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纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展

纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展
纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展

纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展

汪信陆路德

综述了氧化物及复合氧化物纳米晶的各种制备方法及特点,重点介绍了有机配合物前驱体法-聚乙二醇法、明胶法和硬脂酸法制备氧化物纳米晶的原理、特点以及在磁性材料、电磁波吸收材料、催化剂和塑料改性方面的若干应用。

关键词:纳米材料氧化物软化学

分类号:O611.12

Progress of Preparation and Applications of Metal Oxide Nanocrystallines

WANG Xin LU Lu-De

(Materials Chemistry Laboratory, Nanjing University of Science and Technology,Nanjing

210094)

The preparative methods of nanostructured metal oxides are reviewed. Particularly the principles and features of the organic coordination precursor methods, including polyethylene glycol, gelatin and stearic acid methods, are discussed. The oxide nanocrystals has been used as magnetic and microwave-absorbing materials, catalysts and strengthening fillers for modification of plastics.

Keywords: nanostructured material oxide soft chemistry

一九七八年十月我们有幸作为文革后第一批研究生来到南京大学配位化学研究所学习。开学不久,戴安邦教授为全体研究生作了题为“无机化学的进展”的学术报告,把我们带入了内容极为丰富的科学领域。虽然我们离开南京大学已有多年,虽然戴先生今年已离我们而去,但他的学术思想、治学态度和为人品格无时无刻都在影响着我们,是我们进步的一种动力。十多年来我们一直把从南京大学学到的知识和理工科大学的教学、科研结合起来,取得了一些成果,下面主要介绍一些无机纳米材料的研究工作。

1 复合氧化物纳米晶的制备方法

传统的复合氧化物的制备通常是以固态的氧化物或金属碳酸盐为原料,球磨后经高温固相反应,再粉碎得到复合氧化物的粉体。由于是高温反应,不仅制备的产物粒径大、分布宽,而且某些组分易于挥发或发生偏析,这种方法一般不宜用来制备纳米氧化物。纳米复合氧化物的制备通常是采用软化学法,即通过反应原料的液相混合使各金属元素高度分散,从而可以在较低的反应温度和较温和的化学环境下制备纳米材料。采用的方法主要有共沉淀法、溶胶-凝胶法、有机配合物前驱体法等。

1.1 共沉淀法

共沉淀法是液相化学反应合成金属氧化物纳米颗粒最早采用的方法。沉淀法成本较低,但有如下问题:沉淀物通常为胶状物,水洗、过滤较困难;沉淀剂作为杂质易混入;沉淀过程中各种成分可能发生偏析,水洗时部分沉淀物发生溶解。此外由于大量金属不容易发生沉淀反应,因此

这种方法适用面也较窄。

1.2 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是另一类重要的制备纳米复合材料的方法。该方法不仅可以用来制备无机氧化物纳米材料,还可以制备有机/无机的杂化复合材料。传统的溶胶-凝胶法一般采用有机金属醇盐为原料,通过水解、聚合、干燥等过程得到固体的前驱物,最后再经适当热处理得到纳米材料。由于采用金属醇盐为原料,使该方法成本较高。由于凝胶化过程较慢,因此一般合成周期较长。另外,一些不容易通过水解聚合的金属如碱金属较难牢固地结合到凝胶网络中,从而使得该方法制得的纳米复合氧化物种类有限。

1.3 有机配合物前驱体法

有机配合物前驱体法是另一类重要的氧化物纳米晶的制备方法。其原理是采用容易通过热分解去除的多齿配合物,如柠檬酸为分散剂,通过配合物与不同金属离子的配合作用得到高度分散的复合前驱体,最后再通过热分解的方法去除有机配体得到纳米复合氧化物。同溶胶-凝胶法相比,有机配合物前驱体法原料来源广、价格便宜,一些不能水解聚合的金属离子也可以通过该方法制得复合氧化物纳米晶。早期该方法采用的配体大多是柠檬酸、乙二胺四乙酸等小分子,由于不同金属离子的不同配位能力,小分子配体在形成复合前驱体的过程中一部分金属离子容易发生偏析现象,使得金属离子的混合效果不尽理想。

采用大分子配体则可能较好地克服以上问题。大分子配体由于分子链上有较多的配位反应活性点,使配体与金属离子间有较强的相互作用。另外,由于大分子链的机械阻隔作用,可以进一步减轻偏析现象的发生,在热分解生成纳米晶的过程中还可以防止纳米晶的团聚。聚乙二醇(PEG)、淀粉、明胶的分子链上含有大量可与各种金属离子有配位作用的羟基、羧基和氨基等功能基团,易溶于水,而且这些高分子分散剂可以在较低的温度分解去除,因此这些分子是较理想的有机配体。该方法的基本步骤是:首先将可溶于水的金属有机羧酸盐、硝酸盐等与这些大分子分散剂溶于水中,混合均匀后再缓慢脱水得到凝胶,凝胶经适当热处理即可得到各种不同粒径的氧化物。通过控制制备条件,可以在纳米尺度调控纳米粒子的大小。例如采用明胶法时通过控制明胶的交联程度和热处理温度就可以得到6~150nm的纳米TiO2(如图1所示)。采用这种方法,已成功制备了粒径可在5~100nm范围内调控的纳米TiO2、La2O3、TiO2/Al2O3以及一系列尖晶石型和钙钛矿型复合氧化物纳米晶[1~2]。

