2009年5月第30卷第2期
贵金属
Preci ousMetals
May2009
Vol.30,No.2化学法制备形状可控纳米银的研究进展3
高雯雯,兰新哲,宋永辉,杨 勇,邢相栋
(西安建筑科技大学贵金属工程研究所,陕西省冶金工程技术研究中心,陕西 西安 710055)
摘 要:主要介绍了化学法制备形状可控纳米银的研究进展,对球形、线状、片状、立方状及树枝状纳米银的合成方法和工艺进行了总结归纳,讨论了影响纳米银形貌的主要因素并提出相应的解决措施。
关键词:金属材料;化学法;纳米银;形状可控
中图分类号:TG146.3+2 文献标识码:A 文章编号:1004-0676(2009)02-0064-11
Research and D evelop m en t i n Prepara ti on of Shape-con trolled
S ilver Nanoparti cles by Chem i ca lM ethods
GAO W enwen,LAN X i n zhe,S O NG Y onghu i,YANG Y ong,X I NG X i a ngdong
(The I nstitute of Preci ousMetal Engineering,Xi’an University of A rchitecture and Technol ogy,
Shanxi Technol ogical I nstitute of M etallurgical Engineering,Xi’an,Shanxi710055,China)
Abstract:I n this paper the research and devel opment in p reparati on of shape-contr olled silver nanoparti2 cles(nanos pheres,nanowires,nanor ods,nanop lates,nanocubes,nanop ris m s and dentrites)were intr o2 duced,the fact ors that have effects on the mor phol ogy of silver nanoparticleswere discussed and the corre2 s ponding measure ments were p r oposed.
Key words:metallic materials;che m ical methods;silver nanoparticles;shape-contr olled
纳米材料由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特殊的物理和化学性能受到人们的广泛关注[1]。一般情况下,纳米材料是指在三维空间任何一个方向上均处于1～100nm尺度的粒子,如果按维数划分,其基本结构单元可以分为三类:零维,如纳米尺度的粒子、团簇等;一维,如纳米丝、纳米棒、纳米管等;二维,如超薄膜、多层膜、超晶格[2]。
由于纳米银材料具有稳定的物理化学性能,在电学、光学和催化等众多方面具有十分优异的性能,成为现阶段研究的热点,现已广泛应用于陶瓷材料、环保材料和涂料等许多领域[3-6]。银纳米粉体的性质是由它的粒径大小,尤其是形貌所决定。因此,精确控制颗粒尺寸和形貌是制备高性能纳米金属粉的关键。而液相化学法合成纳米金属粉能控制化学组成,易添加微量有效成分,精确控制粉末的粒度和形状,成为制备纳米金属粉广泛采用的方法[7]。
1 形状可控纳米银粉的制备
对于纳米银形状的控制,目前已经可通过不同的手段研制出不同形状的纳米银粉,如:球形、片状、立方体、线状(棒状)、棱柱及其他形状。以下介绍国内外化学法制备可控形状纳米银的研究进展。1.1 球形纳米银粉
纳米银粉具有高表面活性、大比表面积、强催化能力及高的导电率,已广泛用于电子浆料、生物传感
3收稿日期:2008-06-08 基金项目:陕西省教育厅专项基金(50131010)作者简介:高雯雯,女,硕士,研究方向:贵金属冶金。E-mail:wenwengao2008@https://www.doczj.com/doc/227571884.html,
第2期高雯雯等:化学法制备形状可控纳米银的研究进展
器、催化、低温超导、纳米器件和光学开关等方面[8-9]。另外,纳米银还具有抗菌、除臭及吸收部分紫外线的功能,因而可应用于医药行业和化妆品行业[10]。在化纤中加入少量的纳米银,可以改变化纤制品的某些性能,并赋予很强的杀菌能力[11]。
宋永辉等[12]在60℃,pH=5～6条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(P VP)为保护剂,用0.6mol/L的水合肼还原0.6mol/L的Ag NO
3
,其中P VP/Ag(摩尔比)为1.5,通过调节硝酸银的加入方式和速度,制备出了粒度均匀且粒径<50nm的银粉(图1A)。刘素琴等[13]以聚乙二醇和P VP为保护剂,以次磷酸钠为还原剂在温度318K,pH=10时,制备出规则球形、面心立方晶系纯相的纳米银粉(图1B),粒径为15～25n m,放置30天后仍具有很强的稳定性。李小灵等[14]利用盐酸羟胺与银离子络合,先生成碘化银溶胶,然后用硼氢化钠还原制备出平均粒径为30 n m的银溶胶。Zhao等[15]在水溶液中用单宁酸还原
Ag NO3得到了纳米银颗粒,在相诱导剂DDAC存在且无任何稳定剂的情况下,将水相中的纳米银转入油相氯仿中,在碳膜上纳米银通过自组装成为单分子膜。T om Hasell等[16]在稳定剂聚乙烯醇(P VA)存在时,用氢气还原银的有机物合成了粒径<40nm 且分散稳定的银颗粒,在油相中形成的纳米银颗粒自发的转入水相中且稳定存在。Yu Da-Guang 等[17]在聚乙醇酸(PG A)作稳定剂时,用葡萄糖作还原剂制备了粒径为15～60n m,粒径分布窄,大小均匀的纳米银颗粒。N.V igneshwaran等[18]以可溶性淀粉既作还原剂又作为稳定剂,在121℃的高压釜里反应5m in,制备了粒径在10～34nm的银,在常温下可以稳定存在3个月。Sun等[19]用碱金属还原在液氨中溶解的碘化银,得到了粒径约20n m左右的银颗粒。A.Gauta m等[20]在热水中,用弱还原性的P VA分子将Ag+还原为Ag单质,得到的纳米银颗粒分散在P VA的部分分子中,在室温下形成一层1～5n m厚的膜,在300～400℃下加热Ag-P VA膜分解得到10～30nm的银粉。
Yukiyasu Kashi w agi等[21]在不同的烷基胺C8H17NH2,C12H25NH2和C18H37NH2存在下,在高温
下分解羧酸银C
7
H15COOAg,C13H27COOAg和C17H35 COOAg得到了在羧酸盐和烷基胺中稳定存在的纳米银颗粒,结果表明:纳米银颗粒的大小和分散性是由前驱体的烷基链的长度决定的。Chang Hyun Bae 等[22]用激光(Nd:Y AG,λ=1064nm)切割在NaCl溶液中或纯水中的银薄板获得了纳米银颗粒。Seong
-Ho Choi等[23]在P VP作为稳定剂时,用γ射线照射含有2-丙醇的Ag NO
3
水溶液制备了纳米银溶
胶。Hengbo Yin等[24]用微波辐射含甲醛、Ag NO
3
和柠檬酸钠的水溶液快速的制备了大量粒径可控的纳米银颗粒,颗粒的大小和粒径分布很大程度上是由银离子在初始反应溶液中的状态所决定的
。
图1 银纳米球的SE M图
Fig.1 SE M i m age of silver nanos pheres
1.2 片状纳米银(三角形,六边形)
纳米光亮片状Ag粉主要用于导电浆料的调制,也可用作电子材料。当Ag粉粒径达到纳米级尺度,形貌为光亮的片状时,对电子电路的印刷效果,包括均匀性、平整度等均有明显改善,并可节约贵金属用量30%～50%[6]。由于片状银粉颗粒的比表面积相对较大,比表面能较低、稳定,氧化度和氧化趋势较低,颗粒间是面接触或线接触,所以电阻相对较低,导电性较好,因此是独面电容器、滤波器、碳膜电位器、钽电容器、薄膜开关、半导体芯片等电子元器件的主要电极材料[25]。
牛曼等[26]以P VP为表面活性剂,乙醇为溶剂和还原剂,制备了形状可控的纳米Ag颗粒。当P VP
与Ag NO
3
摩尔比(0.188)较小时,所得纳米银颗粒形状为类球形,并有向类六边形转变的趋势;当摩尔比(1.875)较大时,形成的颗粒为正三角形;而当摩
56
贵金属第30卷
尔比(0.375)介于两者之间时,颗粒形状为正六边形;当反应温度从100℃提高到180℃时,颗粒尺寸从66.7n m 长大到100nm ,纳米银的形状从类六边
形变为正六边形(图2a )。梁焕珍等[27-28]
研究了乙二醇(EG )中以P VP 为保护剂,氯铂酸为催化剂,硝酸银为前驱物经化学还原制备片状银粉的过程。结果表明,首先被还原出来的铂成为外来晶种,是形成
片状银的关键因素。Benja m in W iley 等[29]
以EG 为溶剂和还原剂,在P VP 存在下制备了三角形的银纳米片(图2b )。结果表明Ag NO 3的浓度、P VP 的浓度、P VP 和Ag NO 3摩尔比、P VP 和不同银晶面的作用力强度等决定了反应生成的晶体(如单晶和孪晶)。而且,晶粒的晶型和P VP 在晶粒上的包覆程度都是控制最终产品形貌的重要因素。Yang 等[30]
在柠檬酸钠存在下,用Na BH 4还原Ag NO 3得到纳米银球,然后将在柠檬酸钠中稳定的纳米银转入十二烷基硫酸钠(S DS )体系中,在NaCl 稀溶液存在下经过陈化作用得到三角形片状的纳米银。
