有机化合物纳米微粒的制备及应用
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纳米四氧化三铁的化学制备及应用的研究进展摘要:纳米四氧化三铁在在物理、化学等方面表现出优异的性质,因此其制备方法受到了广泛关注。
本文主要综述了纳米四氧化三铁粒子的化学制备方法,包括共沉淀法、微乳液法、溶剂热法等,说明了各个方法的特点,此外介绍了纳米四氧化三铁在催化、吸附、吸波等方面的应用。
关键词:纳米四氧化三铁化学制备方法应用1引言近年来,有关磁性Fe3O4纳米微粒的合成方法及性质研究受到愈来愈多的重视,这是因为磁性Fe3O4纳米微粒具有许多特殊物理和化学性能[1]。
目前,纳米Fe3O4微球的制备方法主要有共沉淀法、微乳液法、溶剂热法等,共沉淀法的操作简单易控制;微乳液法制备的纳米粒子具有粒径分布窄,稳定性好等特点,但其影响因素较多,制备过程较复杂;溶剂热法制备的微球胶体稳定性较差且颗粒大,但此方法可以生长出各类形貌的化合物,这对晶体生长的研究具有重要价值[2]。
未来可将多种传统方法结合,克服单一的制备方法的缺点。
本文就纳米Fe3O4微粒的制备方法及应用进行了综述。
2纳米四氧化三铁的化学制备工艺及应用进展2.1共沉淀法共沉淀法是目前最普遍的使用方法,其方法在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中,加入适量的沉淀剂,使金属离子均匀沉淀或结晶出来,再将沉淀物脱水或热分解而制得纳米微粉[5]。
夏光强等[3]采用共沉淀法制备纳米Fe3O4,实验过程中发现温度对实验影响不大,对于条件较差的实验室而言,只要保持在40-60℃的温度范围内进行实验即可,此外反应物的添加顺序会影响产物粒子的形貌,反应时间的长短对颗粒细度无明显影响,而沉淀温度过高过低都不利于沉淀,选择50℃左右效果最佳,因此实验选择反相共沉淀法,在50℃水浴环境中,保温10min,PH设定为10左右的实验条件,达到理想的实验效果。
2.2微乳液法微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明的分散体系[5]。
纳米粒子的制备方法及应用当粒子尺寸达到纳米量级时,粒子将具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而表现出许多特有的性质,在催化、滤光、光吸收、医学、磁介质及新材料方面有广阔的应用前景。
综述了纳米粒子的制备方法,按研究纳米粒子的学科分类,可将其分为物理方法、化学方法和物理化学方法。
关键词:纳米粒子;制备方法;物理方法;化学方法;物理化学方法中图法分类号TF123纳米粒子指的是粒径比光波短(100nm以下)而性质处于本体和原子之间的物质。
纳米制备技术是20世纪80年代末诞生并崛起的新技术,其基本涵义是:纳米尺寸范围(10-9~10-7m)内认识和改造自然,通过直接操作和安排原子、分子创造新物质[1]。
由于纳米材料具有奇特的力学、电学、磁学、热学、化学性能等,目前正受到世界各国科学家的高度重视[2]。
1制备纳米粒子的物理方法1.1机械粉碎法机械粉碎就是在粉碎力的作用下,固体料块或粒子发生变形进而破裂,产生更微细的颗粒。
物料的基本粉碎方式是压碎、剪碎、冲击粉碎和磨碎。
一般的粉碎作用力都是这几种力的组合,如球磨机和振动磨是磨碎与冲击粉碎的组合;气流磨是冲击、磨碎与剪碎的组合,等等。
理论上,固体粉碎的最小粒径可达0.01~0.05 µm。
然而,用目前的机械粉碎设备与工艺很难达到这一理想值。
粉碎极限取决于物料种类、机械应力施加方式、粉碎方法、粉碎工艺条件、粉碎环境等因素。
比较典型的纳米粉碎技术有:球磨、振动磨、搅拌磨、气流磨和胶体磨等。
其中,气流磨是利用高速气流(300~500m/s)或热蒸气(300~450℃)的能量使粒子相互产生冲击、碰撞、摩擦而被较快粉碎。
气流磨技术发展较快,20世纪80年代德国Alpine公司开发的流化床逆向气流磨可粉碎较高硬度的物料粒子,产品粒度达到了1~5µm。
降低入磨物粒度后,可得平均粒度1µm的产品,也就是说,产品的粒径下限可达到0.1µm以下。