图1 明胶的交联程度与热处理温度对TiO2粒径的影响

Fig.1 Dependence of particle of TiO2 on the crosslinked

extent of gelatin and calcining temperature

上述这些方法大多是以水作溶剂,一些金属离子在水溶液中很容易发生水解反应并进而生成沉淀,从而影响不同金属离子的均匀分散。采用硬脂酸法则可以克服这一问题。硬脂酸是一种两亲性的有机酸,端基的羧酸基几乎同所有金属离子都有较强的配位作用,其用作表面活性剂已在许多领域得到应用。另外由于硬脂酸的熔点较低(约70℃),它本身可以用作各种金属盐的溶剂。将金属氧化物、氢氧化物、硝酸盐或有机羧酸盐等溶于熔融的硬脂酸酸中,由于硬脂酸兼有配合剂和表面活性剂的双重作用,各种金属离子在液相可以达到高度均匀稳定的混合。由于合成过程中不需水的参与,从而防止了金属离子的水解沉淀现象,大大拓展了该方法的应用范围。此外,不同于共沉淀法,各金属元素在制备过程中不损失,而且不会引入外来杂质,因此产物的各组分含量可以通过控制原料的加入量得到精确控制。另外,该方法生产设备简单、操作方便、生产周期短,是一种较理想的制备混合或复合氧化物纳米材料的方法。采用这种方法,已成功地制备了一系列六角晶型、尖晶石型铁氧体以及La2O3、Fe2O3、Y2O3及其混合氧化物的纳米晶材料[3~12]。

2 复合氧化物纳米晶的性质及应用

2.1 氧化物纳米晶的光谱性质

纳米晶的光谱性质有其特殊性。红外吸收谱研究表明,随着晶粒尺寸的减小,红外吸收峰趋于宽化。这是随着粒径减小,纳米晶的比表面积增大,表面原子所占比例增大,由于界面原子与内层原子的差异导致了红外吸收峰的宽化。此外,由于纳米晶的表面存在大量断键,产生的离域电子在表面和体相之间重新分配,使该区域的力常数增大,键的强度增大,从而导致红外区的吸收频率上升,红外吸收峰发生蓝移。

2.2 氧化物纳米晶的磁性质和吸波特性

纳米铁氧体的磁性质研究表明,六角晶系铁氧体的磁性质也与晶粒尺寸有关。当粒径小于

10nm时呈现超顺磁特性。当粒径小于30~50nm时,材料的矫顽力Hc和剩余磁化率mr随粒径的减小而迅速下降;粒径在50~200nm之间时,Hc和mr均达到最大值,具有单畴颗粒特性。当粒径继续增大时,铁氧体颗粒由单畴向多畴转变,Hc和mr随粒径增大而缓慢下降;此外,材料的磁性质还与掺杂元素的种类和含量有关。图2是CoTi掺杂的M型钡铁氧体的矫顽力Hc随掺杂量及热处理温度的变化关系。

图2 纳米BaFe12-2x Co x Ti x O19矫顽力与掺杂量及

热处理温度的关系

Fig.2 Coercivity H c of nanostructured

BaFe12-2x Co x Ti x O19 versus Co content and

calcining temperature

纳米材料的电磁特性研究表明,六角晶系铁氧体纳米晶具有优良的电磁波吸收特性。在测试频率范围8~12GHz内,吸收达到20dB以上。由于采用硬脂酸合成的铁氧体纳米晶粒度均匀、粒径小、比表面积大,可与其它树脂形成良好的纳米复合材料,还可以通过改变掺杂元素的种类和含量方便地调节材料的电磁参数进而拓宽材料的吸波范围,这类材料可望被用作高效宽频谱的吸波剂而在国防工业和日常生活中发挥重要应用。图3是纳米(Zn1-xCox)2-W型铁氧体的电磁参数随Co掺杂量的不同的变化关系。

图3 纳米(Zn1-x Co x)2-W型铁氧体的电磁参数随Co掺杂量的变化关系

Fig.3 Dependence of μr on the Co content x

2.3 氧化物纳米晶的催化性质

我们还首次发现了Na+掺杂的纳米TiO2对一些聚合反应具有明显的催化作用[15,16]。例如,在纳米TiO2的催化作用下,双马来酰亚胺的固化温度降低40~50℃,而玻璃化转变温度可以提高50℃。纳米TiO2还对马来酸酐的均聚具有催化作用,在其催化下可以得到端基无苯环的聚马来酸酐。此外,纳米TiO2制备方法的不同,其催化活性也不一样。表1列出了不同方法制备的纳米TiO2对双马来酰亚胺固化温度的影响。

表1 不同纳米TiO2对双马来酰亚胺固化温度的影响

Table 1 Dependence of the Cured Temperature of Bismaleimide on Various

采用PEG法制备的一些纳米复合氧化物对汽车尾气的净化具有明显的催化作用,为开发高效价廉的汽车尾气催化剂指出了一条新的制备思路。另外,还发现纳米氧化物还可以催化一些火炸药的爆炸反应。例如,少量纳米La2O3可使TNT炸药的爆速提高10%;一些纳米氧化物还可以降低固体发射药的燃速温度系数,并能明显提高燃速。这一发现可能为含能材料的改性提供了新的方向。

