金属铜纳米粒子的蒸发-凝聚法
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标题:纳米材料凝聚生长概述
纳米材料凝聚生长是纳米材料制备方法之一,它能够形成具有应变、光催化、磁性等功能特征的分子结构。
凝聚生长法主要有扩散沉积法、低温熔融石墨烯法、电子束蒸发法、原子层沉积法、水热沉积法、原子之间电阻热分解等7种。
扩散沉积法是通过高浓度溶液中的颗粒凝聚在表面上,颗粒形成一层一层的复合物,从而形成纳米材料。
低温熔融石墨烯法是通过低温熔融石墨烯膜形成单层或多层石墨烯。
电子束蒸发法是通过电子栅把金属或金属半导体材料放入腔室中,用电子束把材料蒸发涂布置于特定表面,形成纳米材料。
原子层沉积法是通过类似电子束蒸发法的原理把原子层沉积到特定表面,从而形成纳米材料。
水热沉积法是通过将特定正离子溶剂夹杂进热水,将溶质溶解出来,再沉积于特定表面,并靠升温使之凝聚,形成纳米材料。
原子之间电阻热分解法是通过将待凝聚的材料置于特定电路中,由于电流通过空间中的材料时产生热量,使材料分解凝聚成纳米结构。
纳米材料凝聚生长可以使纳米材料具有强度、柔韧性和光学性能等特点,是生物材料研究的重要基础,也是制备各种功能型纳米材料的实用工艺。
凝聚生长法可以有效地制备复杂型晶状体,是纳米材料研究和应用的关键技术之一。
纳⽶粒⼦的制备⽅法综述纳⽶粒⼦的制备⽅法综述摘要:纳⽶材料是近期发展起来的⼀种多功能材料。
在纳⽶材料的当前研究中,其制备⽅法占有极其重要的地位,新的制备⼯艺过程的研究与控制对纳⽶材料的微观结构和性能具有重要的影响。
本⽂主要概述了纳⽶材料传统的及最新的制备⽅法。
纳⽶材料制备的关键是如何控制颗粒的⼤⼩和获得较窄且均匀的粒度分布。
[1]Abstract :Nanometer material is a kind of multi-functional material which was developed in recend . In the current study of it , its produce-methods occupy the important occupation . New methods’ reseach and control have an important influence on Nanometer materials’microstructure and property .This title mainly introduces nanometer materials’traditional and new method of producing . The key of the nanometer material s’ producing Is how to control the grain size and get the narrow and uniform size distribution .关键词:纳⽶材料制备⽅法Key words :Nanometer material produce-methods正⽂:纳⽶材料的制备⽅法主要包括物理法,化学法和物理化学法等三⼤类。
下⾯分别从三个⽅⾯介绍纳⽶材料的制备⽅法。
物理制备⽅法早期的物理制备⽅法是将较粗的物质粉碎,其最常见的物理制备⽅法有以下三种:1.真空冷凝法⽤真空蒸发、加热、⾼频感应等⽅法使原料⽓化或形成等离⼦体,然后骤冷。
目录实验一、氢电弧等离子体法制备纳米粉体 (1)实验二、惰性气体蒸发法制备纳米粉体 (3)实验三、沉淀法制备纳米氧化锌粉体 (6)实验四、化学还原法制备金属纳米簇催化剂 (12)实验五、反相微乳液法制备纳米碳酸钙 (15)实验六、酒石酸铜热分解法制备纳米铜粒子 (19)实验七、模板法制备导电高分子纳米材料 (22)实验八、溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛薄膜 (28)实验九、水热法制备氧化钒纳米带 (32)实验一、氢电弧等离子体法制备纳米粉体一、实验目的1、了解氢电弧等离子体法制备纳米粉体的实验原理。
2、掌握氢电弧等离子体法制备纳米铁粒子的制备过程。
3、了解实验中对实验结果影响的各因素,并对实验结果会表征分析。
二、实验原理之所以称为氢电弧等离子体法,主要是用于在制备工艺中使用氢气作为工作气体,可大幅度提高产量。
其原因被归结为氢原子化合为氢分子放出大量的热,从而产生强制性的蒸发,使产量提高,而且氢的存在可以降低熔化金属的表面张力而加速蒸发。
合成机理为:含有氢气的等离子体与金属间产生电弧,使金属熔融,电离的Ar和H2溶入熔融金属,然后释放出来,在气体中形成了金属的超微粒子,用离心收集器、过滤式收集器使微粒与气体分离而获得纳米微粒。
此种制备方法的优点是超微颗粒的生成量随等离子气体中的氢气浓度增加而上升。
三、实验仪器与试剂自制电弧法纳米粉制备设备图1电弧等离子体制备系统图实验设备如图1所示,主要有6部分组成,真空室、真空泵、电焊机、冷却系统、铜电极、钨电极等。
制备过程中,电极间距控制在5-10 mm,电压25-40 V,电流40-200 A。
在工作气体氛围下,通过直流电弧放电等离子体加热金属,使其熔化,蒸发而形成纳米粉。
在引弧后的很短时间内,阳极金属被迅速加热熔融蒸发形成蒸气,金属蒸气粒子与周围惰性气体原子激烈碰撞,并随热气流上升、扩散,通过“淬冷”的有效冷却过程,迅速损失能量,使之成核生长并冷却而凝聚成纳米粉。
蒸汽冷凝法制备纳米微粒摘要:本文介绍了纳米材料的一些特出效应及其制备方法。
通过蒸汽冷凝法制备了铜纳米微粒,并对结果进行了讨论分析。
关键词:蒸汽冷凝法;纳米微粒一.引言纳米微粒是指尺寸范围定义为1~100nm左右的颗粒。
纳米微粒具有小尺寸效应,表面效应,量子尺寸效应,量子隧道效应等特性。
小尺寸效应是指当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小,从而使得纳米微粒在声、光、电、磁、热力学等方面呈现新的特殊性质。
表面效应是由于位于纳米微粒表面的原子占相当大的比例,表面原子的配位不足及高的表面能,使表面原子具有高的活性,极不稳定,很容易与其它原子结合。
当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级以及纳米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的分子轨道能级,能隙变宽等现象均被称为量子尺寸效应。
微观粒子具有贯穿势垒的能力称为量子隧道效应。
正是这些特性的存在使得纳米微粒体系具有不同于常规固体的新特性,也使得纳米材料在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料的开发应用方面以及在固体推进剂配方改进中有着广阔的前景。
二.纳米材料的特殊效应及其制备方法(一)纳米材料的特殊效应1.小尺寸效应随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变。
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。
对超微颗粒而言,尺寸变小,同时其比表面积亦显著增加,从而产生如下一系列新奇的性质。
(1)特殊的光学性质当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时,即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。
事实上,所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。
尺寸越小,颜色愈黑,银白色的铂(白金)变成铂黑,金属铬变成铬黑。
由此可见,金属超微颗粒对光的反射率很低,通常可低于l%,大约几微米的厚度就能完全消光。