有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用引言纳米复合材料是一类新型复合材料,它是指1种或多种组分以纳米量级的微粒即接近分子水平的微粒复合于基质中所构成的一种复合材料。
纳米复合材料因其分散相尺寸介于宏观与微观之间的过渡区域,将给材料的物理和化学性质带来特殊的变化,正日益受到关注。
纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”,该类材料研究的种类已经涉及到无机物、有机物和非晶态材料等。
有机-=无机纳米复合材料因其综合了有机物和无机物各自的优点,并且可以在力学、热学、光学、电磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能,正在成为材料科学研究的热点之一。
目前,国内外在这方面的研究成果正不断见诸报道。
本文拟对有机一无机纳米复合材料的制备、性能及应用作一个综述。
有机一无机纳米复合技术最先制得的纳米复合材料是无机纳米复合材料,如金属、非金属、陶瓷和石英玻璃等。
目前,纳米复合材料研究的种类已涉及到有机物和非晶态材料等。
各国首先着重于纳米复合材料制备方法的研究,特别是薄膜制备法的研究。
纳米复合方法常用的有3种:溶胶一凝胶法、嵌入法和纳米微粒填充法。
其中溶胶一凝胶法较早用于制备有机一无机分子杂化材料或纳米复合材料;嵌入法在分子材料领域表现出很好的前景,特别是将不同的性能综合到单一的材料中去。
把具有有机/无机纳米复合材料的性能和特点的纳米颗粒材料添加到其他材料中,可以根据不同的需要选择适当的材料和添加量达到材料改性的目的,因为复合材料中增强体的尺寸降到纳米数量级会给复合材料引入新的材料性能。
首先,纳米颗粒本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等特殊的材料特性,这会给复合材料带来光、电、热、力学等方面的奇异特性;其次,纳米颗粒增强复合材料所具有的特殊结构,如高浓度界面、特殊界面结构、巨大的表面能等等必然会大大影响复合材料的宏观性能。
由无机纳米材料与有机聚合物复合而成的有机/无机纳米复合材料具有无机材料、无机纳米材料、有机聚合物材料、无机填料增强聚合物复合材料、碳纤维增强聚合物复合材料等所不具备的一些性能。
第2期2020年4月No.2 April,2020四氧化三铁纳米粒子化学性质较为稳定,粒径能够降到几纳米,有着极高的催化活性以及很好的磁响应与耐候性等优点,可以在多个方面进行合理运用。
比如,汽车面漆与皮革方面、塑料与涂料方面、催化剂与组织工程方面等,与此同时,有望探索新的用途。
本研究针对四氧化三铁纳米材料的制备及其在各方面的运用进行了分析和论述。
1 四氧化三铁性质与结构铁氧化物可以划分成3种类型,即四氧化三铁、一氧化铁与三氧化二铁,其化学名称是Fe 3O 4、FeO 、Fe 2O 3,而M (Fe 3O 4)=231.540。
四氧化三铁为黑色晶状固体,是电的导体,具备磁性,同时,不溶于水,还有还原性与氧化性。
四氧化三铁高温有氧加热容易氧化成三氧化二铁;还易于被还原性强的物质还原成铁单质。
经过X-射线衍射能够发现:四氧化三铁化合物是以Fe 2+与Fe 3+混合氧化态构成,属于反尖晶石结构。
2 四氧化三铁纳米材料的制备方式分析通常而言,影响纳米四氧化三铁性能的核心因素有结晶度与磁饱和量、粒径与矫顽力等。
不一样的性能,其适用范围不同,如此看来,四氧化三铁纳米粒子制备方式存在着一定的差异性。
四氧化三铁纳米粒子制备方式的关键为物理与化学方式。
物理方式中具有代表性的就是机械球磨方式,该制备方式简单,可是所花时间长,颗粒大小不同,产品纯度不高,所以,该方式制备出来的纳米材料不能满足科学领域的需求。
当下制备四氧化三铁纳米粒子的常用法为化学方式,合成的纳米粒子很稳定,形状可以控制,同时,可以单分散,该制备方式程序简单,费用低。
当下制备纳米四氧化三铁的方式较多,比如热液、沉淀与热水解方式等。
2.1 水热方式这种方法也被称为热液方法,从宏观角度而言涵盖了水溶剂热方式以及溶剂热法。
反应是于高压和高温下的水溶液中展开的,因此,一定形式的前驱物质会产生和常温下不一样的性质,比如,溶解度提高、化合物晶体结构转型、离子活度加强等。