2.4 氧化物纳米晶对塑料的增强增韧作用

无机纳米填充改性聚合物材料是纳米材料应用的另一个重要方面。刚性的无机粒子填充到聚合物材料后可以提高聚合物材料的刚性、硬度和耐磨性等性能,但普通的无机粉体填料填充改性聚合材料时在增强这些性能的同时大都会降低聚合物材料的强度和韧性。而纳米无机材料由于粒径小、比表面积大,与聚合物材料复合后,与基体材料间有很强的结合力,不仅能提高材料的刚性和硬度,还可起到增强增韧效果。例如,适量纳米TiO2加入到环氧树脂或不饱和树脂后,可

以使材料的缺口冲击强度成倍提高。最近发现,纳米材料经特殊的表面化学改性后,填充到废旧电视机外壳材料中,不仅可以增强增韧废料使其使用性能达到甚至超过好料的水平,而且改性后材料的伸缩率降低、流变性能更好,大大地改善了材料的加工性能,提高了成品率。

3 纳米氧化物材料的研究展望

随着氧化物纳米材料制备技术的不断发展和成熟,人们已经可以方便地制备出不同粒径、不同组分、不同结构的各种类型的纳米复合氧化物。这些研究成果为我们进一步研究纳米氧化物材料的微观结构、特殊性质奠定了坚实的基础。在纳米尺度系统研究各组分间的相互作用,结构与性能的关系,研究纳米材料的特性尤其是对石油裂解反应、对有机污染物和汽车和工业废气处理的催化作用,研究纳米催化剂的负载技术和防团聚技术、纳米材料的表面化学改性技术等将是今后纳米氧化物材料研究的重要内容。采用纳米氧化物材料填充改性聚合物材料对新材料的开发也是非常有意义的工作。

教育部博士点基金资助项目(No.1999028802)。

第一作者:汪信,男,51岁,博士生导师;研究方向:材料配位化学。

汪信(南京理工大学材料化学研究室,南京210094)

陆路德(南京理工大学材料化学研究室,南京210094)

参考文献

[1] XIONG Gang, WANG Xin, LU Lu-De, YANG Xu-Jie J.Solid State Chem., 1998, 141, 70.

[2] LIU Xiao-Heng, WANG Heng-Zhi, CHEN Dao-Yong, WANG Ying, LU Lu-De, WANG Xin J. Appl.Polym. Sci., 1999,73,2569.

[3] WANG Xiao-Hui, LI Dan, LU Lu-De, WANG Xin, ZHANG Lian-Sheng, LIU Yi-Hua Materials Letter, 1996, 28, 203.

[4] WANG Xiao-Hui, LI Dan, LU Lu-De, WANG Xin J. Alloys and Compounds,1996,237,45.

[5] LI Dan, WANG Xiao-Hui, XIONG Gang, YANG Xu-Jie, LU Lu-De, WANG Xin J. Mater. Sci. Lett., 1997, 16, 493.

[6] XIONG Gang, ZHI Zheng-Liang, YANG Xu-Jie, LU Lu-De, WANG Xin J. Mater. Sci. Lett.,1997,16,1064.

[7] WANG Xiao-Hui, XIONG Gang, WANG Xin J. Mater. Sci. Lett., 1997, 16, 1606.

[8] WANG Xiao-Hui, XIONG Gang, YANG Xu-Jie, LU Lu-De, WANG Xin J. Magn. Magn. Mater.,1998,189, 96.

[9] LI Dan(李丹), WANG Xiao-Hui(王晓慧), YANG Xu-Jie(杨绪杰), LU Lu-De(陆路德), WANG Xin(汪信) Gongneng Cailiao(Journal of Functional Materials), 1996,27,332.

[10]XIONG Gang(熊纲), YANG Xu-Jie(杨绪杰), WANG Xiao-Hui(王晓慧), LU Lu-De(陆路德), WANG Xin(汪信) Wuji Cailiao Xuebao(Journal of Inorganic Materials),1998,13(4),613.

[11]XIONG Gang(熊纲), YU Shan-Jiang(于山江), YANG Xu-Jie(杨绪杰), LU Lu-De(陆路德),

WANG Xin(汪信) Gongneng Cailiao(Journal of Functional Materials),1998,29(1),92. [12]XIONG Gang(熊纲), YANG Xu-Jie(杨绪杰), WANG Xiao-Hui(王晓慧), LU Lu-De(陆路德), WANG Xin(汪信) Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao(Chemical Journal of Chinese Universities),1998,19(9),1467.

[13]WANG Xin , CHEN Dao-Yong, MA Wei-Hua, YANG Xu-Jie, LU Lu-De J. Appl. Polym. Sci.,1999,71,665.

