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纳米光触媒的合成工艺及其应用研究

纳米光触媒的合成工艺及其应用研究
纳米光触媒的合成工艺及其应用研究

为纳米光触媒乳液的TEM图。

图3纳米光触煤孔液的TEM图

Fig.3TEMphotographsofnano—photocatalystemulsion

从图3可见,该溶液分散良好性,富含纳米TiO:微粒及成右,在常温下,即使长时间保存也不会发生物理及化学变性。膜剂的乳胶粒,它们以纳米尺度的颗粒和结构均匀分布在喷制得的纳米光触媒乳液中二氧化钛粒子在常温下一般不会发液中,相互之间起到相互促进的协同作用,从而大大提高了光生团聚,有着良好的粘合性和成膜性。纳米颗粒的平均粒径为催化效应的发挥。乳液中纳米颗粒的粒径分布大多处在8—10Rill。根据Seherrer方程计算得到晶粒尺寸为5.23砷,X射20nm范围之内,无团聚。粒径越小,光催化剂的比表面积越线衍射结果表明:纳米光触媒乳液中纳米TiO,颗粒晶体结构为大,单位面积上发生反应的几率增大,越有利于提高光催化锐钛型。在光催化活性评价中,进行了亚甲基蓝与甲醛的光催效率。化降解实验,考察了水解环境pH值、稳定剂、过氧化氢、热处理图4为所制造的纳米光触媒乳液中纳米二氧化钛的温度及热处理时间等条件对TiO:溶液光催化性能的影响。当XRD图。水解pH值=8,稳定剂为柠檬酸,热处理温度为100℃,热处理

时问6h可以获得高催化活性的纳米光触媒乳液。

(101)

20406080

20/(。)

图4纳米n02的XRD图

Fig.4XRDof118,110一Ti02photocatalyst

从图4可以分析得到,所有的衍射峰都可以标成面心四方锐钛型二氧化钛的(101)、(004)、(200)、(211)、(204)、(220)、(215)晶面衍射峰。通过计算,其晶胞参数a=b=3.777A”,c=9.501A”,a=B=_y=90。。这与标准XRD的JCPDS卡片(No.89—4921)标准数据完全吻合,表明所制备的物质为纯的面心四方锐钛型的TiO:。纳米粒子的粒径可以根据谢乐公式(Scherrer)进行计算:粒径r=(0.89×1.5406A”)/(1.546×COS25.60/2)=5.23舳。由此可知纳米光触媒乳液中TiO:晶粒尺寸较小。

3结语

以硫酸氧钛为原料通过常温水解沉淀后进行热处理法制备了纳米光触媒乳液,制得的纳米光触媒乳液的pH值为7左

参考文献

[1】张膏红,高谏。郭景坤.四氯化歙水解法制备纳米氧化钛超细粉体[J].无机材料学报,2000,15(1):21—25.

[2]CHIHIROOOKA。HISAOYOSHIDA,SATOSHITAKEUCHI.Hy.dm学enperoxideimprovingcrystallinityofTi02nanopartichinlayercompound[J].CatalysisCommunications,2004,5(1):49—54.[3]孙秀果,张建民,周炬,等.锐钛型纳米二氧化钛的制备、表征及其机理的研究[J].人工晶体学报,2005。34(5):944—947.[4]高漾。郑珊,张青红.纳米氧化钛光催化材料及应用【M].北京:化学工业出版社,2003.

[5]TANAKAY,SUGANUMAM.EffectofheattreatmentOnphot02catalyticpropertyofsol—gelderivedpolyerytstallineTi02[J].Jour-halofSol—GelScienceandTechnology,2001.22(1/2):83—89.[6]张薇,谢洪勇.纳米Ti02的合成技术[J].化工装备技术,2004,25(4):43—46.

[7]彭峰,任艳群,雷建光.纳米Tj02的制备与先催化肇解苯酚性能[J].现代化工,2002,22(s1):108一110.

[8]夏金德.水热法制备二氧化钦纳米材料【J].安徽工业大学学报(自然科学版),2007,24(2):140—142.

[9]朱新锋,杨家宽,肖渡,等.负栽型纳米二氧化钛光催化荆制备夏其光催化性能研究【J].材料科学与工程学报。2004,22(6):863

—866.

[10]储昭琴.透射电子显微镜在超细颗粒性能表征中的一些应用[J].中国粉体技术,2005,ll(4):35—38.