纳米材料的制备方法与应用贾警(11081002) 蒙小飞(11091001)1引言自从1984年德国科学家Gleiter等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得。
铁纳米微粒以来,由于纳米材料有明显不同于体材料和单个分子的独特性质—小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应和宏观量子轨道效应等,以及其在电子学、光学、化工、陶瓷、生物和医药等诸多方面的重要价值。
引起了世界各国科学家的浓厚兴趣。
几十年来,对纳米材料的制备、性能和应用等各方面的研究取得了丰硕的成果。
纳米材料指其基本组成颗粒尺寸为纳米数量级,处于原子簇和宏观物体交接区域的粒子。
颗粒直径一般为1~100nm之间。
颗粒可以是晶体,亦可以是非晶体。
由于纳米材料具有其特殊的物理、机械、电子、磁学、光学和化学特性,可以预见,纳米材料将成为21世纪新一轮产业革命的支柱之一。
2纳米材料的制备方法纳米材料有很多制备方法,在此只简要介绍其中几种。
2.1溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是材料制备的是化学方法中的较为重要的一种,它提供一种再常温常压下合成无机陶瓷、玻璃、及纳米材料的新途径。
溶胶-凝胶法制备纳米材料的主要步骤为选择要制备的金属化合物,然后将金属化合物在适当的溶剂中溶解,然后经过溶胶-凝胶过程而固化,在经过低温处理而得到纳米粒子。
2.2热合成法热合成法制备纳米材料是在高温高压下、水溶液中合成,在经过分离和后续处理而得到纳米粒子,水热合成法可以制备包括金属、氧化物和复合氧化物在内的产物。
主要集中在陶瓷氧化物材料的制备中。
2.3有机液相合成有机液相合成主要采用在有机溶剂中能稳定存在金属、有机化合物及某些具有特殊性质的无机化合物为反应原料,在适当的反应条件下合成纳米材料。
通常这些反应物都是对水非常敏感,在水溶剂中不能稳定存在的物质。
最常用的反应方式就是在有机溶剂中进行回流制备。
2.4惰性气体冷凝法惰性气体冷凝法是制备清洁界面的纳米粉体的主要方法之一。
其主要过程是在真空蒸发室内充入低压惰性气体,然后对蒸发源采用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体。
LaF3纳米颗粒的制备及其润滑作用Survey of Preparation and Lubrication of LaF<sub>3</sub> Nanoparticles as Lubricating Oil AdditiveYOU Jian-wei, LI Fen-fang, FAN Cheng-kai(School of Chemistry and Chemical Engineering,Central South University,Changsha *****,China)Abstract:LaF<sub>3</sub> nanomaterials have shown excellent tribological properties as a kind of new additive in lubricating oil and grease. The preparation method, surface-modification technology, lubricating mechanism and application development of LaF<sub>3</sub> nanomaterials are summarized in this paper. It is pointed out that the key problems of LaF<sub>3</sub> nanoparticles in lubricant are the dispersity and stability. The future development of LaF<sub>3</sub> nanomaterials as lubricating oil additive is presented as well. With the accelerative development of modern industry nowadays, LaF<sub>3</sub> nanomaterials will be a young conception in the field of tribology. And the tribological properties and lubricating mechanism will be gotten more and more attention. Key words:LaF<sub>3</sub>; nanomaterials; lubrication0 前言纳米微粒是指颗粒尺度为纳米量级(1~100 nm)的超细微粒。