何奕
[31-32]
以铝箔为模板,葡萄糖还原Ag NO 3
得到片状纳米银。研究表明铝箔在反应中能生成少量的氢氧化铝,从而诱导了纳米银片的取向生长。
王爱丽等[33-34]
选择含有不同官能团的有机物为表面修饰剂,在室温进行了平均粒径为2～131n m 银颗粒的控制合成研究。试验表明:在弱还原剂条件下,十六烷基三甲基溴化铵诱导生成三角形片状纳米银,但在强还原剂条件下生成球形纳米银。
W ang 等[35]
在P VP 存在下,仅仅延长银离子和环六亚甲基四胺的反应时间就能得到大量片状的纳米银(图2c )。在不同的反应阶段可以得到从环状到多边形的片状纳米银,P VP 在生成各相异性的纳米银片的过程中起了至关重要的作用。T .C .Deiv 2
araj 等[36]
发现硝酸银和P VP 在吡啶中的反应可导致球形或四边形、三角形纳米银片的形成,反应初期形成了球形纳米银,随反应的进行,通过陈化作用小的球形纳米银颗粒聚集为片状纳米银
。
图2 纳米片状银的SE M 图Fig .2 SE M i m age of silver nanop lates
Z ou
[37]
等用两步合成法来控制纳米银的形状。
首先,用P VP 还原Ag (NH 3)2NO 3溶液中的银离子得到约10n m 的银颗粒,然后用水热法制得了纳米银片。其反应条件为:水热温度为160℃,银离子的摩尔浓度为60mmol/L,P VP /Ag +
的摩尔比为6∶1。
周全法等
[38]
以未经电解的粗银为原料,氧化银和银氨溶液为中间产物,用甲醛为还原剂,采用行星式球磨方式可以制备高纯度片状银粉。结果表明,控制还原速度、定时对调相对的球磨罐和适当酸洗产品是得到高质量片状银粉的关键。于朝清等
[39]
采用化学还原—机械球磨工艺制备了光亮片状纳米Ag 粉,确定了工艺路线为:以Ag 2CO 3为还原剂,Ag
盐浓度不应超过6g/L,用三乙醇胺作乳化剂,用量
约0.125mL,反应温度控制在15～35℃,搅拌速度40～60r/m in,银粉在60℃真空干燥15h,球料比为2∶1(体积比),磨球为直径在2.5～3mm 的玻璃球,
球磨时间5～20h,球磨速度160～200r/m in,球磨时采用油酸作分散剂,其用量10～20mL /kg 。
Tian 等
[40]
用晶种法合成了纳米银片,在室温下
水溶液中以丹宁酸(C 76H 52O 46)为还原剂,无须任何表面活性剂或聚合物引导银的各向异性生长,得到六边形片状的纳米银。调节晶种的加入量即可调节所得银颗粒的粒径。何鑫等
[41]
利用液相晶种法在
玻璃表面直接沉积了各相异性类三角形纳米银片。结果表明,表面活性剂分子对银的晶面进行选择性吸附,抑制了某些晶面的生长,使各个晶面的生长速
66
第2期高雯雯等:化学法制备形状可控纳米银的研究进展
度产生差异,随着反应的进行,最终在玻璃基片表面得到了类三角形纳米颗粒。Z ou等[42]在柠檬酸存在下,用晶种法合成了粒径为25～1073nm厚度为10～22nm单晶的银纳米片。他们认为柠檬酸离子的加入是控制片状纳米银厚度和粒径比的关键因素。He等[43]在40℃时,十六烷基三甲基溴化铵(CT AB)存在下用晶种法制的了边长50±5nm,厚度为27±3n m的面心立方切角的银片。
Shweta Hegde等[44]在乙二醇双(2-氨乙基醚)四乙酸(EGT A)存在下,用光照法合成了片状切角三角形纳米银。AT R-FTI R研究表明EGT A在纳米银颗粒表面上的吸附影响着纳米银的形状。J ia等[45]在没有软模板和聚合物的存在下,在柠檬酸存在下用钠灯辐射球形纳米银合成了边长为40～100nm 的三角形片状银。实验中发现增加柠檬酸的浓度有利于三角形片状纳米银的形成。Tian等[46]在常温下,通过可见光诱导水溶液中的柠檬酸钠与硝酸银的氧化还原反应制备了纳米银片。研究表明,在反应的最初阶段,球形颗粒和片状纳米银同时出现并生长;反应后期,随着颗粒的继续生长部分球形纳米银消失。姚素薇等[47]采用光还原方法,在线性壳聚糖膜内原位还原制备了三角形、六边形片状纳米银单晶体(边长200～2000nm)。结果表明,反应时间是影响最终产物形貌的主要因素。
Zhang等[48]在十二烷基硫酸钠/异戊醇/环己烷/水的反微乳液中合成了粒径6.5nm,标准偏差3.0n m的球形银,在离心分离时,这些球形的纳米银自组织成为片状。安静等[49]用光诱导化学还原法合成了三角形片状纳米银,再利用静电组装法将其固定在基片上作为前体,然后把这种前体与形状诱导剂作用,在基片上将纳米银粒子由三角板状原位转化到圆盘形状,形成纳米银粒子以{111}晶面平行于基片的排列结构。纳米金属粒子的形状,尺寸和间距等因素直接影响其表面等离子吸收性质。
1.3 纳米银线和棒(带、管)
纳米银线由于有良好的导电性,除了可作为纳米电子器件的导线以外,还被期望用来制备新型导电复合材料[2];纳米银线也可以用来传输激光,制造一些新的光学器件[50];纳米银线还可用于表面增强拉曼散射(SERS)光谱测试技术,最新的研究[51]证实了以前关于耦合金属粒子能产生更强的表面等离子共振(SPR)的理论结果:实验采用纳米银线作为SERS的基底,耦合的纳米银线会随电磁场方向的不同表现出不同的增强效应,当入射电磁场与耦合纳米银线的轴线垂直时,得到的增强效应最为强烈,同时还发现孤立的纳米银线的增强作用比较弱。
Phum lane Selby Mdluli等[52]在常温下P VP存在时,无需任何晶种用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)还原硝酸银合成了纳米银线。L i等[53]在乙醇存在下,用Cu
2
O还原硝酸银制备了直径100～500n m,长达数十微米的纳米银线。胡建强等[54]用一种纯化学还原的新方法合成了纳米银棒,在柠檬酸三纳存在时,用硼氢酸钠还原硝酸银反应5h,得到约4nm的银晶种,然后取适量该晶种到含硝酸银、CT AB和抗坏血酸的溶液中反应得到银纳米棒。结果表明不同的晶种浓度,可以得到不同长径比的纳米棒,其中CT AB形成的类棒状胶束和晶种诱导了纳米线的生长。周剑平等[55]在邻甲苯胺存在下利用乙醇还原硝酸银制备了银纳米棒。实验表明邻甲苯胺选择性地吸附在银的不同晶面上,从而达到控制不同晶面生长速度的目的,实现其一维生长成纳米银棒。Gao 等[56-57]在P VP存在时,用乙二醇还原法合成了直径为70nm平均长6mm的均匀一致的纳米银线(图3a)。分别对单独的P VP和用P VP分散的纳米银线进行红外光谱分析,可推测出纳米银线表面的银原子与P VP羟基上的氧原子结合,P VP的主链吡咯烷基可能吸附在纳米银线的表面,从而诱导了纳米银线的生长。Chen等[58]在P VP和纳米金颗粒的存在下,用乙二醇还原硝酸银溶液制得了长宽比均匀的纳米银棒。首次发现了纳米棒首尾相连的现象,通过仪器测量,结果表明P VP在纳米棒面{100}晶面和纳米棒头{111}晶面的选择性吸附对生成各向异性的纳米银起了决定性的作用(图3b)。Chen 等[59]在160℃以高浓度的纳米银线为晶种,乙二醇为溶剂,P VP为保护剂制备了纳米银棒。通过研究, P VP在银表面的吸附和解吸是主导纳米线晶种径向生长而非轴向生长的主要因素。
Masaharu Tsuji等[60]以P VP为保护剂,用微波—乙二醇法在8m in内制得球形、板状、多边形片状、线状和棒状的纳米银。结果表明,P VP的分子链长短是影响纳米银形状的主要因素,P VP分子链(10 k)较短时,主要得到的是板状和片状的;分子链(40 k,360k)较长则更容易得到线状和棒状的。Masa2 haru Tsuji等[61]用微波辐射-乙二醇的方法在几分钟之内制备了晶型完整的纳米银。实验结果表明,额外的Cl-的加入不仅加快了已形成的球形纳米颗粒的溶解过程而且有利于一维纳米银和其他晶型纳米银的生长。邹凯等[62]结合晶种法和光化学还原
76
贵金属第30卷
法,在柠檬酸三钠、P VP 存在下,成功地制备出直径为50～120n m ,长度约50μm 的银纳米线。他们认为P VP 在形成银纳米线的过程中的主要起了一维线状模板的作用,促进银纳米颗粒在一维方向的生长,而并不仅仅是通过选择性的吸附在某些晶面上以控制晶面生长最终得到不同形状的纳米银。
L iu 等[63]
用γ射线法以乙基羟基纤维素为模板制备了平均直径为20n m ,长250n m 的纳米银棒。
Chang 等[64]
以超临界水作媒体将团聚的纳米银分散并重组为链状的纳米线。通过改变反应的压力
、温
度和时间,纳米银颗粒结合为直径约60nm 的银线。徐建[65]
等以季铵盐型阳离子Ge m ini 表面活性剂为
结构导向剂和稳定剂,六次甲基四胺为还原剂,用水热合成法由硝酸银制备了直径约30nm 、长约50μm 的银线。所得纳米银线具有面心立方结构,并且是沿着{111}晶面生长的。银纳米线的长度与反应时间有关,而直径则变化不大。反应温度对产物形貌有较大影响,在100℃和120℃得到的是纳米线,而在150℃得到的多为不规则的纳米颗粒。
图3 纳米银线(棒、管)的SE M 图象
Fig .3 SE M i m age of silver nanowires (nanor ods and nanotubes )
孔超等
[66]
以多孔阳极氧化铝为模板,乙二醇为还原剂,将Ag +
在多孔阳极氧化铝模板的纳米孔道内还原并限域生长,制得了纳米银线。Zhang 等[67]
以阳极氧化铝为硬模板用电沉积法制备了直径为12～31n m 的具有一维梯度的纳米银线。赵启涛等
[68]