收稿日期2008—11一加

纳米材料的制备方法

1化学气相沉积法 1.1化学气相沉积法的原理 化学气相沉积法(Chemical Vapour Deposition (CVD) )是通过气相或者在基板表面上的化学反应,在基板上形成薄膜。化学气相沉积方法实际上是化学反应方法,因此。用CVD方法可以制备各种物质的薄膜材料。通过反应气体的组合可以制备各种组成的薄膜,也可以制备具有完全新的结构和组成的薄膜材料,而且即使是高熔点物质也可以在很低的温度下制备。 用化学气相沉积法可以制备各种薄膜材料、包括单元素物、化合物、氧化物、氮化物、碳化物等。采用各种反应形式,选择适当的制备条件——基板温度、气体组成、浓度和压强、可以得到具有各种性质的薄膜构料。化学气相沉积的化学反应形式.主要有热分解反应、氢还原反应、金属还原反应、基板还原反应、化学输运反应、氧化反应、加水分解反应、等离子体和激光激发反应等。 化学气相沉积法制备纳米碳材料的原理是碳氢化合物在较低温度下与金属纳米颗粒接触时通过其催化作用而直接生成。化学气相沉积法制备碳纳米管的工艺是基于气相生长碳纤维的制备工艺。在研究气相生长碳纤维早期工作中就己经发现有直径很细的空心管状碳纤维,但遗憾的是没有对其进行更详细的研究[4]。直到Iijima在高分辨透射电子显微镜发现产物中有纳米级碳管存在,才开始真正的以碳纳米管的名义进行广泛而深入的研究。 化学气相沉积法制备碳纳米管的原料气,国际上主要采用乙炔,但也采用许多别的碳源气体,如甲烷、一氧化碳、乙烯、丙烯、丁烯、甲醇、乙醇、二甲苯等。在过渡金属催化剂铁钴镍催化生成的碳纳米管时,使用含铁催化剂,多数得到多壁碳纳米管;使用含钴催化剂,大多数的实验得到多壁碳纳米管;过渡金属的混合物比单一金属合成碳纳米管更有效。铁镍合金多合成多壁碳纳米管,铁钴合金相比较更容易制得单壁碳纳米管。此外,两种金属的混合物作为催化剂可以大大促进碳纳米管的生长。许多文献证实铁、钴、镍任意两种的混合物或者其他金属与铁、钴、镍任何一种的混合物均对碳纳米管的生长具有显著的提高作用,不仅可以提高催化剂的性能,而且可以提高产物的质量或者降低反应温度。催化裂解二甲苯时,将适量金属铽与铁混合,可以提高多壁碳纳米管的纯度和规则度。因而,包括像烃及一氧化碳等可在催化剂上裂解或歧化生成碳的物料均有形成碳纳米管的可能。Lee Y T 等[5]讨论了以铁分散的二氧化硅为基体,乙炔为碳源所制备的垂直生长的碳纳米管阵列的生长机理,并提出了碳纳米管的生长模型。Mukhopdayya K等[6]提出了一种简单而新颖的低温制备碳纳米管阵列的方法。该法以沸石为基体,以钴和钒为催化剂,仍是以乙炔气体为碳源。Pna Z W等[7]以乙炔为碳源,铁畦纳米复合物为基体高效生长出开口的多壁碳纳米管阵列。 1.2评价 化学气相沉积法该法制备的纳米微粒颗粒均匀,纯度高,粒度小,分散性好,化学反应活性高,工艺可控和连续,可对整个基体进行沉积等优点。此外,化学气相沉积法因其制备工艺简单,设备投入少,操作方便,适于大规模生产而显示出它的工业应用前景。因此,化学气相沉积法成为实现可控合成技术的一种有效途径。化学气相沉积法缺点是衬底温度高。随着其它相关技术的发展,由此衍生出来的许多新技术,如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。化学气相沉积法是纳米薄膜材料制备中使用最多的一种工艺,广泛应用于各种结构材料和功能材料的制备。用化学气相沉积法可以制备几乎所有的金属,氧化物、氮化物、碳化合物、复合氧化物等膜材料。总之,随着纳米材料制备技术的不断完善,化学气相沉积法将会得到更广泛的应用。

纳米Ti02光触媒应用

纳米Ti02光触媒应用 一、TiO2光触媒作用机理 TiO2属于一种n型半导体材料,它的禁带宽度为3.2ev(锐钛矿),当它 受到波长小于或等于387.5nm的光(紫外光)照射时,价带的电子就会获 得光子的能量而跃迁至导带,形成光生电子(e-);而价带中则相对应地 形成光生空穴(h+),如图1所示。TiO2表面的光生电子e-易被水中溶 解氧等氧化性物质所捕获,而空穴h+则可氧化吸附于TiO2表面的有机 物或先把吸附在TiO2表面的OH-和H2O分子氧化成·OH自由基,·OH 自由基具有402.8MJ/mol反应能,可破坏有机物中C-C、C-H、C-N、C-O、NH键,因而具有高效分解有机物的水平,有杀菌、除臭、光催化降解有 机污染物的功能。 二、纳米TiO2光触媒的特点 纳米TiO2具有较高的光催化反应活性,吸附水平也较强,可与污染物 更充分地接触,将它们极大限度地吸附在粒子表面。主要特点有:(1) 作用广谱,在光触媒反应过程中,不但能破坏生物因子,也能破坏各种有 机化学物质;(2)在光触媒反应过程中,二氧化钛不参与反应,只起催化 媒介作用,其本身并不随时间延长而消耗,所以使用寿命持久;(3)经过 纳米技术工艺处理的触媒,可在含有微弱紫外线的灯光、自然光、阳光 等多种光源下发挥作用;(4)完全无害,因为纳米二氧化钛本身不释放出 有害物质且本身不参与反应,在反应过程中将所作用的物质完全氧化成 无害的二氧化碳和水等无害物质,所以光触媒作用对环境完全无害。 三、纳米TiO2光触媒在建材领域中的应用 (一)光触媒涂料 1.抗菌涂料 近年来,随着人们环保意识的增强,绿色涂料已成为涂料行业发展的主流,水性涂料作为其主要品种也得到了长足的发展。但其防霉、防菌问