纳米TiO2的应用与制备的研究进展李俊(中南大学化学化工学院应化0903班)摘要本文主要介绍了纳米TiO2的制备方法的现阶段进展,从物理法,化学法,新型合成方法三方面介绍了国内外的研究进展,同时综述了纳米TiO2在传感器材料,催化剂载体,光催化剂、太阳能电池原料和紫外线添加剂等方面的应用。
关键词纳米粉体 TiO2化学法应用综述1.前言纳米技术是当今世界的研究前沿。
纳米级的TiO2因其化学性高、分散性好、吸收紫外线能力强等,广泛用于化工、涂料、塑料、橡胶、纤维、造纸、油墨、搪瓷、电子等行业。
对其研究比较深的主要有传感器材料、催化剂载体、光催化剂、处理水和空气中的污染物、杀菌、太阳能电池原料以及通过贵金属沉积、离子掺杂、染料敏化、半导体复合等方法来改变其光学性质这几方面。
TiO2俗称钛白粉,无毒、无味、无刺激性、热稳定性好。
其晶相结构有四种:金红石(Rutile)、锐钛矿(Anatase)、板钛矿(Brookite)和无定形,其中以金红石型和锐钛矿型TiO2应用最为广泛[1]。
这两种晶型的TiO2硬度、密度、折光指数、光催化活性等都有所不同、两种晶型的相对含量对产品性能有较大的影响。
本文主要介绍纳米TiO2的制备和其应用的研究进展。
2.纳米TiO2的应用研究2.1 传感器材料TiO2作为敏感材料,制成传感器可检测H2、CO等可燃性气体和氧气。
特别是用作汽车尾气传感器,通过测定汽车尾气的氧含量,可以控制汽车发动机的效率。
目前研制的电阻型TiO2半导体氧传感器,以其体积小、结构简单、价格便宜而受到人们的关注[2]。
中南大学的李赛[3]将尿素酶(urease)固载于不同粒径(5nm,25nm,2.4 p m)的TiO2膜上,在350℃,pH为7的条件下采用电位法研究吸附在纳米多孔Ti02上的尿素酶的活性变化。
在钛丝基体上沉积一层纳米TiO2多孔膜,然后直接将尿素酶吸附在Ti02膜上。
基于Ti02膜的pH响应,发展了一种廉价的、易于微型化的pH敏尿素酶传感器。
金纳米的合成及应用金纳米是指尺寸在纳米尺度范围内的金微粒,一般指直径小于100纳米的金颗粒。
金纳米具有较大的比表面积和独特的物理、化学性质,使其在许多领域具有重要的应用价值。
金纳米的合成方法分为化学还原法、生物还原法、物理方法等多种方式。
下面将分别介绍金纳米的合成方法和应用。
一、金纳米的合成方法:1. 化学还原法:化学还原法是制备金纳米最常用的方法之一。
通过还原金盐溶液中金离子,可得到金纳米颗粒。
常见的还原剂有氢气、还原糖、硼氢化钠等。
该方法操作简单、成本低廉,可以控制金纳米颗粒的尺寸和形貌。
然而,化学还原法合成的金纳米往往需要使用有毒的还原剂,且合成过程中产生的废液处理不易。
2. 生物还原法:生物还原法利用微生物、植物或其代谢物来还原金离子,制备金纳米。
这种方法具有环境友好、生物可降解等优点。
目前,微生物合成金纳米的方法较为成熟,可以利用细菌菌株、酵母菌等微生物来合成金纳米。
植物合成金纳米的方法则包括提取植物组织中的金还原酶或利用植物提取物还原金离子。
3. 物理方法:物理方法包括热蒸发法、溅射法、溶液凝结法等。
例如,热蒸发法通过将金属蒸发到惰性气体或真空中,形成金膜,再利用物理方法将金膜剥离成纳米粒子。
这种方法合成的金纳米具有较高的结晶度和尺寸均一性。
二、金纳米的应用领域:1. 生物医学应用:金纳米在生物医学领域具有广泛的应用前景。
金纳米可以用作生物传感器,通过与生物分子的相互作用来检测疾病标志物。
此外,金纳米还可以用于癌症治疗方面,利用其在近红外光区域的表面等离子体共振效应,实现光热疗法,对肿瘤进行精确治疗。
2. 光学应用:金纳米具有表面等离子体共振效应,可以吸收和散射光线。
