件下烘干，或者在60 ~80℃条件下真空干燥6~8h。 ⑥ 对步骤⑤的产物进行物理活化或化学 活化，干燥得到石墨化碳纳米材料。 三、纳米材料在化工生产中的应用 纳米材料 介于 介于 原子簇 宏观物体 纳米材料 特殊结构 表面效应 体积效应 量子尺寸效应 新的物理和化学特性，特别是在光、电、 磁、催化等方面的价值。 三、纳米材料在化工生产中的应用 1、在催化方面的应用 催化剂 控制反应时间 提高反应效率 提高反应速度 纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要 条件，纳米粒子作催化剂，可大大提高反应效率，控 制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。 纳米作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。 三、纳米材料在化工生产中的应用 2、在涂料方面的应用 纳米复合体系涂层 ＝ 传统涂层技术 ＋ 纳米材料 涂层 结构涂层：① 超硬、耐磨涂层，② 抗氧化、耐热、 阻燃涂层，③ 耐腐蚀、装饰涂层。 功能涂层： ① 消光、光反射、光选择吸收的光学 涂层，② 导电、绝缘、半导体特性的电学涂层， ③ 氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层。 三、纳米材料在化工生产中的应用 ① 在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外 线、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生