制备纳米材料的物理方法和化学方法

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

可见光光触媒(纳米二氧化钛)的制备

成果名称:可见光光触媒(纳米二氧化钛)的制备 光电催化技术是从20 世纪70 年代逐步发展起来的一门新兴环保技术。它利用半导体氧化物材料在光照下表面能受激活化的特性, 利用光能可有效地氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味。由于光催化技术可利用太阳能在室温下发生反应,比较经济;光催化剂TiO2自身无毒、无害、无腐蚀性,可反复使用;可将有机污染物完全矿化成H2O 和无机离子, 无二次污染,所以有着传统的高温、常规催化技术及吸附技术无法比拟的诱人魅力, 是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。 虽然在TiO2纳米半导体光催化的理论和应用方面,人们已作了大量研究,并且在环境污染物的治理方面已有产品和设备问世。但目前在光催化体系的研究中仍存在许多理论和技术问题没有得到解决,TiO2纳米半导体光催化在环境污染物的实际治理应用方面还没有实现大规模的工业应用。存在的主要问题及其未来的发展方向主要体现在:首先是提高光催化剂活性,这也是众多科技工作者多年来一直追求的目标,并且已经取得了重要的成果。其次扩展催化剂的光反应范围也是目前研究的热门和未来的一大发展方向。通常TiO2只能被波长小于387.5 nm的近紫外光激发,而照射到地球表面的太阳光只有5%能达到该要求。为了更充分利用廉价、绿色的太阳光,降低能耗,研制对可见光有活性的新催化剂,具有重要的实际意义。再者催化剂的现有制备方法及制备条件苛刻,工艺设备复杂,成本高,在一定程度上影响了催化剂的推广与应用。 为了扩展催化剂的光谱范围,人们积极对TiO2进行改性,利用能隙不同但又相近的两种半导体之间光生载流子的输送与分离有效的提高催化剂的光催化活性,制备出复合半导体如TiO2/ SnO2、TiO2/ SiO2、TiO2/ZrO2、Ln2O3/ TiO2、TiO2/Al2O3、ZnO /TiO2等,对光催化剂进行非金属掺杂也可将催化剂的激发范围扩展到可见光区,如制备单一的碳掺杂或氮掺杂都可以改变二氧化钛的光谱响应范围,但其制备方法条件苛刻,操作复杂,处理时间太长,制备温度高,耗时耗能,价格昂贵,极大地影响了纳米二氧化钛的推广应用。 河南工业大学李道荣教授利用不同温度下介质的溶解度的差异,以无机钛为原料,一次制备同时掺氮掺碳的可见光光触媒(纳米二氧化钛)。该项目在河南华荣环保科技有限公司通过中试,产品在紫外及可见光区均有很强的吸收,且吸收带大幅度红移,带隙能降低。在自然光下即可分解甲醛等有害污染物,并具有很强的杀菌消毒功能。产品用途广泛,预期经济、社会效益良好。 一、该项目研究的目的意义

纳米二氧化钛(TiO2)光触媒杀菌净化技术介绍

納米二氧化钛光催化技术介绍 纳米光催化采用二氧化钛(TiO2)半导体の效应,激活材料表面吸附氧和水分,产生活性氢氧自由基(OH.)和超氧阴离子自由基(O2-),从而转化为一种具有安全化学能の活性物质,起到矿化降解环境污染物和抑菌杀菌の作用。 纳米二氧化钛(TiO2)光催化利用自然光即可催化分解细菌和污染物,具有高催化活性、良好の化学稳定性、无二次污染、无刺激性、安全无毒等特点,且能长期有益于生态自然环境,是最具有开发前景の绿色环保催化剂之一。 无毒害の纳米TiO2催化材料,充分发挥抗菌、降解有机污染物、除臭、自净化の功能,这类环保型功能材料实施方便、应用性强,能实用到生活空间の多种场合,发挥其多功能效应,成为我们生活环境中起长期净化作用の环保材料。 光催化原理 - 什么是光催化 光催化[Photocatalyst]是光 [Photo=Light] +催化剂 [catalyst]の合成词。主要成分是二氧化钛(TiO2),二氧 化钛本身无毒无害,已广泛用于食品,医药,化妆品等各种 领域。光催化在光の照射下会产生类似光合作用の光催化反应(氧化-还原反应,产生出氧化能力极强の自由氢氧基和活性氧,这些产物可杀灭细菌和分解有机污染物。并且把有机污染物分解成无污染の水(H2O)和二氧化碳(CO2),同时它具有杀菌、除臭、防污、亲水、防紫外线等功能。光催化在微弱の光线下也能做反应,若在紫外线の照射下,光催化の活性会加强。近来, 光催化被誉为未来产业之一の纳米技术产品。 - 光催化反应原理

TiO2当吸收光能量之后,价带中の电子就会被激发到导带,形成带负电の高活性电子e-,同时在价带上产生带正电の空穴h+。在电场の作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表面の不同位置。热力学理论表明,分布在表面のh+可以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成(OH.)自由基,而OH.自由基の氧化能力是水体中存在の氧化剂中最强の,能氧化并分解各种有机污染物(甲醛、苯、TVOC等)和细菌及部分无机污染物(氨、NOX等),并将最终降解为CO2、H2O等无害物质。由于OH.自由基对反应物几乎无选择性,因而在光催化中起着决定性の作用。此外,许多有机物の氧化电位较TiO2の价带电位更负一些,能直接为h+所氧化。而TiO2表面高活性のe-侧具有很强の还原能力,可以还原去除水体中金属离子。应用以上原理光催化广泛应用于杀菌、除臭、空气净化、污水处理等领域。 光催化优势 光催化の空气净化技术优点 1、光催化の优点 -高效杀菌(杀菌率达到99.99%) -除臭功能 -防污/自洁、防霉功能 2、彻底の净化 -是分解而不是吸附污染物; -发生の是质变而不是量变; -对污染物具有不可逆の彻底分解; 3、广泛の净化 -能对室内几乎所有の细菌、病毒和有机污染物起到强效分解作用; -特别是对人们不易感知の细菌和病毒进行彻底分解; 4、实用の净化