因此,在光学领域有着广泛的应用。
例如,金纳米可以用于增强拉曼散射光谱的灵敏度,用于检测微量物质。
此外,金纳米还可以用于光学透射电子显微镜(OTEM)等像超分辨显微技术,实现纳米尺度的成像。
3. 催化应用:金纳米具有优异的催化性能,可以用于催化反应。
药物纳米颗粒的制备及表征药物纳米颗粒是一种应用广泛的新型药物载体,具有较小的粒径和较大的比表面积,能够提高药物的溶解度、稳定性和生物利用度。
本文将介绍药物纳米颗粒的制备方法以及常用的表征技术。
一、制备方法1. 溶剂沉淀法溶剂沉淀法是一种常用的制备药物纳米颗粒的方法。
首先,将药物和载体溶解在有机溶剂中,形成混合溶液。
然后,在搅拌的条件下,将混合溶液缓慢滴入抗溶剂中,药物溶液中的有机溶剂会逐渐扩散到抗溶剂中,形成纳米颗粒。
2. 激光烧结法激光烧结法利用激光将药物固体颗粒加热至熔点,然后迅速冷却成固态纳米颗粒。
这种方法具有操作简单、制备时间短的优点,适用于多种药物的制备。
3. 胶束法胶束法是通过形成胶束来制备药物纳米颗粒。
首先,在水相中加入表面活性剂和辅助剂,形成胶束。
然后,将药物溶解在有机溶剂中,将有机溶液滴入胶束溶液中,药物溶液中的有机溶剂会逐渐扩散到胶束中,形成纳米颗粒。
二、表征技术1. 扫描电子显微镜(SEM)SEM是一种常用的表征技术,能够观察到药物纳米颗粒的形貌和表面形态。
通过SEM观察,可以获得颗粒的大小、形状等信息。
2. 透射电子显微镜(TEM)TEM是一种高分辨率的表征技术,能够观察到药物纳米颗粒的内部结构和形貌。
通过TEM观察,可以获得颗粒的粒径、晶体结构等信息。
3. 粒度分析仪粒度分析仪可以用来测量药物纳米颗粒的粒径分布。
该仪器通过光散射原理,可以快速、准确地确定颗粒的平均粒径以及粒径分布情况。
4. 红外光谱(IR)红外光谱可以用来确定药物纳米颗粒的化学成分。
通过对红外光谱的分析,可以确定药物颗粒中是否存在特定的官能团或化合物。
5. 热重分析(TGA)热重分析可以用来研究药物纳米颗粒的热稳定性和热分解行为。
通过热重曲线,可以了解颗粒在不同温度下的热解特性。
总结:药物纳米颗粒的制备和表征是药物纳米技术研究中的重要环节。
通过合适的方法制备纳米颗粒,并采用准确可靠的表征技术进行表征,能够为药物的研发和应用提供有力的支持。
药物制剂中纳米颗粒的制备与应用随着纳米科技的发展,纳米颗粒被广泛应用于药物制剂领域。
纳米颗粒具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,使其具有优异的药物传输和释放性能。
本文将对纳米颗粒在药物制剂中的制备方法及应用进行探讨。
一、纳米颗粒的制备方法纳米颗粒的发展促进了药物传输和释放的效率和选择性,而精确掌握纳米颗粒的制备方法对于药物制剂的开发至关重要。
目前常用的纳米颗粒制备方法主要包括溶剂沉淀法、乳化法、胶束法、凝胶颗粒法等。
1. 溶剂沉淀法溶剂沉淀法是制备纳米颗粒最常用的方法之一。
它通过溶剂中溶解活性成分,并在另一个不溶解活性成分的溶剂中形成纳米颗粒。
该方法适用于多种药物,制备过程简单且效果稳定。
2. 乳化法乳化法是一种通过乳化剂在较大相容溶剂中溶解活性成分,并与较小相容溶剂形成乳液的方法。
通过调整乳化剂的性质和溶剂的选择,可以控制纳米颗粒的粒径和分布。
乳化法制备的纳米颗粒具有高度稳定性,适合于口服、注射等多种给药途径。
3. 胶束法胶束法是一种通过表面活性剂形成的胶束结构来包裹活性成分的方法。
对于亲水性活性成分,通过选择合适的表面活性剂可以得到稳定的亲水性纳米颗粒;而对于疏水性活性成分,则可以在胶束内部形成微乳液结构,提高药物的溶解度和生物利用度。
4. 凝胶颗粒法凝胶颗粒法是制备纳米颗粒的一种新方法,通过凝胶颗粒的形成来包裹活性成分。
该方法不需要使用有机溶剂,适用于成环肽药物、蛋白质等易受有机溶剂干扰的化合物。
二、纳米颗粒在药物制剂中的应用纳米颗粒在药物制剂中的应用包括药物传输、药物释放、药物稳定性提高等方面。
下面将分别进行介绍。
1. 药物传输纳米颗粒可以通过改变其粒径、表面性质和药物分子的亲和力,提高药物在体内的生物利用度。
通过纳米颗粒的载体效应,药物分子的水溶性和脂溶性都能得到很好的平衡,从而提高药物在水相和脂相中的传输。
2. 药物释放纳米颗粒可以通过调控其制备方法和组成,实现药物的控制释放。