摘自《无机化学学报》

纳米材料特性

《纳米材料导论》作业 1、什么是纳米材料?怎样对纳米材料进行分类? 答:任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料称作纳米材料。它包括体积分数近似相等的两部分:一是直径为几或几十纳米的粒子,二是粒子间的界面。纳米材料通常按照维度进行分类。原子团簇、纳米微粒等为0维纳米材料。纳米线为1维纳米材料,纳米薄膜为2维纳米材料,纳米块体为3维纳米材料,及由他们组成的纳米复合材料。 按照形态还可以分为粉体材料、晶体材料、薄膜材料。 2、纳米材料有哪些基本的效应?试举例说明。 答:纳米材料的基本效应有:一、尺寸效应,纳米微粒的尺寸相当或小于光波波长、传导电子的德布罗意波长、超导态的相干长度或投射深度等特征尺寸时,周期性的边界条件将被破坏,声、光、电、磁、热力学等特征性即呈现新的小尺寸效应。出现光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子共振频移; 磁有序态转为无序态;超导相转变为正常相;声子谱发生改变等。例如,纳米微粒的熔点远低于块状金属;纳米强磁性颗粒尺寸为单畴临界尺寸时,具有很高的矫顽力;库仑阻塞效应等。二、量子效应,当能级间距δ大于热能、磁能、静磁能、静电能、光子能量或超导态的凝聚能时,必须考虑量子效应,随着金属微粒尺寸的减小,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象和半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据分子轨道,能隙变宽的现象均称为量子效应。例如,颗粒的磁化率、比热容与所含电子的奇、偶有关,相应会产生光谱线的频移,介电常数变化等。 三、界面效应,纳米材料由于表面原子数增多,晶界上的原子占有相当高的 比例,而表面原子配位数不足和高的表面自由能,使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来,从而具有很高的化学活性。引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化;纳米微粒表面原子运输和构型的变化。四、体积效应,由于纳米粒子体积很小,包含原子数很少,许多现象不能用有无限个原子的块状物质的性质加以说明,即称体积效应。久保理论对此做了些解释。 3、纳米材料的晶界有哪些不同于粗晶晶界的特点? 答:纳米晶的晶界具有以下不同于粗晶晶界结构的特点:1)晶界具有大量未被原子占据的空间或过剩体积,2)低的配位数和密度,3)大的原子均方间距,4)存在三叉晶界。此外,纳米晶材料晶间原子的热振动要大于粗晶的晶间原子的热振动,晶界还存在有空位团、微孔等缺陷,它们与旋错、晶粒内的位错、孪晶、层错以及晶面等共同形成纳米材料的缺陷。 4、纳米材料有哪些缺陷?总结纳米材料中位错的特点。 答:纳米材料的缺陷有:一、点缺陷,如空位,溶质原子和杂质原子等,这是一种零维缺陷。二、线缺陷,如位错,一种一维缺陷,位错的线长度及位错运动的平均自由程均小于晶粒的尺寸。三、面缺陷,如孪晶、层错等,这是一种二维缺陷。纳米晶粒内的位错具有尺寸效应,当晶粒小于某一临界尺寸时,位错不稳定,趋向于离开晶粒,而当粒径大于该临界尺寸时,位错便稳定地存在于晶粒 T 内。位错与晶粒大小之间的关系为:1)当晶粒尺寸在50~100nm之间,温度<0.5 m

多孔金属氧化物的制备方法简述

多孔金属氧化物的制备方法简述 摘 要:多孔晶体由于其结构的多样性,使得它在气体分离、多孔电极、储存介质等方面有着 广泛的应用。吸引了越来越多的科学工作者从事这方面的研究与开发,其中多孔金属氧化物的制备得到了广泛的重视并取得了一定的成果。本文在简要介绍多孔材料的基本概念的基础上综述了近年来一些制备多孔金属氧化物的方法。 关键词:多孔材料;制备方法;金属氧化物 / 、八 1 前言 由于多孔材料具有密度小、空隙率高、比表面积大和对气体有选择透过性等特性,因而它们成为当前材料科学中发展较为迅速的一种材料。多孔材料在半个世纪以来的发展一直围绕在其三大传统领域的需要:吸附材料、催化材料、离子交换材料。随着材料科学领域上的交叉渗透的日益深入,使得多孔材料在微电子、分子器件等先进材料里具有巨大潜力[1] 。越来越多的科学工作者对多孔材料的表征方法和制备方法进行了系统深入的研究,金属氧化物介孔物质的研究呈现出蓬勃发展的景象,也取得了一定的成果。本文在简要介绍多孔材料的基本概念的基础上综述了近年来国内外一些制备多孔金属氧化物的方法。 2 多孔材料的基本概念 2.1 多孔材料的分类及结构特点 无机多孔材料可以是晶体的或无定形的,被广泛地应用于吸附剂、多相催化、载体和离子交换剂等领域,其空旷结构和巨大的表面积加强了它们的催化和吸附的能力。根据IUPAC的定义自由孔道小于2.0nm的材料为微孔分子筛,介于2.0?50nm之间的为介孔分子筛,大于50nm的为大孔分子筛。根据孔在空间的排列分布特征,介孔材料可分为无序和有序两种,前者的孔径分布较宽,孔型形状复杂、不规则,且不相互连通,常常采用圆柱