纳米材料的制备及合成

纳米材料的合成与制备 (1) 摘要 (1) 关键词 (1) The synthesis and preparation of nanomaterials (1) Abstract (1) Keywords (1) 引言 (1) 1纳米材料的化学制备 (2) 1.1纳米粉体的湿化学法制备 (2) 1.2纳米粉体的化学气相法制备 (2) 1.2.1气体冷凝法 (3) 1.2.2溅射法 (3) 1.2.3真空蒸镀法 (4) 1.2.4等离子体方法 (4) 1.2.5激光诱导化学气相沉积法(LICVD) (4) 1.2.6爆炸丝方法 (5) 1.2.7燃烧合成法 (5) 1.3纳米薄膜的化学法制备 (5) 1.4纳米单相及复相材料的制备 (6) 2纳米材料的物理法制备 (7) 2.1纳米粉体(固体)的惰性气体冷凝法制备 (7) 2.2纳米粉体的高能机械球磨法制备 (7)

2.3纳米晶体非晶晶化方法制备 (8) 2.4深度塑性变形法制备纳米晶体 (9) 2.5纳米薄膜的低能团簇束沉积方法(LEBCD)制备 (9) 2.6纳米薄膜物理气相沉积技术 (9) 3纳米材料的应用展望 (10) 4 总结 (11) 参考文献 (12)

纳米材料的合成与制备 摘要本文综述了近年来在纳米材料合成与制备领域的一些最新研究进展,包括纳米粉体、块体及薄膜材料的物理与化学方法制备。从纳米材料合成和制备的角度出发,较系统的阐述了纳米材料合成与制备的最新研究进展,包括气相法,液相法及固相法合成与制备纳米材料;并介绍了纳米材料在高科技领域中的应用展望。 关键词纳米材料,合成,制备 The synthesis and preparation of nanomaterials Abstract This paper summarized the recent years in the field of nanometer material synthesis and preparation of some of the latest research progress, including nano powder, bulk and thin film materials preparation physical and chemical methods. From the perspective of nano material synthesis and preparation, systematically expounds the synthesis and the latest progress in the preparation of nanometer materials, including gas phase, liquid phase method and solid phase synthesis and preparation of nano materials; And introduces the application of nanomaterials in the field of high-tech prospects. Keywords nano materials, synthesis, preparation 引言 纳米材料是晶粒尺寸小于100nm的单晶体或多晶体,由于晶粒细小,使其晶界上的原子数多于晶粒内部的,即产生高浓度晶界,因而使纳米材料有许多不同于一般粗晶材料的性能,如强度硬度增大、低密度、低弹性模量、高电阻低热导率等。