例如,通过改变纳米颗粒的粒径和表面性质,可以调节药物在纳米载体中的扩散和溶解速度,从而控制药物的释放速率和持续时间。
纳米材料在化工生产中的应用纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征,引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。
80年代初期纳米材料这一概念形成以后,世界各国对这种材料给予极大关注。
它所具有的独特的物理和化学性质,使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。
纳米材料的应用前景十分广阔。
近年来,它在化工生产领域也得到了一定的应用,并显示出它的独特魅力。
1. 在催化方面的应用催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用,它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。
大多数传统的催化剂不仅催化效率低,而且其制备是凭经验进行,不仅造成生产原料的巨大浪费,使经济效益难以提高,而且对环境也造成污染。
纳米粒子表面活性中心多,为它作催化剂提供了必要条件。
纳米粒于作催化剂,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。
纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10~15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂,特别是在有机物制备方面。
分散在溶液中的每一个半导体颗粒,可近似地看成是一个短路的微型电池,用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时,半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。
在电场作用下,电子与空穴分离,分别迁移到粒子表面的不同位置,与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
光催化反应涉及到许多反应类型,如醇与烃的氧化,无机离子氧化还原,有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成,固氮反应,水净化处理,水煤气变换等,其中有些是多相催化难以实现的。
半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。
例如纳米TiO2,既有较高的光催化活性,又能耐酸碱,对光稳定,无毒,便宜易得,是制备负载型光催化剂的最佳选择。
已有文章报道,选用硅胶为基质,制得了催化活性较高的TiO/SiO2负载型光催化剂。
Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒,对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂,可代替昂贵的铂或钮催化剂。
河南科技上工业技术INDUSTRY TECHNOLOGY一种好的制备方法,制备出来的纳米微粒应是粒径小而且分布均匀,所需设备也应尽可能的简单易行。
与传统的纳米颗粒的制备工艺相比,微乳液法制备纳米颗粒具有实验装置相对简单、操作容易、粒子尺寸可控、粒径分布窄、易于实现连续工业化生产等优点。
本文,笔者对微乳液的组成、结构及微乳液技术制备纳米颗粒的反应机理进行了较为详细地阐述,并着重介绍了反相微乳液在制备纳米颗粒上的具体应用。
一、微乳液的简介1943年Ho ar 和S chulman 用油、水和乳化剂以及醇共同配制得到一透明均一体系,当时他们并未称之为微乳液,直到1959年他们才将该体系命名为微乳液,此后微乳体系的研究和应用获得了迅速发展。
微乳液(micr oemulsion )通常是由油(通常为碳氢化合物)、表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、水(或电解质水溶液)四个组分在合适的比例下自发形成的均一稳定的各向同性的(如双折射性质、电解性质)、外观透明或者近乎透明的胶体分散体系。