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纳米银的制备及应用研究进展

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摘要:综述了近5年来金属氧化物纳米材料的制备方法、研究现状;讨论了这些方法的优缺点。指出液相法,尤其是溶胶-凝胶法、沉淀法、水解法、微乳液法、水热溶剂热法等是目前制备纳米金属氧化物材料最广泛应用的方法。而超声技术、微波辐射技术、交流电沉积技术、超临界流体干燥技术、非水溶剂水热技术等新技术与传统液相法的有机结合,是制备高纯度、小粒径、均匀分散的金属氧化物纳米粉体的最有前途的方法。最后对金属氧化物纳米材料研究的发展方向提出了展望。 关键词:金属氧化物;纳米;制备;进展 金属氧化物纳米材料广泛应用于制作催化剂、精细陶瓷、复合材料、磁性材料、荧光材料、湿敏性传感器及红外吸收材料等[1]。例如:纳米氧化锌在磁、光、电敏感材料方面呈现常规材料所不具备的特殊功能,使得高品质的氧化锌的应用前景广阔;纳米氧化铝作为重要的陶瓷材料,具有非常高的应用价值;高纯纳米级SnO2可用来制作气敏及湿敏元件;纳米氧化钛由于在精细陶瓷、半导体、催化材料方面的广泛应用,也越来越引起人们的关注。多年来,科技工作者们已经研制出多种制备金属氧化物纳米材料的方法,如:溶胶-凝胶法、醇盐水解法、强制水解法、溶液的气相分解法、湿化学合成法、微乳液法等。近年来材料科学家和化学家又将激光技术、微波辐射技术、超声技术、交流电沉积技术、超临界流体干燥技术、非水溶剂水热技术等方法引入了金属氧化物纳米材料的传统制备方法中,使金属氧化物纳米材料的制备方法得到了较大的完善和发展。关于金属氧化物纳米材料,邓红梅[2]综述了化学法制备及EXAFS特征研究,汪信[3]对复合金属氧化物的制备进行了评述。本文着重评述近5年来单分散性金属氧化物纳米材料的制备方法、研究现状和发展方向。 1 金属氧化物纳米微粒的制备 根据原料状态的不同,制备金属氧化物纳米微粒的方法大致可分为3类:固相法、液相法和气相法。 1.1固相法 传统的固相法是将金属盐和金属氢氧化物按一定的比例充分混合,发生复分解反应生成前驱物,多次洗涤后充分研磨进行煅烧,然后再研磨得到纳米粒子。此法设备和工艺简单,反应条件容易控制,产率高,成本低,环境污染少,但产品粒度分布不均,易团聚。刘长久等[4]采用固相反应法制备了粒径为30nm的NiO纳米粉体,并对其电化学性能进行了研究。HengLi等[5]在环境温度下用固相反应成功地合成了纳米氧化物SiO2、CeO2、SnO2,并初步探讨了环境温度下纳米材料的形成机理。贾殿赠等[6]对此法进行了改进,在固相配位化学反应的基础上,将室温固相配位化学反应引入金属氧化物纳米粒子的合成中,提出一种室温固相化学反应合成纳米材料的新方法,即用室温固相化学反应首先制得前驱物,进而前驱物经热分解得纳米金属氧化物。此法不仅是无溶剂反应,而且许多反应可在室温或低温条件下发生。因此从原料的使用、合成条件及合成工艺等方面考虑,固相配位化学反应法在合成新颖纳米材料方面具有其潜在的优点。目前采用此新方法已制得纳米CuO[7]、ZnO、NiO等。 1 2液相法 液相法因其相关的工业过程控制与设备的放大技术较为成熟,具有更强的技术竞争优势。该法比较容易控制成核,从而容易控制颗粒的化学组成、形状及大小,而且该方法添加的微量成分和组成较均匀,即使是对于很复杂的材料也可以获得化学均匀性很高的粉体。不过,该法极易引入杂质(如部分阴离子等),造成所得粉体纯度不够。近年来,超声、微波辐射、电弧放电、共沸蒸馏等物理技术的引入,使普通液相法制备纳米粉体得到了新的发展。液相法大致可分为以下几种方法。 1.2.1溶胶-凝胶法(Sol-Gel) 溶胶-凝胶法是近期发展起来的,能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体材料的新方法。作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法,在软化学合成中已

纳米金属材料的发展与应用综述

纳米金属材料的发展与应用 摘要:纳米技术的诞生将对人类社会产生深远的影响,可能许多问题的发展都与纳米材料的发展息息相关。在纳米金属材料的研究中,它的制备、特性、性能和应用是比较重要的方面。本文概要的论述了纳米材料的发现发展过程,并结合当今纳米金属材料研究领域最前沿的技术和成果,简述了纳米材料在各方面的应用及其未来的发展前景。 关键词:纳米金属材料、纳米技术、应用 一、前言 纳米级结构材料简称为纳米材料(nanomater material),是指其结构单元的尺寸介于1纳米~100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度,它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且,其尺度已接近光的波长,加上其具有大表面的特殊效应,因此其所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。 纳米粒子异于大块物质的理由是在其表面积相对增大,也就是超微粒子的表面布满了阶梯状结构,此结构代表具有高表能的不安定原子。这类原子极易与外来原子吸附键结,同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。 纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段,美、日、德等少数国家,虽然已经初具基础,但是尚在研究之中,新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平,研究队伍也在日渐壮大。 二、纳米材料的发现和发展 1861年,随着胶体化学的建立,科学家们开始了对直径为1~100nm的粒子体系的研究工作。1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议(International Conference on Nanoscience &Technology),正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来,从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段: 第一阶段(1990年以前):主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体,研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能;研究对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段(1990~1994年):人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性,设计纳米复合材料,复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段(1994年至今):纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。 三、纳米材料的应用 1、纳米磁性材料 在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。纳米磁性材料具有十分特别的磁学性质,纳米粒子尺寸小,具有单磁畴结构和矫顽力很高的特性,用它制成的磁记录材料不仅音质、图像和信噪比好,而且记录密度比γ-Fe2O3高几十

纳米银的制备与应用前景

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:

纳米银的制备及应用研究进展

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

金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控研究进展

[Review] https://www.doczj.com/doc/865559734.html, doi:10.3866/PKU.WHXB 201209145 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao ) Acta Phys.-Chim.Sin.2012,28(10),2436-2446 October Received:August 30,2012;Revised:September 10,2012;Published on Web:September 14,2012.? Corresponding author.Email:dsxu@https://www.doczj.com/doc/865559734.html,;Tel:+86-10-62760360. The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51121091,21133001,61176004),National Key Basic Research Program of China (973)(2007CB936201,2011CB808702),and Science and Technology on Electro-optical Information Security Control Laboratory,China (9140C150304110C1502). 国家自然科学基金(51121091,21133001,61176004),国家重点基础研究发展规划项目(973)(2007CB936201,2011CB808702)和国家光电信息控制和安全技术重点实验室基金(9140C150304110C1502)资助 ?Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica 金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控研究进展 焦淑红1 徐东升1,2,*许荔芬1张晓光2 (1北京大学化学与分子工程学院,分子动态与稳态结构国家重点实验室,北京分子科学国家实验室,北京100871; 2 光电信息控制和安全技术重点实验室,河北三河065201) 摘要:金属氧化物纳米材料因其丰富的形貌、独特的性能、广泛的应用成为材料合成领域研究的热点.调控金 属氧化物纳米材料的形貌对于调变其性能、拓展其应用空间具有重要意义.电化学方法由于操作简单易控、方法灵活多变,因此成为调控金属氧化物形貌的常用方法.本文综述了近年来我们在金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控方面已取得的研究结果;总结了不同金属氧化物在电化学过程中晶体生长机制和形貌调控的规律,为实现功能材料的定向合成奠定了基础.关键词: ZnO;金属氧化物;形貌调控;电沉积;纳米管;多级结构 中图分类号: O646 Recent Progress in Electrochemical Synthesis and Morphological Control of Metal Oxide Nanostructures JIAO Shu-Hong 1 XU Dong-Sheng 1,2,* XU Li-Fen 1 ZHANG Xiao-Guang 2 (1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,State Key Laboratory for Structural Chemistry of Unstable and Stable Species,College of Chemistry and Molecular Engineering,Peking University,Beijing 100871,P .R.China ;2Science and Technology on Electro-optical Information Security Control Laboratory,Sanhe 065201,Hebei Province,P .R.China ) Abstract:There has been considerable focus on the synthesis of metal oxide nanostructures because of their extensive structures,unique properties,and wide applications.The morphological control of metal oxide nanostructures is of interest for tuning their performance and expanding their range of applications.Electrochemical methods have become a common way of controlling the morphologies of metal oxides,owing to their simple operation,ease of control,and flexible modes.This paper presents a brief overview of our research in the electrochemical synthesis and morphological control of metal oxide nanostructures.We will also discuss the crystal growth mechanism and the morphology control of different metal oxides during the electrochemical deposition process,which lays the foundation for orientation design and fabrication of functional materials. Key Words:ZnO;Metal oxide;Morphological control; Electrodeposition; Nanotube; Hierarchical structure 2436

纳米材料论文

纳米材料的制备技术进展及展望 物理工程学院2007级应用物理学03班衷雷 20072200342 摘要综述了国内外块状纳米材料的制备技术进展及存在的问题。提出了超短时脉冲电流直接晶化法和深过冷直接晶化法两类潜在的块状金属纳米晶制备技术,并对今后的研究及发展前景进行了展望。 关键词:纳米晶块体材料制备非晶晶化机械合金化深过冷 自80年代初德国科学家H.V.Gleiter成功地采用惰性气体凝聚原位加压法制得纯物质的块状纳米材料后[1],纳米材料的研究及其制备技术在近年来引起了世界各国的普遍重视。由于纳料材料具有独特的纳米晶粒及高浓度晶界特征以及由此而产生的小尺寸量子效应和晶界效应,使其表现出一系列与普通多晶体和非晶态固体有本质差别的力学、磁、光、电、声等性能[2],使得对纳米材料的制备、结构、性能及其应用研究成为90年代材料科学研究的热点。为使这种新型材料既有利于理论研究,又能在实际中拓宽其使用范围,探索高质量的三维大尺寸纳米晶体样品的制备技术已成为纳米材料研究的关键之一。本文综述国内外现有块状金属纳米材料的制备技术进展,并提出今后可能成为块状金属纳米材料制备的潜在技术。 1现有块状金属纳米材料的制备技术 1.1 惰性气体凝聚原位加压成形法 该法首先由H.V.Gleiter教授提出[1],其装置主要由蒸发源、液氮冷却的纳米微粉收集系统、刮落输运系统及原位加压成形(烧结)系统组成。其制备过程是:在高真空反应室中惰性气体保护下使金属受热升华并在液氮冷镜壁上聚集、凝结为纳米尺寸的超微粒子,刮板将收集器上的纳米微粒刮落进入漏斗并导入模具,在10-6Pa高真空下,加压系统以1~5 GPa的压力使纳米粉原位加压(烧结)成块。采用该法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、S b、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的块状纳米材料[3]。近年来,在该装置基础之上,通过改进使金属升华的热源及方式(如采用感应加热、等离子体法、电子束加热法、激光热解法、磁溅射等)以及改良其它装备,可以获得克级到几十克级的纳米晶体样品。纳米超饱和合金、纳米复合材料等也正在利用此法研究之中。目前该法正向多组分、计量控制、多副模具、超高压力方向发展。 该法的特点是适用范围广,微粉表面洁净,有助于纳米材料的理论研究。但工艺设备复杂,产量极低,很难满足性能研究及应用的要求,特别是用这种方法制备的纳米晶体样品存在大量的微孔隙,致密样品密度仅能达金属体积密度的75%~90%,这种微孔隙对纳米材料的结构性能研究及某些性能的提高十分不利。近年来,尽管发展了一些新的纳米粉制备方法