纳米材料制备方法综述

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

纳米光触媒的合成工艺及其应用研究

为纳米光触媒乳液的TEM图。 图3纳米光触煤孔液的TEM图 Fig.3TEMphotographsofnano—photocatalystemulsion 从图3可见,该溶液分散良好性,富含纳米TiO:微粒及成右,在常温下,即使长时间保存也不会发生物理及化学变性。膜剂的乳胶粒,它们以纳米尺度的颗粒和结构均匀分布在喷制得的纳米光触媒乳液中二氧化钛粒子在常温下一般不会发液中,相互之间起到相互促进的协同作用,从而大大提高了光生团聚,有着良好的粘合性和成膜性。纳米颗粒的平均粒径为催化效应的发挥。乳液中纳米颗粒的粒径分布大多处在8—10Rill。根据Seherrer方程计算得到晶粒尺寸为5.23砷,X射20nm范围之内,无团聚。粒径越小,光催化剂的比表面积越线衍射结果表明:纳米光触媒乳液中纳米TiO,颗粒晶体结构为大,单位面积上发生反应的几率增大,越有利于提高光催化锐钛型。在光催化活性评价中,进行了亚甲基蓝与甲醛的光催效率。化降解实验,考察了水解环境pH值、稳定剂、过氧化氢、热处理图4为所制造的纳米光触媒乳液中纳米二氧化钛的温度及热处理时间等条件对TiO:溶液光催化性能的影响。当XRD图。水解pH值=8,稳定剂为柠檬酸,热处理温度为100℃,热处理 时问6h可以获得高催化活性的纳米光触媒乳液。 (101) 20406080 20/(。) 图4纳米n02的XRD图 Fig.4XRDof118,110一Ti02photocatalyst 从图4可以分析得到,所有的衍射峰都可以标成面心四方锐钛型二氧化钛的(101)、(004)、(200)、(211)、(204)、(220)、(215)晶面衍射峰。通过计算,其晶胞参数a=b=3.777A”,c=9.501A”,a=B=_y=90。。这与标准XRD的JCPDS卡片(No.89—4921)标准数据完全吻合,表明所制备的物质为纯的面心四方锐钛型的TiO:。纳米粒子的粒径可以根据谢乐公式(Scherrer)进行计算:粒径r=(0.89×1.5406A”)/(1.546×COS25.60/2)=5.23舳。由此可知纳米光触媒乳液中TiO:晶粒尺寸较小。 3结语 以硫酸氧钛为原料通过常温水解沉淀后进行热处理法制备了纳米光触媒乳液,制得的纳米光触媒乳液的pH值为7左 参考文献 [1】张膏红,高谏。郭景坤.四氯化歙水解法制备纳米氧化钛超细粉体[J].无机材料学报,2000,15(1):21—25. [2]CHIHIROOOKA。HISAOYOSHIDA,SATOSHITAKEUCHI.Hy.dm学enperoxideimprovingcrystallinityofTi02nanopartichinlayercompound[J].CatalysisCommunications,2004,5(1):49—54.[3]孙秀果,张建民,周炬,等.锐钛型纳米二氧化钛的制备、表征及其机理的研究[J].人工晶体学报,2005。34(5):944—947.[4]高漾。郑珊,张青红.纳米氧化钛光催化材料及应用【M].北京:化学工业出版社,2003. [5]TANAKAY,SUGANUMAM.EffectofheattreatmentOnphot02catalyticpropertyofsol—gelderivedpolyerytstallineTi02[J].Jour-halofSol—GelScienceandTechnology,2001.22(1/2):83—89.[6]张薇,谢洪勇.纳米Ti02的合成技术[J].化工装备技术,2004,25(4):43—46. [7]彭峰,任艳群,雷建光.纳米Tj02的制备与先催化肇解苯酚性能[J].现代化工,2002,22(s1):108一110. [8]夏金德.水热法制备二氧化钦纳米材料【J].安徽工业大学学报(自然科学版),2007,24(2):140—142. [9]朱新锋,杨家宽,肖渡,等.负栽型纳米二氧化钛光催化荆制备夏其光催化性能研究【J].材料科学与工程学报。2004,22(6):863 —866. [10]储昭琴.透射电子显微镜在超细颗粒性能表征中的一些应用[J].中国粉体技术,2005,ll(4):35—38. 收稿日期2008—11一加

纳米材料的湿法合成

论文中英文摘要 作者姓名:孙旭平 论文题目:纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建 作者简介:孙旭平,男,1972年08月出生,2000年09月师从于中国科学院长春应用化学研究所汪尔康研究员,于2006年03月获博士学位。 中文摘要 围绕论文题目“纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建”,我们开展了一系列研究工作。通过湿化学途径,在贵金属纳米粒子及其二维纳米结构和导电聚合物纳米带的合成方面进行了深入研究。同时,利用界面自组装及溶液自组装技术,构建了一些新颖结构。本论文研究工作的主要内容和创新点表现在以下几个方面: (1)首次提出了一步加热法制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子。我们利用多胺化合物(包 括聚电解质和树枝状化合物)作为还原剂和保护剂,直接加热贵金属盐和多胺化合物的混合水溶液,在不加入其它保护剂和还原剂的情况下,一步制备得到了稳定的贵金属金和银的纳米粒子。我们在实验中发现,树枝状化合物聚丙烯亚胺能对反应生成的金纳米粒子的大小及成核和生长动力学进行有效控制。我们还发现,室温下直接混合浓的阳离子聚电解质分支型聚乙烯亚胺和浓的HAuCl4水溶液可得到高浓度的、稳定的胶体金。这种一步合成法操作简单且方便易行,是一种制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子的通用方法;同时,本方法合成的纳米粒子表面带正电荷,可用作加工纳米粒子功能化薄膜的构建单元。 (2)首次提出了一种无表面活性剂的、无模板的、大规模制备导电聚合物聚邻苯二胺纳米带的 新方法。我们通过在室温下直接混合邻苯二胺和HAuCl4水溶液,在没有表面活性剂或“硬模板”存在的条件下,获得了长度为数百微米、宽度为数百纳米、厚度为数十纳米的聚邻苯二胺。纳米带的自发形成可归因于反应中生成的金纳米粒子催化的邻苯二胺的一维定向聚合。本方法方便快速,无需加入表面活性剂或使用“硬模板”,且可用于大规模制备。 此外,我们通过在室温下直接混合AgNO3和邻苯二胺水溶液,也获得了大量的一维纳米结构,并发现其形貌可通过调节实验参数而改变。我们还发现,当溶液pH降低时,这些一维结构将分解成水溶性的低聚体,而如果再次升高pH,这些低聚体又将自组装形成一

光触媒原理

光触媒原理 光触媒的工作原理,使用二氧化钛 (Tio2)做为表面处理材料,当受到紫 外线照射时,通过光催化反应,与TiO2 表面吸附的水氧化产生氢氧自由基(团) (OH-和OOH)、与空气中的氧气发生 氧化还原反应产生超氧离子(O2-), 变成CO2和H2O自动挥发消除。 1.大概介绍 光触媒”——杀菌、除臭、防霉、净化空气理想的新产品 什么是光触媒 光触媒[Photocatalyst]是 光[Photo=Light]+触媒(催化剂) [catalyst]的合成词。光触媒是 一种以纳米级二氧化钛为代表的 具有光催化功能的光半导体材料 的总称,是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。 光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀灭细菌和