用软化学法在低温(约70℃)下用DMF 还原Ag NO 3,合成了直径为15～30n m ,长度约20μm 结构均匀的纳米银线。结果表明,钛酸丁酯水解形成的多孔氧化物溶胶形成的网络孔道结构为纳米银线的控制合成提供了有效的生长模板。周学东等
[69]
利用溶胶-凝胶与水热结合法,以钛酸丁酯形成的网络为模板,DMF 为溶剂和还原剂,合成了直径为30n m 、长径比为5∶1的梯度均匀的纳米银棒。
Seon Ho Ki m 等
[70]
在50℃,在四丁基溴化铵(T BAB )、癸酸和十二烷基铵溶液中用水合肼还原硝
酸银制备出球形纳米银。通过控制反应的时间和温度可将纳米银颗粒转化为长径比为1～70的纳米银线。郭静等[71]
将仿生合成法引到银单质的合成,将S DS 和维生素C 酸(AA )溶于PEG 和甲基丙烯酸(MAA )水溶液中,加入Ag NO 3,中速搅拌反应24h,
随S DS 浓度的增大,所得产物由空心盘变为棒状。姚会军等[72]
以带有核径迹孔的聚碳酸脂(PC )膜为模板,用电化学沉积法制备出直径100～500n m 的银线。
Q i 等
[73]
在非离子表面活性剂C12E 4形成的溶致
液晶的薄膜中,以C 12E 4本身还原水溶液中的银离子合成了宽几百纳米长几微米的纳米银带。汪国华
等
[74]
以Ag NO 3为前驱体,P VP 为保护剂和形状控制
诱导剂,EG 为还原剂,在约120℃
调节P VP 与Ag 的摩尔比,制得带状结构的纳米银。研究发现,P VP 与Ag 的摩尔比对纳米Ag 结构有重要影响。当P VP 与Ag NO 3摩尔比增加到12时,可合成长度约50μm 、宽
度约20n m 、厚度约5nm 的带状结构纳米银。姜妲等[75]
以甲苯为还原剂,水热条件下还原制备了宽度为20n m 左右,长1～2μm 的单晶纳米银带。甲苯与银离子形成的配位聚合物的线状结构引导了纳米银
结构的取向生长,是形成纳米银带的关键因素。
W ei 等
[76]
以P VP 作为保护剂在软模板存在下,
用有机溶剂热法合成了大量长径比大的纳米银管,P VP 与Ag NO 3的摩尔比在控制产品的几何形状上起
了决定性的作用(图3c )。1.4 纳米银棱柱在银的形状控制合成中,较有意义的是纳米银三
棱柱的合成。此法采用离散偶极逼近法对三角形棱
柱进行理论计算,并且首次确认了单个纳米粒子的2
86
第2期高雯雯等:化学法制备形状可控纳米银的研究进展
个不同的四极等离子共振,其非同寻常的光学性质为
发展多色生物诊断标记提供了一条有效的途径[77]。
V idhu S.Ti w ari等[78]通过对纳米银的SERS分析得
知,纳米颗粒的粒径大小、形貌都影响着它的电磁学、
光学增强拉曼光谱,其中纳米银三棱柱有最强的
SERS信号,对纳米材料用于传感器和光谱学增强基
底方面的研究起重要作用
。
图4 三角形纳米银棱柱的形貌
Fig.4 SE M i m age of silver triangular nanop ris m s
Anjana Sarkar等[79]在室温、乙二醇存在下用甲
酰胺还原高氯酸银制备了多边形(大部分是三角
形)的纳米银棱柱。甲酰胺对银离子的还原导致银
颗粒在反应器壁上呈三角形状排列并且伴有CO
2
气
体生成。
姚素薇等[80]采用Ag NO
3
-三水合柠檬酸钠体
系,光还原制备出不同形貌的银纳米粒子。实验证
明紫外光是激发Ag+还原的必要条件,入射光源的
波长决定粒子的生长取向。波长253.7n m的光源
可诱导生成棒状纳米银粒子,365nm波长的光源诱
导生长截断三棱柱形纳米银粒子,而采用波长宽泛
的卤钨灯照射,则可同时得到棒状、截断三棱柱、立
方体及球形纳米粒子。柠檬酸三钠在制备形状可控
纳米银起着关键作用。贺蓉等[81]以有机溶剂作反
应介质,聚合物为稳定剂,通过微波辅助溶液法制备
了具有特殊光学性能的纳米银棱镜。随着反应的进
行,银粒子由10n m左右的球形颗粒逐渐转变为规
则三角形(或切角三角形)的纳米棱柱(图4)。
1.5 纳米银立方体
表面结构和晶型确定的立方结构有望为SERS
的理论研究和应用提供理想的表面模型体系。它不
但对于定量研究SERS机理和提出正确的拉曼光谱
的表面选择定律大有益处,而且将有利于深入研究
表面纳米结构体系的各种独特的物理和化学性
质[82]。
Benja m in W iley等[29]以乙二醇为溶剂和还原
剂,在P VP存在下制备了纳米银立方体(图5a)。结
果表明Ag NO
3
浓度,P VP浓度、P VP和Ag NO
3
的摩
尔比、P VP和不同银晶面的作用力强度等决定了反
应生成的晶体(比如单晶和孪晶)。而且,晶粒的晶
型和P VP在晶粒上的包覆程度都是控制最终产品
形貌的重要因素。周海辉等[83]用化学还原法合成了
纳米银立方体晶粒,在所合成的初始银溶胶中的重
量比约占85%,它的边长为320～330nm,其余为纳
米银线、纳米银棒和极少量的纳米银球。
L i D.G.等[84]将含有微量烷基硫醇的Ag NO3溶
液加到Na BH
4
和油酸钠中制备了纳米银立方体,其
中烷基硫醇起着定向引导作用,使溶液中分散的大
的纳米颗粒自组织成为更大的纳米银立方体。An2
dre w R.Siekkinen等[85]将少量Na2S或NaHS加到
传统的乙二醇法制备纳米银的溶液中,反应时间从
16～26h迅速降为3～8m in,使得单晶银的动力学
生长成为控制因素有效抑制了孪晶的生成,最终制
得了边长为25～45nm单分散的纳米银立方体(图
5b)。Masaharu Tsuji等[60]用微波辐射含硝酸银、乙
二醇、P VP和NaCl的溶液制备了立方体的纳米银。
结果表明,NaCl的存在可以快速地制备出立方体纳
米银。A.Gauta m等[86]在60～70℃,聚乙烯醇存在
下,用水热合成法合成了分散性好的长为10～30
n m的银立方体。
96
贵金属第30卷
图5 纳米银立方体的SE M 图Fig .5 SE M i m age of silver nanocubes
1.6 树枝状纳米银
树枝状的纳米银是基于树形高分子物为模板制备的,目前的研究仍集中在制备阶段。
Lorenza Suber 等
[87]
以萘磺酸钠-甲醛聚合物
作分散剂,用抗坏血酸还原高酸性的硝酸银溶液制备了均匀分散的树枝状纳米银。Poovathinthodiyil Raveendran 等
[88]
以树枝状高分子聚合物-dendri m 2
er (它是一种由一核心化合物一次有规律地生长出
一定数量分枝,其形状像树枝分支一样的高分子)为模板,在水-乙醇体系中,用水合肼还原硝酸银,合
成了树枝状的纳米银(图6a )。Zhang 等[89]
在聚乙二醇存在下用水合肼快速还原硝酸银合成了树枝状的纳米银。结果表明,聚乙二醇为银的形核、生长提供了活性基,并对树对枝状纳米银的形成起了骨架作用。范荣桂等
[90]
采用超声波对金属Ag 盐溶液的
直接超声作用,利用超声波产生的声空化效应、声流效应和非线性交变振动效应使水分子被激活,产生还原性的H ?、水合eaq -
和氧化性的?OH,从而使Ag +
降价为银原子,制备了树枝状的纳米银。廖学
红等
[91]
在配位剂E DT A 存在下,用Ag NO 3溶液以超
声电化学法制备出树枝状纳米银。实验表明,通过控制Ag NO 3溶液的浓度,可以控制纳米银粒子的形
状、粒径大小。在EDT A 量一定的条件下,当Ag NO 3溶液浓度较大时,得到树枝状纳米银
。
图6 树枝状纳米银的SE M 图
Fig .6 SE M i m age of silver dentrites
W ei 等[92]
以P VP 为络合剂,用溶剂热法自组织
合成了直径在100～150n m 的树枝状纳米银结构。J iang 等
[93]
在P VP 存在时,通过脉冲电化学方法在
饱和的柠檬酸银溶液中制备了单分散的树枝状纳米银,结果表明,通过改变脉冲的电流强度和P VP 的浓度可以改变纳米银的形状(图6b )。2 影响因素
2.1 还原剂的种类和浓度
在强还原剂存在时,反应速度较快,生成晶核较
快,晶核长大的速度也快,容易形成各向同性的球形纳米银;当使用弱还原剂时,晶核长大速度相对较慢,添加剂包覆晶核的某些晶面,诱导未包覆的晶面生长的机率增大,从而使银生长成为各向异性的纳米银。2.2 添加剂的选择
(1)分散稳定或保护作用:如P VP 、P VA 、PE O 、
07
第2期高雯雯等:化学法制备形状可控纳米银的研究进展
P MMA、P AMAM等。在晶核长大过程中,高分子物质选择性地包覆在晶核的某些晶面上(与晶面能有关),实现对晶面生长相对速度的调节,由此达到对晶体生成形状的控制。文献[31]通过调节P VP/Ag2 NO3的比例,分别制备了三角形、线状和立方体的纳米银。
(2)模板:表面活性剂分子在溶液中可自动聚集形成各种有序组合体,利用这些有序组合体作微反应器,同时利用表面活性给予界面的相互作用,引导和调控粒子的定向生长,获得多种形貌的纳米材料。如文献[68]用金属有机盐水解形成的胶体空间网络作为生长纳米线的模板,合成了纳米银线。
(3)其它作用:主要作用可能是在反应过程中与溶液中的某些物质作用或作为模板,进而引导晶核某些晶面的生长。Yang等[30]通过在化学还原中加入NaCl,使多晶的纳米银球形颗粒转变为单晶的三角形纳米银片。研究表明,体系存在O
2
/Cl-时,纳米银粒子被氧化刻蚀,氧化作用与正在进行的还原反应相互竞争,导致成核速度大大减慢,此时就易引发晶种的结构波动,使纳米银的形貌发生变化。
2.3 晶种的粒径和数量