金属纳米材料研究进展

金属纳米材料研究进展 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

高等物理化学 学生姓名:聂荣健 学号:…………….. 学院:化工学院 专业:应用化学 指导教师:…………. 金属氧化物纳米材料研究进展 应用化学专业聂荣健学号:……指导老师:…… 摘要:综述了近年来金属氧化物纳米材料水热合成方法的研究进展,简要阐述了金属氧化物纳米材料的应用,对其今后的研究发展方向进行了展望。 关键词:纳米材料水热合成金属氧化物 Research progress of metal oxide nanomaterials Name Rongjian Nie Abstract: This article reviews the recent progress in hydrothermal synthesis of metal oxide nanomaterials. The application progress of metal oxide nanomaterials is briefly describrd.The future research directions are prospected. Keywords: nanomaterials; hydrothermal; metal oxides ; 引言 纳米材料是纳米科学中的一个重要的研究发展方向,近年来已在许多科学领域引起了广泛的重视,成为材料科学研究的热点。作为纳米材料的一个方面,金属氧化物纳米材料在现代工业、国防和高技术发展中充当着重要的角色。 1.纳米材料简介 纳米材料概述

金属纳米材料的应用研究

金属纳米材料的应用与研究 【前言】著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”(bottom up) 出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1] 1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具--扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。 1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。 【摘要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。文章简要地概述了纳米技术,纳米材料的结构和特殊性质以及纳米纳米材料各方面的性能在实际中的应用,并展望了纳米材料的应用前景。 1.纳米科学和技术 1.1 纳米科技的定义 纳米科技是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新科技,是一门在0.1~ 100 nm尺度空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。其涵义是人类在纳米尺寸(10-9--10-7m)范围内认识和改造自然,最终目标是通过直接操纵和安排原子、分子而创造特定功能的新物质。纳米科技

是现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生的,是一门基础研究与应用研究紧密联系的新兴科学技术。其中纳米材料是纳米科技的重要组成部分。 1.2 纳米科技的内容 纳米科技主要包含:纳米物理学;纳米电子学;纳米材料学;纳米机械学;纳米生物学;纳米显微学;纳米计量学;纳米制造学…… 1.3 纳米科技的内涵 第一:纳米科技不仅仅是纳米材料的问题。目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是:在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技与众多学科密切相关,它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米科技与传统学科相结合,可产生众多的新的学科领域,并派生出许多新名词。这些新名词所体现的研究内容又有交叉重叠。若以研究对象或工作性质来区分,纳米科技包括三个研究领域:纳米材料;纳米器件;纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础;纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志;纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。目前人们对纳米科技的理解,似乎仅仅是讲纳米材料,只局限于纳米材料的制备,这是不全面的。主要原因:国内科研经费的资助以及有影响的成果的获得,主要集中在纳米材料领域,而且我国目前纳米科技在实际生活中的应用也最先在纳米材料这一领域表现出来。我国现在300余家从事纳米科技研发的公司也主要是从事纳米材

纳米银粉的液相还原制备方法

纳米银粉的液相还原制备方法 摘要:纳米银粉因粒径小(1~100nm)、比表面积大、表面活性位点多、高导电性等优良特点,已被广泛用作各类电池的电极材料。本文综述了纳米银粉的液相还原制备及其各方面应用,对今后的发展趋势进行了展望。 关键词:纳米银粉、液相还原、制备 Liquid phase reduction method for preparing nanometer silver powder Abstract: Nanosilver powder has been widely applied in the electrode materials due to its small grainsize,large specific surface areas,many active sites Oil the surface,and high conductivity.This paper reviews the nanosilver liquid preparation and all aspects of application of the reduction, the future development trends are discussed. Key words:nanosilver powder、reduction in liquid phase、Preparation 引言 人类社会进入21世纪以来,高新技术发展迅速,特别是生物、信息和新材料等代表了高新技术的发展方向。在信息产业飞速发展的今天,新材料领域有一项技术引起了世界各国政府和科技界的高度关注,这就是纳米科技。[]6纳米材料被誉为21世纪最有前途的材料, 自20 世纪80 年代以来逐渐成为各国研究开发的重点, 引起人们极大的关注, 其应用已十分广泛, 在磁性材料、电子材料、光学材料以及高强、高密度材料的烧结、催化、传感等方而有广阔的应用前景。银纳米粒子不仅具有一般纳米粒子的性质, 作为贵金属纳米的重要一员, 具有独特的光学、电学、催化性质, 可广泛应用于催化剂材料、电池电极材料、低温导热材料和导电材料等。而且, 与其他金属纳米材料相比, 银纳米粒子具有最优良的导电性能和较好电催化性能, 将银纳米粒子修饰到电极上有着较大的应用价值和前景。因此, 研究纳米银的制备方法具有重要意义, 纳米银的制备及改进技术从纳米抗菌材料起始以来就成为研究者及开发商们广泛关注的热点。[]2 1、纳米银粉的基本概念和性质 纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米微粒组成。银粉是一种重要的贵金属粉末,广泛的应用于催化剂、抗菌材料、医药材料、电子浆料等领域。[]1纳米粉末是指尺寸范围为1~100nm的粉末,是介于单个原子、分子与宏观物体之间的原子集合体,是一种典型的介观