分解有机污染物,把有机污染物分解成无污染的水(H2O)和二氧化碳(CO2),因而具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。 光触媒的特性为利用空气中的氧分子及水分子将所接触的有机物转换为二 氧化碳跟水,自身不起变化,却可以促进化学反应的物质,理论上有效期非常长久,维护费用低。同时,二氧化钛本身无毒无害,已广泛用于食品、医药、化妆品等各种领域。 “光触媒”——即将引发一场光净化革命的新型材料 2.反应机理 光触媒的反应机理 光触媒原理当纳米级二氧化钛超微粒子接受波长为388nm以下的紫外线照射时,其内部由于吸收光能而激发产生电子·空穴对,即光生载流子,然后迅速迁移到其表面并激活被吸附的氧和水分,产生活性自由氢氧基(·OH)和活性氧(·O),当污染物以及细菌吸附其表面时,就会发生链式降解反应。 光触媒反应机理图解 奥因光触媒是真正的纳米光触媒,已经接受600nm以下的可见光。

半导体纳米材料的制备方法

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

纳米光触媒载银材料

纳米光触媒载银 纳米光触媒载银 : 主要成分为纳米级 TiO?粒子载 Ag 粒子。有光照之下产生光分解机制,藉由紫外光或太阳光激发光触媒,使触媒产生电子及电洞(将氧及水分激发成负氧基及氢氧自由基),来氧化表面吸附之有害物质,进而将表面吸附之有害物质裂解为微分子。让 O?、负离子,氢氧自由基具有更强的氧化能力。其脱臭能力与吸附能力比活性炭更强,而且具有活性炭所没有分解菌的功能。 无光照之下银经纳米化后,表面裸露出的银原子急速增加,在溶液中能分解出许多银离子,而这些银离子便是抗菌的主要功臣。此外,纳米银粒子在溶液中可持续放出银离子,长期保有抗菌功效,因此被喻为永久性的杀菌剂。利用纳米二氧化钛杀菌,需要足够的紫外光光源来产生氧化作用杀死细菌,而纳米光触媒载银产品能解决一般光触媒产品处在光源较不足的空间内,其杀菌能力会明显降低,与纳米银产品因为颗粒小、安定性不佳、彼此间容易聚集成大颗粒,而降低抗菌效果的难题。纳米光触媒载银是利用 Nano TiO?+Nano Ag 光催化与高氧化活性来分解空气与水中有机污染物。 NanoTiO?(锐钛矿型)+ Nano Ag 都具有非常的高氧活性,且粒径越小,光催化与氧化活性就越强。光催化与氧化反应的机理模式如图1 所示:

当 Nano TiO?+ Nano Ag 在空气与水中时,会在Nano TiO?+ Nano Ag 表面发生反应,产生具有超强的光催化与高氧化特性的 OH. 自由基和 O?-, OH. 及 O?-的氧化能力因而可用来分解空气与水中的有机污染物 (甲醛HCHO)(乙醛CH3CHO) 以下是结构式以下是结构式 ╱H ╱CH3 O═C O═C ╲H ╲H 一、纳米银的功效: 1、抗菌、除臭:利用多重的抗菌机制,有效抗菌,且没有抗药性,具有长效型功能。 2、净水:以活性炭纤布为载体,可取代氯成为全新的净水材质。 3、防腐:抑制霉菌生长,有效达到防腐功能。 4、医疗:治疗疾病、抗炎、促进伤口愈合。 二. 光催化剂的效果: 纳米二氧化钛受 UV 光照后能产生氢氧基核心生态的氧,这种新生态的氧化除臭、杀菌中更优于广泛使用的氯、次氯酸盐、过氧化氢、臭氧等,具有更强的功效,可以达到最佳的消毒、杀菌效果。这种净化的氧化能力可使溶入水中的有害化学物质和空气中的有害物质去害化。这种无毒的光催化剂用在室内空气污染防治中,可以消除甲醛、氨等污染,降低总VOC浓度。在日本与各国已广泛用于汽车、住宅、公共设施的室内空气污

纳米材料的制备方法

纳米材料的制备方法 一、前言 纳米材料和纳米科技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。早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。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。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将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,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。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。 应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时,其韧性、强度、硬度大幅提高,使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值,这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。 由于晶界面上原子体积分数增大,纳米材料的电阻高于同类粗晶材料,甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变(SIMIT)。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点,有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。 纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系,所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率,对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多,而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级,磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级,从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。 二、纳米材料的制备方法 (一)、机械法 机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。机械球磨法无需从外部

纳米光触媒材料

新材料论文 论文题目:纳米光触媒材料的应用和发展

1、摘要 进入21世纪环境保护问题成了人们关注的热点。如何解决经济增长与保证环境无污染的社会问题,已迫在眉睫。是时,环保材料的研发和发展已成为世界各国的重要课题。 2、纳米光触媒材料定义 光触媒是以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称。这种材料在紫外线的照射下可产生游离电子及空穴,因而具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,具有极强的防污、杀菌和除臭功能。 3、纳米光触媒材料的发展历史和原理简介 光触媒就是在光参与下发生反应的催化剂。1972年,A.Fujishima 和K.Honda在n一型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用,以此为契机,开始了多相光触媒研究的新纪元,最近以来,由于光触媒在净化气相和水中有机污染物方面的卓越表现,已成为光触媒应用的一个非常重要的领域。 二氧化钛作为一种光触媒,在光作用下能产生具有超强氧化能力的空穴/电子对,能把有机物彻底氧化为CO2和H2O,从而彻底消除污染,由于细菌和病毒也都为有机微生物,故也能将之彻底杀灭。