添加晶种是生产中控制产品尺寸的有效方法,可促进异质形核,由于异质形核所需临界自由能小于均匀形核所需临界自由能,从而提高了形核速率,有利于晶粒形核与长大过程的分开。晶种数量较多时意味着有较多的生长活性基点及较快的反应速度,此时由于溶液中的自由银离子浓度相对较少,从而使最终反应得到的纳米银颗粒的粒径减小且增大了纳米颗粒生长为其他形状的可能性。Tian等[40]通过调节晶种的加入量即可控制所得到的银颗粒的大小及其形状的规则性。
2.4 温 度
温度低,反应慢,为添加剂和晶核的进一步作用提供了缓冲时间,有利于各向异性纳米颗粒的生成,同时也导致晶核生成在时间上的落差,所得纳米颗粒的粒径分布较宽;反之,则可能制备出粒径分布窄而各向同性的纳米颗粒。当然温度的调节与所选择的制备方法、反应条件有关,应视具体情况而定。2.5 反应时间
与反应速率有关,选择合适的反应时间,通过陈化和自组织作用可制备形貌比较规则的纳米银,T.
C.Deivaraj等[36]发现硝酸银和P VP在吡啶中反应可生成球形纳米银颗粒或四边形、三角形的纳米银片。反应初期形成纳米银球,随反应的进行,通过陈化作用小的纳米银球颗粒聚合形成纳米银片。
2.6 搅拌速度
化学还原反应,一般以液膜扩散为主要控制步骤,强烈的搅拌可以降低扩散膜的厚度,加快离子的扩散作用,增大反应速度,使生成的纳米银粒子均匀分散,与此同时,随着反应速率的变化,搅拌作用必然对银晶核的形成过程以及最终形成的纳米银的形貌产生一定的影响作用。
3 结 语
纳米银的形貌控制不只是受到工艺条件、添加剂(保护剂、稳定剂及还原剂)种类及用量的影响,其本质的原因是在反应过程中,含表面活性剂的溶液性质(表面张力、粘度等)、溶液混合状态及各物质分子间作用力对晶核生成长大的影响。因此,表面活性剂的选择将成为控制纳米银形状的瓶颈。
总之,纳米银颗粒的多形貌控制是一个非常有意义的研究课题,它为纳米粒子在电学、光学显微镜、化学、生物传感元件、数据存储等领域中的应用提供了非常有益的理论参考。在未来的研究中,它将占有越来越重要的地位。
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化学共沉淀法制备磁性纳米微粒实验方案 化学共沉淀法得到的磁性壳聚糖微球通常粒径较小具有较大的的比表面积和固载量对干细胞具有很强的吸附能力而且分散性很好其磁性胶粒可以稳定地分散于水中但是其磁响应性较弱操作时需施加较强的磁场。 方案一： 化学共沉淀法是指在二价与三价铁离子在碱性条件下沉淀生 成Fe3O4 或利用氧化还原反应生成Fe3O4的同时利用壳聚糖作分散剂从而得到外包有壳聚糖的磁性微球。Honda等将20mL0.5%的壳聚糖溶液和2.4mL 含FeCl3 720 mg FeCl2 4H2O 290mg 的混合物在激烈搅拌下均匀混合然后加氨水恒温静置经过反应处理后制得磁性壳聚糖微球。 方案二： 1.Fe3O4纳米微粒的制备 将20 mL FeCl3（1.0 mol L-1）与5 mL FeCl2（2.0 mol L-1，在2.0 mol L-1的盐酸溶液中配制）溶液混合均匀加入到250 mL 0.7 mol L-1的氨水溶液中，离心分离后所得的黑褐色沉淀用150 mL 2.0 mol L-1的高氯酸分散，用超纯水洗至中性，干燥，得到Fe3O4纳米粒子。 2.磁性壳聚糖微球的制备 将0.5 g壳聚糖溶解于20 mL 2％的乙酸溶液中,加入150 mg磁性纳米粒子,在搅拌下缓慢加至装有80 mL液体石蜡和4 mL span-80混合溶剂的三颈瓶中，常温下充分搅拌30 min，加入10 mL一定浓度的戊二醛，在40℃的水浴中反应60 min后，用1.0 mol L-1的NaOH溶液将pH值调至9.0～10.0，升温至70℃继续反应2 h，得到的产物依次用丙酮、石油醚、N，N-二甲基甲酰胺、超纯水充分洗涤抽滤，磁铁收集，60℃真空干燥，得到磁性壳聚糖微球。 方案三： 将二价铁盐(FeCl2·4H20)和三价铁盐(FeCl3·6H20)按不同的物质的量比(1:1.25)溶于蒸馏水中，配制成一定浓度的溶液．水浴恒温（40℃），剧烈搅拌下滴加1．5mol／L氨水，将体系的pH保持在一定的范围内(pH=9)，在恒温过程中搅拌30min，结束反应。生成的颗粒磁分离后用蒸馏水反复洗涤直至中性，真空干燥后，研磨即得纳米Fe304颗粒。 方案四（超声沉淀法）： 超声波对化学反应起作用的主要原因在于超声波所产生的“超声波
文章编号:167325196(2008)0320009203 电化学法制备纳米铜粉 徐建林1,2,陈纪东1,2,张定军1,2,马应霞1,2,冉 奋1,2,龙大伟1,2 (1.兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,甘肃兰州 730050;2.兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃 兰州 730050) 摘要:在十二烷基硫酸钠、吐温80、苯、正丁醇、十二烷基硫醇和硫酸铜混合而成的乳液中,采用电化学合成的方法制备稳定的、粒径均匀的Cu 纳米颗粒.采用XRD 、TEM 及FT -IR 对所制备的Cu 纳米颗粒的结构、形貌、粒径大小及表面键合性质进行表征.结果表明,制备的纳米铜粉为球型颗粒,分散较好,尺寸较为均匀,约为60～80nm ,并且具有立方晶型结构;得到的纳米铜颗粒表面含有一层有机物质,形成了包覆层较薄的核壳结构,这种包覆层阻止了纳米铜粉在空气中或水中的团聚和氧化,起到提高纳米铜颗粒的分散性和稳定性的作用.关键词:纳米颗粒;Cu ;乳液;电化学中图分类号:TB383 文献标识码:A Preparation of copper nano 2powder by using electrochemical method XU Jian 2lin 1,2,C H EN Ji 2dong 1,2,ZHAN G Ding 2jun 1,2 MA Y ing 2xia 1,2,RAN Fen 1,2,LON G Da 2wei 1,2 (1.State Key Lab.of Gansu Advanced Non 2ferrous Metal Materials ,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China ;2.Key Lab.of Non 2ferrous Metal Alloys ,The Ministry of Education ,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China ) Abstract :Stable and uniform Cu nanoparticles was p repared wit h electrochemical met hod in emulsio ns containing of sodium dodecyl sulfate ,tween 80,benzene ,12butanol ,dodecyl mercaptan and CuSO4?5H 2O.The morp hology and struct ure of t he resulting copper nanoparticles were investigated wit h XRD ,TEM and F T 2IR.It was found t hat t he copper nano 2powder was of sp herical st ruct ure wit h a better dis 2persity ,uniform particlesize.t he average size being 60～80nm and cubic crystalline.A layer of organic compound was absorbed on t he surface of copper nanoparticles ,forming a shell 2core st ruct ure wit h t hin surface coating film ,which could be p revent t he Cu nano 2powder f rom aggregation and oxidation in t he at 2mo sp here or water ,and increase t he dispersibility and stability of t he Cu nanoparticles as well. K ey w ords :nanoparticles ;Cu ;emulsions ;elect rochemist ry 纳米铜颗粒的比表面积大,表面活性中心数多,在石油化工和冶金中是良好的润滑剂;此外,纳米铜颗粒具有极高的活性和选择性,可以用作高分子聚合物的氢化和脱氢化反应的催化剂[1,2].1995年,Pekka [3]等指出纳米铜由于其低电阻而可用于电子 连接,引起电子界的很大兴趣.纳米铜粉也可用于制 造导电浆料(导电胶、导磁胶等),广泛应用于微电子工业中的布、封装、连接等,对微电子器件的小型化生产起重要作用. 目前,常用的制备纳米铜粉的方法有:机械化学 收稿日期:2007201207 作者简介:徐建林(19702),男,陕西岐山人,博士,副教授. 法、气相蒸汽法、化学还原法、辐照还原法等.此外,Gedanken 等人报道了一种用自还原前驱体制备纳米铜的方法[4],Pileni 等人用表面活性剂囊泡技术制备了各种形状的铜纳米颗粒[5].机械化学法制备的粉体组成不易均匀,粉末易团聚,粒径分布宽,所以缺乏现实意义;气相蒸汽法所需原料气体价格昂贵,设备复杂,成本高.目前研究最多的是液相还原法,但是液相还原又需要用到一些剧毒的还原剂,这对研究者本身或者是环境都会造成危害.电化学合成方法具有反应条件温和、仪器设备简单、无毒无污染的优点,是合成纳米材料的有效手段之一[6,7]. 本文采用电化学电解法,在十二烷基硫酸钠、吐 第34卷第3期2008年6月兰 州 理 工 大 学 学 报 Journal of Lanzhou University of Technology Vol.34No.3 J un.2008