制备纳米银的方法2015

制备纳米银的方法2015 1硼氢化钠还原剂,柠檬酸钠为包覆剂 先配制NaBH4的柠檬酸钠混合溶液:水57.0ml,0.01M 的NaBH4 0.6ml,0.01M 的柠檬酸钠 0.5ml。配3个不同pH的溶液,在快速磁力搅拌下, ⑴第一瓶,测定这个混合溶液的pH,估计是6或7, ⑵第二瓶,加入NaOH,调节pH到8或者9, ⑶第三瓶,加入HNO3调节pH到6或者5. 以上三种不同pH溶液,在快速磁力搅拌下,加入0.01M 的硝酸银溶液0.5ml,搅拌3min。 所制得的纳米银溶液,用紫外分光光度计测定纳米银的吸收波长。 2柠檬酸钠作为还原剂和包覆剂 ⑴配置0.001M硝酸银溶液 硝酸银(分子量170)0.0849 g 溶于500ml水 第一瓶,测定硝酸银溶液pH,估计偏酸性, 第二瓶,加入NaOH,调节pH到8或者9, 第三瓶,加入HNO3,调节pH到6或者5. ⑵配置1%柠檬酸钠溶液 1 g 柠檬酸钠溶于100 ml水中 50ml 0.001M硝酸银溶液加热到沸腾,然后逐滴加入5ml 1%的柠檬酸钠。这个过程中是剧烈混合,然后,移除热源,冷却到室温。 所制得的纳米银溶液,用紫外分光光度计测定纳米银的吸收波长。 3 茶叶制取 (1)量取一定量的硝酸银及三次蒸馏水,配制0.001mol/L的AgNO3,避光保存,待用。 (2)萃取茶叶浸取液 250ml水放于500ml烧瓶中煮沸后,将茶叶0.5g放入烧瓶中浸取,待浸取液冷却后,将浸取液用真空泵抽滤, 所得浸取液即为所需溶液,冷却留作待用。 第一瓶茶叶浸取液,测定其溶液pH,估计偏酸性, 第二瓶茶叶浸取液,加入NaOH,调节pH到8或者9, 第三瓶茶叶浸取液,加入HNO3,调节pH到6或者5. 以上三种50ml所制的茶叶滤液中放到恒温水浴锅加热,并用精密增力电动搅拌器搅拌,控制温度在80℃,分别向其中逐滴加入5ml的硝酸银溶液(0.001mol/L)。反应30分钟后,关闭水浴锅的电源与搅拌器搅拌,停止反应,冷却至室温,溶液颜色变为深棕色。 所制得的纳米银溶液,用紫外分光光度计测定纳米银的吸收波长。

纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展

纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展 汪信陆路德 综述了氧化物及复合氧化物纳米晶的各种制备方法及特点,重点介绍了有机配合物前驱体法-聚乙二醇法、明胶法和硬脂酸法制备氧化物纳米晶的原理、特点以及在磁性材料、电磁波吸收材料、催化剂和塑料改性方面的若干应用。 关键词:纳米材料氧化物软化学 分类号:O611.12 Progress of Preparation and Applications of Metal Oxide Nanocrystallines WANG Xin LU Lu-De (Materials Chemistry Laboratory, Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094) The preparative methods of nanostructured metal oxides are reviewed. Particularly the principles and features of the organic coordination precursor methods, including polyethylene glycol, gelatin and stearic acid methods, are discussed. The oxide nanocrystals has been used as magnetic and microwave-absorbing materials, catalysts and strengthening fillers for modification of plastics. Keywords: nanostructured material oxide soft chemistry 一九七八年十月我们有幸作为文革后第一批研究生来到南京大学配位化学研究所学习。开学不久,戴安邦教授为全体研究生作了题为“无机化学的进展”的学术报告,把我们带入了内容极为丰富的科学领域。虽然我们离开南京大学已有多年,虽然戴先生今年已离我们而去,但他的学术思想、治学态度和为人品格无时无刻都在影响着我们,是我们进步的一种动力。十多年来我们一直把从南京大学学到的知识和理工科大学的教学、科研结合起来,取得了一些成果,下面主要介绍一些无机纳米材料的研究工作。 1 复合氧化物纳米晶的制备方法 传统的复合氧化物的制备通常是以固态的氧化物或金属碳酸盐为原料,球磨后经高温固相反应,再粉碎得到复合氧化物的粉体。由于是高温反应,不仅制备的产物粒径大、分布宽,而且某些组分易于挥发或发生偏析,这种方法一般不宜用来制备纳米氧化物。纳米复合氧化物的制备通常是采用软化学法,即通过反应原料的液相混合使各金属元素高度分散,从而可以在较低的反应温度和较温和的化学环境下制备纳米材料。采用的方法主要有共沉淀法、溶胶-凝胶法、有机配合物前驱体法等。 1.1 共沉淀法 共沉淀法是液相化学反应合成金属氧化物纳米颗粒最早采用的方法。沉淀法成本较低,但有如下问题:沉淀物通常为胶状物,水洗、过滤较困难;沉淀剂作为杂质易混入;沉淀过程中各种成分可能发生偏析,水洗时部分沉淀物发生溶解。此外由于大量金属不容易发生沉淀反应,因此

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