而本公司纳米光触媒由于其粒子在小于10nm左右,具极大的反应表面积及量子效应,氧化能力更加强大。 人们还发现,二氧化钛光触媒纳米涂层在光的作用下具超级亲水性,接触角接近为零,从而又赋予了光触媒涂层的亲水防污功能,使被涂面始终保持崭新状态,而不受污染。 光触媒就是在光的照射下(自然光,灯光),会产生类似与光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的氢氧自由基和活性氧,具有很强的氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质,把有机污染物分解成二氧化碳和水,因而光触媒具有极强的杀菌,除臭,防霉,防污自洁等功能。氧化钛光触媒薄膜通常采用钛盐溶于乙醇溶液或溶于有机溶剂之中。用惰性气体为载体的高压喷射法,喷在经热处理后的玻璃、墙面、建材、灯罩及其他基质上形成大面积的均匀薄膜。该薄膜在阳光及紫外光的照射下产生的触媒效果。光触媒可应用于环境的净化。将氧化钛与敏化剂喷在墙壁涂料表面或喷在窗框玻璃上形成膜层,利用太阳光或室内照明光源,具有强氧化能力的氧化钛不仅可使室内污浊的空气物质分解、净化空气,尤其对医院、宾馆、候车室等空气流动性差的场所能有效杀死大肠杆菌和流感病菌。不只可以处理恶臭,而且从地板、建材、防虫剂、灭壁虫剂、福尔马林等散发出的溶剂造成的住宅综合症状群。甚至防止医院内的病毒感染、以及具有光触媒性能的照明器具、光触媒人工观叶植物、人造花、窗纸等,皆出现在市面上。连窗帘、百叶窗、壁纸、隔门、厨余用的除臭处理装

光触媒相关知识

一、光触媒知识 光触媒是什么 光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(二氧化钛比较常用),它涂布于基材表面,干燥后形成薄膜,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,抗菌率高达99.99%,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。 光触媒主要功能和特点 (1)全面性:光触媒可以有效地降解甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等污染物,并具有高效广谱的消毒性能,能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理。(2)持续性:在反应过程中,光触媒本身不会发生变化和损耗,在光的照射下可以持续不断的净化污染物,具有时间持久、持续作用的优点。(3)安全性:无毒、无害,对人体安全可靠;最终的反应产物为二氧化碳、水和其他无害物质,不会产生二次污染。(4)高效性:光触媒利用取之不尽的太阳能等光能就能将扩散了的环境污染物在低浓度状态下清除净化。 光触媒净化空气五要素 1、光触媒产品是当今世界上最为有效的空气净化手段之一,但其功能主要局限于净化空气。添加负离子的光触媒产品在净化的空气中释放负离子,即在洁净的空气中增加了优化空气质量的功能,使您在拥有安全洁净空气的同时更能享受到大自然的清新。 2、光触媒就是光催化剂。是一种能加快其它反应物之间的反应速度,而其本身在反应前后不发生变化的物质,其主要成分为二氧化钛。 3、光触媒在光照下,利用空气中的水蒸气和氧,去除污染物,具有杀菌、去味、防霉、自净、净化空气的作用: 4、光触媒产品是当今世界上最为有效的空气净化手段之一,但其功能主要局限于净化空气。添加负离子的光触媒产品在净化的空气中释放负离子,即在洁净的空气中增加了优化空气质量的功能,使您在拥有安全洁净空气的同时更能享受到大自然的清新。 5、光触媒就是光催化剂。是一种能加快其它反应物之间的反应速度,而其本身在反应前后不发生变化的物质,其主要成分为二氧化钛。光触媒在光照下,利用空气中的水蒸气和氧,去除污染物,具有杀菌、去味、防霉、自净、净化空气的作用。[3] 二、 1、光触媒历史 1968年当时东京大学的研究生滕岛昭偶然的情况下发现了光触媒。 1999年由于纳米技术得到了突破性进展,光触媒终于正式登上了国际研究舞台。 2001年,光触媒产品全面介入家庭日常生活,并在短短的半年时间,迅速席卷欧美及东南亚发达国家和地区,成为家庭主要消费产品之一,而且奇迹般的以年平均4.6%递增。光触媒已经成为发达国家老幼皆知的环保代名词。并于年末,首次应用于美国空间站的空气净化。 2、光触媒是什么? 光触媒[Photocatalyst]是光[Photo=Light]+触媒(催化剂)[catalyst]的合成词。光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,是当前国际上治理室内环境污染的最理想材料。 光触媒在光的照射下,会产生类似光合作用的光催化反应,产生出氧化能力极强的自由氢氧基和活性氧,具有很强的光氧化还原功能,可氧化分解各种有机化合物和部分无机物,能破坏细菌的细胞膜和固化病毒的蛋白质,可杀灭细菌和分解有机污染物,把有机污染