化学法制备粉体材料及表征 此课程是材料学院设置的综合实验课。通过本实验课的学习与实践，使学生了解和掌握化学法制备（氧化物、碳化物、氮化物、金属和合金）粉体的基本原理、基本方法和相应的工艺流程，并掌握粉体材料常规的表征手段；培养学生的实际动手操作能力，独立思考问题、解决问题的能力；同时为学生提供一个科研实践的平台，为其毕业设计和将来走上工作岗位做好准备。 一、实验目的 1．掌握化学法制备粉体材料的原理并了解各种具体的制备方法。 2．熟练掌握固相热分解法和均匀沉淀法制备粉体材料的原理与工艺流程。 3．掌握粉体材料的各种表征方法。 4．对粉体的粒度分布与物相组成进行熟练的测试与分析 培养学生的实际动手操作能力和自主设计实验的能力，为毕业论文设计作好理论基础和相应的实验准备。 二、实验要求 要求学每个学生能独立查阅文献资料，小组讨论，确定实验方案，并将实验方案提前一天给任课老师审阅；所有的实验必须在我们已有的设备条件和时间条件下完成；实验方案中对每一个工艺必须给出具体的工艺参数，如反应物浓度、温度、反应时间等。该实验更要求学生发挥自己的主观能动性，自主设计，自主完成实验全过程。实验完成后认真分析实验结果，撰写实验报告。 三、实验所需仪器设备 本实验所需的主要仪器设备有：电子天平，坩埚，烧杯，角匙，恒温水浴锅，电动搅拌器，高温炉，激光粒度分布仪，X射线衍射仪等。 四、实验原理 粉体的化学合成： 从物质的原子、离子或分子入手，经过化学反应形成晶核以产生晶粒，并使晶粒在控制之下长大到其尺寸达到要求的大小。按照物质的原始状态分类，可将粉体的化学合成方法分为气相法、液相法和固相法。 化学合成粉体的特点： 优点：能得到极微细的颗粒，且颗粒尺寸比较均匀，颗粒的纯度高；
本科毕业论文 学院物理电子工程学院 专业物理学 年级 2008级 姓名贾学伟 设计题目纳米材料的主要制备方法 指导教师闫海龙职称副教授 2012年4月28日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 引言 (1) 1.1纳米材料的定义 (1) 1.2纳米材料的研究意义 (2) 2 纳米材料的主要制备方法 (3) 2.1化学气相沉积法 (3) 2.2溶胶－凝胶法 (5) 2.3分子束外延法 (6) 2.4脉冲激光沉积法 (8) 2.5静电纺丝法 (9) 2.6磁控溅射法 (11) 2.7水热法 (12)
2.8其他制备纳米材料的方法 (13) 3 总结 (14) 参考文献 (14) 致谢 (15)
纳米材料的主要制备方法 学生姓名：贾学伟学号： 学院：物理电子工程学院专业：物理学 指导教师：闫海龙职称：副教授摘要：纳米材料由于其特殊的性质，近年来引起人们极大的关注。随着纳米科技的发展，纳米材料的制备方法已日趋成熟。本文主要介绍了纳米材料的制备方法,其中包括化学气相沉积法、溶胶—凝胶法、分子束外延法、脉冲激光沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、水热法等。在此基础上,分析了现代纳米材料制备方法的发展趋势。纳米技术对21世纪的信息技术、医学、环境、自动化技术及能源科学的发展有重要影响,对生产力的发展有重要作用。 关键词：纳米；纳米材料；纳米科技；制备方法 The preparation method of nanomaterials Abstract：Nanomaterials are attracting intense in recent years. With the development of nanotechnology, nanomaterials preparation method has been more and more mature. The preparation methods sush as, chemical vapor deposition method, molecular beam epitaxy, laser pulse precipitation, sintering, hydrothermal method, sol-gel method are introduced in this paper. New development trend of preparation methods are analysed. N anomaterials will promote the development of IT, medicine, environment, automation technology and energy science, and will have a great influenced on productive in the 21st century. Key words：nanometer；na nomaterials；nanotechnology；preparation 1 引言 1.1纳米材料的定义 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度[1]。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切，当小粒子尺寸进入纳米量级时，其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性，使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值[2]。
1.沉淀溶液的浓度 沉淀溶液的浓度会影响沉淀的粒度、晶形、收率、纯度及表面性质。通常情况下，相对稀的沉淀溶液，由于有较低的成核速度，容易获得粒度较大、晶形较为完整、纯度及表面性质较高的晶形沉淀，但其收率要低一些，这适于单纯追求产品的化学纯度的情况；反之，如果成核速度太低，那么生成的颗粒数就少，单个颗粒的粒度就会变大，这对于微细粉体材料的制备是不利的，因此，实际生产中应根据产品性能的不同要求，控制适宜的沉淀液浓度，在一定程度上控制成核速度和生长速度。 2.合成温度 沉淀的合成温度也会影响到沉淀的粒度、晶形、收率、纯度及表面性质。在热溶液中，沉淀的溶解度一般都比较大，过饱和度相对较低，从而使得沉淀的成核速度减慢，有利于晶核的长大，得到的沉淀比较紧密，便于沉降和洗涤；沉淀在热溶液中的吸附作用要小一些，有利于纯度的提高。在制备不同的沉淀物质时，由于追求的理化性能不同，具体采用的温度应视试验结果而定。例如：在合成时如果温度太高，产品会分解而只得到黑色氧化铜；在采用易地分解、易挥发的沉淀剂时，温度太高会增加原料的损失。 3.沉淀剂的加入方式及速度 沉淀剂的加入方式及速度均摊会影响沉淀的各种理化性能。沉淀剂若分散加入，而且加料的速度较慢，同时进行搅拌，可避免溶液局部过浓而形成大量晶核，有利于制备纯度较高、大颗粒的晶形沉淀。例如：制备白色无定形粉末状沉淀氢氧化铝，使用的原料为NaAlO2及碳酸氢铵，其主要杂质为碱金属，开始时以较慢的线速度将NH4HCO3加入到NaAlO2的热溶液中，待沉淀析出大半时，再加快沉淀剂的加入速度，直至反应结束。这样得到的Al(OH)3颗粒较大，只需要洗涤数次，产品中碱金属杂质即可合格。如将沉淀剂浓度加大，加料速度加快、反应温度又低，这样得到的是Al(OH)3的胶状沉淀，即使洗涤数十次，产品中碱金属含量也不容易合格。当然，这只是从化学纯度的角度来考虑的，或要生产专用性的Al(OH)3产品，沉淀剂的加入方式及速度则应该根据具体要求而定。 4.加料顺序 加料方式分正加、反加、并加三种。生产中的“正加”是指将金属盐类先放于反应器中，再加入沉淀剂；反之为“反加”；而把含沉淀物阴、阳离子的溶液同时按比例加入到反应器的方法，称为“并加”。加料顺序与沉淀物吸附哪种杂质以及沉淀物的均匀性有密切的关系。“正加”方式的沉淀主要吸附原料金属盐的阴离子杂质；且在中和沉淀时，先、后生成的沉淀，其所处的环境PH值不同，得到的沉淀产品均匀性差。“反加”方式主要吸附沉淀的阴离子杂质；若是中和填充沉淀时，在整个沉淀过程占卜PH值变化很小，产品均匀性较好。“并加”方式可避免优秀作品溶液的局部过浓，沉淀过程较为稳定，且吸附杂质较小，从而可得到理化性能较好的产品。在实际生产中应视产品的具体要求而定。 5.沉淀剂 沉淀剂的选择应考虑产品质量、工艺、产率、原料来源及成本、环境污染和安全性等问题。在工艺允许的情况下，应该选项用溶解度较大、选择性较高、副产物影响较小的沉淀剂，也便易于除去多余的沉淀剂、减少吸附和副反应的发生。在生产碳酸盐沉淀产品时，可选择的沉淀剂有Na2CO3、NaHCO3 NH4HCO3和其他多种可溶性碳酸盐，但一般以NH4HCO3为好，因为它的溶解度大、易洗涤、副产物易挥发、污染也较小，而且原料来源广泛、价格也低。沉淀剂的使用一般应过量，以便能获得高的收率，减少金属盐离子的污染；但也不可太过量，否则会因络合效应和盐效应等降低收率。一般过量20%-50%就能满足要求了。 6.沉淀的陈化 陈化可释出沉淀过程带入的大部分杂质。在陈化过程中，因小颗粒沉淀的比表面积大，表面能也大；相同量大颗粒沉淀的比表面积较小，表面能就小，体系的变化有从高能量到低能量的自发趋
高中化学常见物质制备方法 Cl2 1．实验室方法：MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O（反应条件加热）收集方法：向上排空气法或排饱和食盐水法 净化方法：用饱和的食盐水除去HCl，再用浓H2SO4除去水蒸气。 2．工业制法：原理：电解食盐水 2NaCl+2H2O====2NaOH+Cl2↑+H2↑（反应条件是通电） CO2 1．实验室方法：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 收集方法：向上排空气法 净化方法：用饱和的NaHCO3除去HCl 2．工业制法：CaCO3=====CaO+CO2↑（条件为高温） O2 实验室方法： 1、KMnO4受热分解：2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑（条件：加热） 2、KClO3和MnO2混合共热：KClO3=2KCl+3O2↑（条件：在MnO2下加热） 工业制法：空气液化分离 NH3 实验室方法： Ca（OH）2+2NH4Cl=====2NH3↑+CaCl2+2H2O 收集方法：向下排空气法、且容器口塞一团沾有稀H2SO4的棉花团，以防止所收集的气体与空气对流，也可吸收多余的NH3 净化方法：用碱石灰吸收NH3中混有的水分 工业制法： N2+3H2=====2NH3（条件：高温、高压、催化剂且此反应为可逆反应 （上面的必需全部把握且对方程式一定要准确地记住，下面的只需知道） N2 实验室方法：NaNO2+NH4Cl==N2↑+2H2O +NaCl 工业方法：液态空气分馏法 NO2 实验室方法：Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2H2O↑(条件加热) 工业方法：4NH3 + 5O2= 4NO + 6H2O(条件Pt/加热) 2NO + O2= 2NO2 CO 实验室方法：HCOOH===H2O+C O↑(条件加热) 工业方法:C + H2O(g) == CO + H2(条件高温) SO2 实验室方法：Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑ H2 实验室制法：H2SO4+Zn=====ZnSO4+H2↑ 2HCl+Zn=====ZnCl2+H2↑ 收集方法：向下排空气法 工业制法：水煤气法 C + H2O(g) == CO + H2(条件高温) C H≡CH
共沉淀法制备磁性Fe3O4 余春宇08化学85号 摘要考察了普通共沉淀法制备过程中的一些影响因素，采用一种改进，了的共沉淀法，制备磁性Fe3O4 纳米粒子。并对获得的粉体采用进行初步表征用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4颗粒, 研究了影响纳米Fe3O4 颗粒磁性的因素[1]。 关键词磁性Fe3O4；共沉淀法；制备； 引言 磁流体作为一种新型纳米材料，在工业上也有着广阔的应用前景。目前磁流体技术在国内未得到广泛应用的主要原因是纳米铁氧体粉体的制备不够完善，目前应用较广泛的铁氧体是纳米Fe3O4，近年来纳米材料取得了很大的进展[2]Fe3O4更多应用于化学领域[3]近几年来Fe 3 O4便成为了一种新型材料[4]纳米粒子(nano particle)也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100 am间的粒子[5] Fe 3O 4 纳米粒子是一种新型材料，具有良好的磁性能，即超顺磁性[6]Hao-Yu等人制 备出来的Fe3O4可达5–10 nm[7]使用XRD，TEM，VSM 对材料进行了相关测试，测试结果发现，用水热法制备的磁性纳米复合材料具有典型的层型结构[8]。，近年来有关纳米粒子的制备方法及其物性的研究受到很大的重视，这在纳米粒子基本理论上有重大意义[9]通过共沉淀法制备纳米FeO 性能影响因素的研究，以得到合理优化的制备工[10]采用化学沉淀法制备纳米Fe304颗粒，并以聚乙二醇为改性剂，蒸馏水为载液[11] 本文综述了多种制备磁性Fe3O4纳米粒子的方法且分析了它们的诸多影响因素，在前人的基础上总结了很多经验取长补短得出了在共沉淀发的基础上再对一些反应条件以及其他一些试剂进行了改进 内容 近年来，随着纳米技术的飞速发展，有关纳米Fe304的制备方法及其性能的研究受到很大的重视。纳米材料的制备方法多种多样，目前纳米Fe304的制备方法主要有[12]机械球磨法、溶胶一凝胶法、化学共沉淀法、热分解法、电弧蒸发法、液相微介质电加热分解法、水热法等，但每种方法有其自身的不足。 机械球磨法 机械球磨法机械球磨法是在球磨机中加入粒度为几十微米
电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中，机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高，生产成本高；化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域，同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂，具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质，但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比，电化学制备方法主要具有以下优点：1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多；2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控，在技术上困难较小、工艺灵活，易于实验室向工业现场转变；3、常温常压操作，避免了高温在材料内部引入的热应力；4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长，可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理，并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比，电沉积法具有以下优点：(1)晶粒尺寸在1~100 nm内；(2)
制备纳米材料的物理方法和化学方法 （********） 纳米科学技术是20世纪80年代末产生的一项正在迅猛发展的新技术。所谓纳米技术是指用若干分子或原子构成的单元—纳米微粒，制造材料或微型器件的科学技术。 纳米材料的制备方法甚多，目前制备纳米材料中最基本的原则有二：一是将大块固体分裂成纳米微粒；二是由单个基本微粒聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。 1物理制备方法 早期的物理制备方法是将较粗的物质粉碎，如低温粉碎法、超声波粉碎法、冲击波粉碎法、蒸气快速冷却法、蒸气快速油面法等等。近年来发展了一些新的物理方法，这些方法我们统称为物理凝聚法，物理凝聚法主要分为 （1）真空蒸发靛聚法 将原料用电弧高频或等离子体等加热，使之气化或形成等离子体，然后骤冷，使之凝结成纳米微粒。其粒径可通过改变通入惰性气体的种类、压力、蒸发速率等加以控制，粒径可达1—100nm 。具体过程是将待蒸发的材料放人容器中的柑锅中，先抽到410Pa 或更高的真空度，然后注人少量的惰性气体或性2N 、3NH 等载气，使之形成一定的真空条件，此时加热，使原料蒸发成蒸气而凝聚在温度较低的钟罩壁上，形成纳米微粒。 （2）等离子体蒸发凝聚法 把一种或多种固体颗粒注人惰性气体的等离子体中，使之通过等离子体之间时完全蒸发，通过骤冷装置使蒸气奴聚制得纳米微粒。通常用于制备含有高熔点金属合金的纳米微粒，如Fe-A1 , Nb- Si 等。此法常以等离子体作为连续反应器制备纳米微粒。 综上所述，物理方法通常采用光、电等技术使材料在真空或惰性气氛中蒸发，然后使原子或分子形成纳米颗粒，它还包括球磨、喷雾等以力学过程为主的制备
化学共沉淀法制备钛酸钡 来源：世界化工网（https://www.doczj.com/doc/227571884.html,） 化学共沉淀法是将等物质的量的可镕性钡、钛化合物混合，在一定的酸碱度条件下加入沉淀刑，使钡、铁化合物产生共沉淀，分离出沉淀物，干燥、锻烧后即得产品。化学共沉淀法与固相法相比，前者两组分分散的比较好，反应更容易进行，特别是在两组分结构相似，溶解度、沉淀时的pH值近似时，更能够很好地混合。另外，共沉淀法的反应温度明显的比固相法低。当物质的量比为1：1时，共沉淀法不会生成如BoTiO4等其他产物。作为化学共沉淀法的沉淀剂可以是碳酸盐，如(NH4)2CO3：，NH4HCO3也可以是草酸盐或含过氧化氢的碱溶液。下面用草酸作沉淀剂为例说明之。 用草酸作沉淀别是60年代以来研究得比较多的一种方法。该法一般是将可溶性钡盐、钛盐与草酸一起反应生成草酸氧钛钡沉淀，煅烧沉淀物得到钛醋钡。目前，我国已有用此法生产钛酸钡的工厂。首先将BaCO3与HCl反应生成BaCl 水溶液。将TiCl4用精制水配成水溶液，然后将TiCl4的水溶液和氯化钡的水溶液按等物质的量混合，再与2倍物质的量的草酸溶液反应。工艺流程示意如图6—5。