纳米光触媒JR05的正确使用方法

纳米光触媒JR05的正确使用方法 纳米光触媒是指在光照下,自身不发生化学变化,却可以促进化学反应的物质,其功能就象光合作用中的叶绿素。锐钛型纳米TiO2 为主要成分的超活性JR05是最主要的光触媒材料,当其吸收太阳光 或其他光源中的能量后,粒子表面的电子被激活,逸离原来的轨道, 同时表面生成带正电的空穴。逸出的电子具有强还原性,空穴则具有 强氧化性,两者与空气中的水气反应后会生成活性氧和氢氧自由基。 活性氧、氢氧自由基能将大部分有机物、污染物、臭气、细菌等氧化 分解成无害的二氧化碳和水。 纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术,用于环境净化,自清洁材料,先进新能源,癌症医疗,高效率抗菌等多个前沿领域。 本文主要介绍纳米光触媒JR05在日光下水溶液的正确使用方法:(1)二氧化钛光触媒JR05为粒径大小约为5纳米,制成中性水溶液后为不发生沉淀的澄清液体,长时间放置会不发生沉淀是合格的光触 媒溶液具备很好光催化作用。 (2)JR05溶液喷涂在瓷砖,墙面,玻璃,金属,塑料等表面,水分干燥后纳米颗粒会密着在表面,不会有剥落现象。 (3)JR05不适合直接喷涂在空气中,以免形成的粉尘吸入人体,对肺部造成危害。 (4) JR05光触媒溶液并非消毒水,因此不适合直接喷在身上,以免因皮肤附着性不佳,造成纳米粒子剥落,因而吸入肺部造成危害。

(5) JR05配合照射紫外光效果会更好,因此若喷涂在室内,应打开窗户,让日光照射进来。若是没有日光照射的室内或夜晚,可以 使用家用捕蚊灯照射,以加强紫外线来源,一般白炽灯也含有较低强 度的紫外光来源,但必须近距离照射,光触媒效果会更好。 (6) JR05光触媒和污物表面结合越紧密效果越好,因此喷涂后只有最表面的颗粒才能吸收分解污物,为保证JR05的光催化效果, 故喷涂时表面的均匀性最为重要,喷的均匀比喷得多效果会更好。

纳米材料制备方法

纳米微粒制备方法研究进展 刘伟 (湘潭大学材料科学与工程学院,13材料二班,2013701025) 摘要:纳米微粒一般是指粒径在1nm到100nm之间,处在原子簇和宏观物体交接区域内的粒子,或聚集数从十到几百范围的物质。纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等特点,因而有许多与传统的晶体和非晶体不同的独特性质,也与组成它们的分子或原子差异很大,在材料学、物理学、化学、催化、环境保护、生物医学等领域具有十分广阔的应用前景。本文综述目前纳米微粒的主要的制备方法, 比较和评述了每种方法的特点,以期这一新材料能得以更为深入地研究和更广泛地应用。 关键词:纳米微粒;制备;方法 1.引言 纳米微粒的制备方法从物料的状态来分,可归纳为固相法、液相法、气相法3大类;从物料是否发生化学反应而分为物理法、化学法及近年迅速发展的模板合成法、仿生法等;随着科技的不断发展及对不同物理、化学特性超微粒子的需求,又派生出许多新的技术,下面就着重介绍固相法、液相法和气相法。 2.固相法 固相法是一种传统的粉化工艺,具有成本低、产量高、制备工艺简单的优点。固相法分为固相机械粉碎法和固相反应法。固相机械粉碎法借用诸如搅拌磨、球磨机、气流磨、塔式粉碎机等多种粉碎机,利用介质和物料之间的相互研磨和冲击的原理,使物料粉碎,常用来制备微米级粒径的粉体颗粒。此法存在能耗大、颗粒粒径分布不均匀、易混入杂质、颗粒外貌不规则等缺点,因而较少用以制备纳米微粒。固相反应法是将固体反应物研细后直接混合,在研磨等机械作用下发生化学反应,然后通过后处理得到需要的纳米微粒。该方法一般要加入适量表面活性剂,所以有时也称湿固相反应。该方法具有工艺简单、产率高、颗粒粒子稳定化好、易操作等优点,尤其是可减少或避免液相中易团聚的现象。[4] 3.液相法 液相法是目前实验室和工业生产中较为广泛采用的方法。通常是让溶液中的不同分子或离子进行反应,产生固体产物。产物可以是单组分的沉淀,也可以是多组分的共沉淀。其涉及的反应也是多种多样的,常见的有:复分散反应、水解反应、还原反应、络合反应、聚合反应等。适当控制反应物的浓度、反应温度和搅拌速度,就能使固体产物的颗粒尺寸达到纳米级。液相法具有设备简单、原料易得、产物纯度高、化学组成可准确控制等优点。下面主要介绍其中的沉淀法和微乳液法。 3.1 沉淀法 沉淀法是液相法制备金属氧化物纳米微粒最早采用的方法。沉淀法基本过程是:可溶性化合物经沉淀或水解作用形成不溶性氢氧化物、水合氧化物或盐类而析出,经过滤、洗涤、煅烧得到纳米微粒粉末。沉淀法又分为均相沉淀法和共沉淀法。沉淀法工艺简单、成本低、反应时间短、反应温度低,易于实现工业化生产。但是,沉淀物通常为胶状物,水洗、过滤较困难;所制备的纳米微粒易发生团聚,难于制备粒径小的纳米微粒。沉淀剂容易作为杂质混入产物之中。此外,还由于大量金属不容易发生沉淀反应,因而这种方法适用面较窄。[3]

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