（1）草酸氧钛钡的合成制取草酸氧钮钡的过程中，四氯化铁水溶液制备的成功与否是能否得到高纯度钻酸钡的关键。最重要的是在四氯化铁水 溶液制备过程中如何避免钛的遇水分解。四氯化钛遇水会发生下列反应： 制备丁Ti-Ba溶液时，温度高低也会影响四氯化欲继续水解，因此要对温度加以控制。Ti-Ba溶液混合后加入草酸水溶液使四 氮化试和草酸溶液生成铁的络合物，然后与氯化钡反应生成草酸 织钞钡沉淀，化学反应方程式如下： 反应中还会发生下列反应：
纳米银的制备及其应用研究进展 华侨大学材料科学与工程学院 王健08应化0814131030 摘要：纳米材料是由纳米粒子组成的固体材料，自80时代纳米材料的概念形成后，这种材料就一直受到人们极大的关注，金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支，它以贵金属金、银、铜为代表，其中纳米银的研究结果最多，本文主要参阅了中外09~11年的9篇纳米银的制备与应用相关文献筛选总结，并简述了近年来纳米银的制备方法及其应用研究进展，包括物理方法和化学方法。 关键词:纳米银粒子制备物理方法化学方法应用 引言 纳米粒子----也叫超微颗粒，粒径一般在1—100 nm之间，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域。从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统，亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，介于原子、分子和宏观物质之间。随着对各种纳米粒子的不断深入研究，促进了纳米粒子在制药业、纺织业、物理、化学、农业等各领域的广泛应用。纳米银粒子是纳米粒子的一种。在各种金属纳米粒子中，纳米银粒子自从问世以来一直深受人们的关注，这不仅是由于其具有独特的电子特性，光学特性，机械特性和催化特性，并且具有良好的抗菌性、生物兼容性和表面易修饰等优点。因此，纳米银粒子是一种非常有用的纳米材料，可以用作照相制版、生物医用材料、化工的催化剂、陶瓷材料、导电浆料、污水处理、建筑材料、润滑剂、光吸收材料、涂料、传感器、高性能电极材料等。 纳米银粒子的制备方法有很多，人们借鉴已有的制备方法，已制备出各种粒径和结构的纳米银粒子，如球形纳米银粒子、纳米银块体材料、树状纳米银、银纳米管、银纳米带、银纳米链、银纳米立方体、银纳米双凌锥、银纳米线、银纳米三棱柱、银纳米片、银纳米盘等结构，如下图列出的几种：
实验一：共沉淀法制备具有超顺磁性的纳米四氧化三铁粒子 一、实验背景 有关纳米粒子的制备方法及其性能研究备受多学者的重视，这不仅因为纳米粒子在基础研究方面意义重大，而且在实际应用中前景广阔。在磁记录材料方面，磁性纳米粒子可望取代传统的微米级磁粉，Fe s O4超细粉体由于化学稳定性好， 原料易得，价格低廉，已成为无机颜料中较重要的一种，被广泛应用于涂料，油墨等领域；而在电子工业中超细F63O4是磁记录材料，用于高密度磁记录材料的制备；它也是气、湿敏材料的重要组成部分。超细Fe3O4粉体还可作为微波吸收材料及催化剂。另外使用超细Fe3O4粉体可制成磁流体。 Fe s O4纳米粒子的制备方法有很多，大体分为两类：一是物理方法，如高能机械球磨法，二是化学方法，如化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、热分解法及微乳液法等。但各种方法各有利弊；物理方法无法进一步获得超细而且粒径分布窄的磁粉，并且还会带来研磨介质的污染问题；溶胶-凝胶法、热分解法多采用有机物为原料，成本较高，且有毒害作用；水热合成法虽容易获得纯相的纳米粉体，但是反应过程中温度的高低，升温速度，搅拌速度以及反应时间的长短等因素均会对粒径大小和粉末的磁性能产生影响。 本实验是采用共沉淀法（将沉淀剂加入Fe2^^ Fe3+混合溶液中）制备纳米Fe3O4颗粒。该制备方法不仅原料易得且价格低廉，设备要求简单，反应条件温和（在常温常压下以水为溶剂）等优点。 二、实验目的 1、了解用共沉淀法制备纳米四氧化三铁粒子的原理和方法。 2、了解纳米四氧化三铁粒子的超顺磁性性质。 3、掌握无机制备中的部分操作。 三、实验原理 采用化学共沉淀法制备纳米磁性四氧化三铁是将二价铁盐和三价铁盐溶液按一定比例混合，将碱性沉淀剂加入至上述铁盐混合溶液中，搅拌、反应一段时间即可得纳米磁性F?O4粒子，其反应式如下： Fe +2Fe +8OH------------ e3O4+4H2O 四、仪器与试剂 烧杯、FeC2 4H2O、FeCb、氢氧化钠、柠檬酸三钠。 五、实验步骤 1、配置50 ml 1 moL 的NaOH 溶液。（2g NaOH+5Og H2O） 2、称取0.9925g FeC3和1.194g FeC2 4H2O （反应当量比为1:1）溶于30 mL 的蒸馏水中。 3、将反应溶液加热至60C，恒温下磁力搅拌（转速约为1000rpm）。 4、30 min后缓慢滴加配置的NaOH溶液，待溶液完全变黑后，仍继续滴加
摘要：讨论了当前国内外主要的几种半导体纳米材料的制备工艺技术,包括物理法和化学法两大类下的几种，机械球磨法、磁控溅射法、静电纺丝法、溶胶凝胶法、微乳液法、模板法等,并分析了以上几种纳米材料制备技术的优缺点关键词:半导体纳米粒子性质；半导体纳米材料；溶胶一凝胶法;机械球磨法；磁控溅射法；静电纺丝法；微乳液法；模板法；金属有机物化学气相淀积引言 半导体材料（semiconductormaterial）是一类具有半导体性能（导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm～1GΩ·cm范围内）。相对于导体材料而言,半导体中的电子动能较低,有较长的德布罗意波长,对空间限域比较敏感。半导体材料空间中某一方向的尺寸限制与电子的德布罗意波长可比拟时,电子的运动被量子化地限制在离散的本征态,从而失去一个空间自由度或者说减少了一维,通常适用体材料的电子的粒子行为在此材料中不再适用。这种自然界不存在,通过能带工程人工制造的新型功能材料叫做半导体纳米材料。现已知道,半导体纳米粒子结构上的特点(原子畴尺寸小于100nm,大比例原子处于晶界环境,各畴之间存在相互作用等)是导致半导体纳米材料具有特殊性质的根本原因。半导体纳米材料独特的质使其将在未来的各种功能器件中发挥重要作用,半导体纳米材料的制备是目前研究的热点之一。本文讨论了半导体纳米材料的性质,综述了几种化学法制备半导体纳米材料的原理和特点。
2.半导体纳米粒子的基本性质 2.1表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。对直径大于0.1微米的颗粒表面效应可忽略不计，当尺寸小于0.1微米时，其表面原子百分数激剧增长，甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100平方米，这时的表面效应将不容忽略。 随着纳米材料粒径的减小，表面原子数迅速增加。例如当粒径为10nm 时，表面原子数为完整晶粒原子总数的20%；而粒径为1nm时，其表面原子百分数增大到99%；此时组成该纳米晶粒的所有约30个原子几乎全部分布在表面。由于表面原子周围缺少相邻的原子：有许多悬空键，具有不饱和性，易与其他原子相结合而稳定下来，故表现出很高的化学活性。随着粒径的减小，纳米材料的表面积、表面能及表面结合能都迅速增大。 超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的，若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径为2*10-3微米）进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体，十面体，二十面体多李晶等），它既不同于一般固体，又不同于液体，是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态，尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。 因此想要获得发光效率高的纳米材料，采用适当的方法合成表面完好的半导体材料很重要。 2.2量子尺寸效应 量子尺寸效应--是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。当半导体材料从体相减小到某一临界尺寸(如与电子的德布罗意波长、电子的非弹性散射平均自由程和体相激子的玻尔半径相等)以后,其中的电子、空穴和激子等载流子的运动将受到强量子封
纳米材料制备方法综述 摘要：纳米材料由于其特殊性质，近年来受到人们极大的关注。随着纳米科技的发展，纳米材料的制备方法已日趋成熟。纳米材料的制备方法按物态一般可归纳为气相法、液相法、固相法。目前，各国科学家在纳米材料的研究方面已取得了显著的成果。纳米材料将推动21世纪的信息技术、医学、环境、自动化技术及能源科学的发展, 对生产力的发展产生深远的影响。 关键字：纳米材料，制备，固相法，液相法，气相法 近年来，纳米材料作为一种新型的材料得到了人们的广泛关注。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，具有表面与界面效应，量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应，因而纳米具有很多奇特的性能，广泛应用于各个领域。为此，本文综述了纳米材料制备的各种方法并说明其优缺点。 目前纳米材料制备采用的方法按物态可分为：气相法、液相法和固相法。 一、气相法 气相法是将高温的蒸汽在冷阱中冷凝或在衬底上沉积和生长低维纳米材料的方法。气相法主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD），在某些情况下使用其他热源获得气源，如电阻加热法，高频感应电流加热法，混合等离子加热法，通电加热蒸发法。 1、物理气相沉积（PVD） 在PVD过程中没有化学反应产生，其主要过程是固体材料的蒸发和蒸发蒸气的冷凝或沉积。采用PVD可制备出高质量的纳米材料粉体。PVD可分为制备出高质量的纳米粉体。PVD可分为蒸气-冷凝法和溅射法。 1.1蒸气-冷凝法 此种制备方法是在低压的Ar、He等惰性气体中加热物质（如金属等），使其蒸发汽化, 然后在气体介质中冷凝后形成5-100 nm的纳米微粒。通过在纯净的惰性气体中的蒸发和冷凝过程获得较干净的纳米粉体。此方法制备的颗粒表面清洁，颗粒度整齐，生长条件易于控制，但是粒径分布范围狭窄。 1.2溅射法 用两块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入Ar气(40～250Pa)，两电极间施加的电压范围为0.3～1.5kv。由于两极间的辉光放电使Ar离子形成，在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面，使靶材原产从其表面蒸发出来形成超微粒子．并在附着面上沉积下来。用溅射法制备纳米微粒有许多优点:可制备多种纳米金属，包括高熔
物理学报Acta Phys.Sin.Vol.66,No.4(2017)048101 多孔碳纳米球的制备及其电化学性能 ?杨秀涛梁忠冠袁雨佳阳军亮夏辉? (中南大学物理与电子学院,长沙 410083) (2016年10月11日收到;2016年10月31日收到修改稿) 以三嵌段共聚物F108为软模板,通过水热法合成酚醛树脂球并在氮气氛围下碳化、KOH 活化处理,最终得到多孔碳纳米球材料.通过扫描电子显微镜,透射电子显微镜和氮气吸附分析仪对样品进行表征,结果表明样品的平均粒径为120nm,球形度高,比表面积达到1403m 2/g,孔径分布广.通过X 射线衍射研究样品的结晶度, 序度提高明,10000次循环充放电后,关键词:PACS:1引上的电池,长、能影响较大[纳米管[5,6]球[12?14].物为模板,活化,得到活 P123(PEO 20-. 为软模板,利用水(porous .通过扫描电子X 射线,研究孔隙结构、 ?国家自然科学基金(批准号:51673214)资助的课题.?通信作者.E-mail:xhui73@https://www.doczj.com/doc/227571884.html, ?2017中国物理学会Chinese Physical Society https://www.doczj.com/doc/227571884.html, 网络出版时间：2017-01-12 10:56:13 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/227571884.html,/kcms/detail/11.1958.O4.20170112.1056.016.html
结晶度和表面官能团的影响.结合PCNS 样品的电化学性能的测试,研究了PCNS 样品的理化特性对其电化学性能的影响. 2实验部分 2.1 多孔碳纳米球的合成 首先,称取1.96g 三嵌段共聚物F108溶解于30mL 水中搅拌均匀得到澄清溶液A.然后称1.2g 的苯酚并量取4.2mL 质量分数为37%的甲醛溶液溶解于30mL 的0.1M(mol/L)氢氧化钠溶液,搅拌均匀, min 体系中加入到溶液B.取物质烘干.氛下以700? 物PCNS 为中性,900?C 时,2.2600i)TWIX)比表面积S 孔面积(S 计算.品的孔径分布.用X 射线衍射仪(XRD,SIEMENS D500)在电压为40kV 、电流为100mA,Cu 靶、K α射线(λ=0.15056nm)、石墨单色滤波器以及衍射角为10?—70?的条件下以2?/s 的速度对样品扫描. 用红外光谱仪(FTIR,Niclet 380)对样品在波数500cm ?1—4500cm ?1范围内进行扫描,根据得到的吸收光谱图分析样品的表面元素及官能团组成. 2.3电化学特性测试 采用辰华CHI660E 电化学工作站在三电极体 系进行电化学特性的测试.测试体系的对电极和参比电极分别采用铂片电极和Hg/HgO 电极,而工作电极的制备采用(1×1)cm 2泡沫镍为基底,将制备的多孔碳纳米球样品作为活性物-质和乙炔黑,用乙醇作为溶剂,60wt%聚四氟乙烯(PTFE)混合,调成浆状,,于10MPa 压(cyclic (galvano-GC)和电化学阻spectroscopy,5,10,20,50,100V 的电压区间进行·m ), (1) (A),放电时间(g).电化学kHz,微扰为,1(b)分别是PCNS 1(c)和图1(d)是照片,图1(e)和TEM 照片,每TEM 照片,KOH 处理后其粒径大小没有明显的改变.从选区电子衍射图可知,样品在?002?和?100?晶面处具有衍射特征峰.由超高放大倍数TEM 照片,可以看出样品PCNS700和PCN900的微晶有序度要高于PCNS 的有序度.
湖南工程学院 课程论文 学院化学化工学院班级化工1103 姓名吴飞学号201106010305 课程论文题目纳米银的制备及应用研究进展课程名称学科前沿讲座 评阅成绩 成绩评定老师签名 日期：2014 年10 月11 日
纳米银的制备及应用研究进展 吴飞 （湖南工程学院，湖南湘潭 411100） 摘要纳米银具有独特的热光、电磁、催化和敏感等特性,具有广阔的应用前景,是金属纳来材料研究的热点.阐述了制备纳米银的方法,包括化学还原法!光化学还原法!模板法!溶胶一凝胶法! 微乳液法激光烧蚀法等,列举了纳米银在化学反应!光学领域!杭菌领域和作为杭静电材料的主要应用,简述了纳米银制备过程中存在的不足,展望了纳米银合成研究的发展趋势. 关键词纳米银制备方法应用 Research Progress of Preparation and Application of Silver Nanomaterial Wu Fei (Hunan lnstitute of Engineering,Hunan Xiangtan 411100) Abstract Silver nanomaterial, one of the most active researeh fields in the metal nanometer materials, has a wide arnge of applications because of its unique heat , light , electricity and magnetism , catalysis and sensitive features .The prePartion methods of silver nanoparticles are discussed ,including chmeical reduction , photoehmeical reduction ,template , sol-gel method, microemulsion , laser ablation method and so on.Their main applications of nano-silver in chmeical reactions , optical field, anti-bacterial field and anti-static materials are introduced.The shortages in the fabrica -tion process of silver nanomaterial are also outlined. The developing trends of the synthetic technique in the Preparation of the silver nanomaterials are Prospected. Key words silver nanoparticle,preparation,application 前言 纳米银是指粒径为1~100 nm的金属银单质，是一种新兴的功能材料。纳米银独特的热、光、电、磁、催化和敏感等特性引起了化学、物理和材料学家的广泛兴趣，特别是一维、二维的纳米银材料，例如，单分散的纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米板材和纳米立方体等被认为在化学反应、抗菌和其它领域具有很大的潜在应用。 纳米银具有很高的比表面积和表面活性川，导电率比普通银至少高20倍，因此，广泛用作催化剂材料、防静电材料、低温超导材料和生物传感器材料等阅。另外，纳米银还具有抗菌功能，可应用于医药行业。因此，研究纳米银的制备方法具有重要意义。本文就近年来应用较多的纳米银的合成方法进行了评述，并对其应用作了简要的总结。 1纳米银的应用 纳米银粉基于其粉体粒径小，而具有比表面积大、表面活性点多、催化活性高、熔点低、烧结性能好等优点，此外，它还保留了金属银的导电性好、抗菌性能好，电铸银颜色光亮的优点，使得纳米银粉在热、电、光、声、磁和催化方面具有广阔的应用前景。 1.1纳米银应用于催化领域 纳米银粉由于粒径小、比表面积和表面能高、表面活性点多、表面原子的配位情况与颗粒内部原子有很大差异，具有优良的催化活性和反应选择性，可提高反应效率，因而其催化活性和选