其微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种液体的液滴构成。
微乳体系的分散相质点为球形,半径通常在10~100nm 范围,由于分散相尺寸远小于可见光波长,因此微乳液一般为透明或半透明的。
微乳液是热力学稳定体系,因而稳定性很高,长时间存放也不会分层破乳,甚至用离心机离心也不会使之分层。
微乳液的另一个显著特征是其结构的可变性大。
对于微乳液的结构,人们普遍认可的是Winsor 相态模型。
根据体系油水比例及其微观结构,可将微乳液分为四种,即正相(O/W )微乳液与过量的油共存(Winsor Ⅰ)、反相(W /O )微乳液与过量的水共存(Winso r Ⅱ)、中间态的双连续相微乳液与过量油、水共存(Winsor Ⅲ)以及均一单分散的微乳液(W insor Ⅳ)。
根据连续相和分散相的成分,均一单分散的微乳液又可分为水包油(O /W )即正相微乳液和油包水(W/O )即反相微乳液。
纳米材料的研究及应用纳米材料的讨论及应用纳米材料的讨论及应用魏方芳( 福建师范高校化学与材料学院重点试验室. 福建 3 0 0 ) 5 摘要: 介绍纳米材料的范围、定义、四个基本效应及应用领城。
关镶词: 纳来材并; 基本效应; 应用1 概述纳米材料是近年来进展起来的一种新型高性能材料。
纳米材料 ( 又称超微小粒) 是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统,依据其形象即为外表效应[ 。
主 1 3 要表现为熔点降低、比热增大。
超微颗粒的外表具有很高的活性,在空气中金属颗粒会快速氧化而燃烧。
如要防止自燃,可采纳外表包覆或有意识地掌握氧化速率,使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层,确保外表稳定化。
利用外表活性,金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。
态分为零维、一可维、二维和三维纳米材料t 。
l纳米材料的晶粒尺寸、晶界尺寸、缺陷尺寸均在l o nm 以下,随着晶格数量大幅度增加,材料的强度、韧性和超塑性都大为提高,对材料的电学、磁学、光学等性能产生重要的影响。
目前对纳米材料的定义为: 粒径为1一100nm 的纳米粉,直径为 1一10O 的纳米线,厚度为 1一lo n 的纳米薄 m n o m 2。
小尺寸效应 2 在肯定条件下,颗粒尺寸的量变,会引起颗粒的质变。
由于颖粒尺寸变小所引起的宏观物理性质膜,且现米应材 [ 。
并出纳效的料 1 22 纳米材料的基本特性纳米材料有四个基本的效应,即小尺寸效应、外表与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,因此消失常规材料所没有的一些特殊性能,如的改变称为小尺寸效应4]。
对超微颐粒而言,尺【寸变小,同时比外表积亦显著增加,从而产生一系列新颖的性质。
) 1 热学性质改变大尺寸固态物质经过超微小化后,发觉其熔点将显著降低,当颗粒小于 1 纳米量级时尤为显著。
0 例如,金的常规熔点为1 64℃,当颗粒尺寸减小 0 到 10 纳米尺寸时,则降低 27℃,2 纳米尺寸时的熔点仅为32 ℃左右; 银的常规熔点为67 ℃,而 7 0 超微银颗粒的熔点可低于100℃。
超临界流体技术在制备纳米微粒中的应用研究一、前言随着纳米科技的不断发展,研究人员对于纳米微粒的制备方法也越来越重视。
超临界流体技术是目前比较热门的一种制备纳米微粒的方法,其通过控制超临界流体的物理和化学性质来调控纳米微粒的制备过程,优点明显,得到了广泛的关注和应用。
本文将重点对超临界流体技术在制备纳米微粒方面的应用进行探讨。
二、超临界流体的基本概念与性质超临界流体是指高于其临界点温度和压力的流体状态,它具有介于气体和液体之间的性质。
与气体、液体和固体相比,超临界流体具有较高的扩散性、低粘度和高溶解力等独特的物理和化学性质。
在特定的温度和压力条件下,超临界流体的性质可以被调控来达到所需的目的。
三、超临界流体技术在制备纳米微粒中的优势1. 不使用有毒有害的溶剂在传统的化学合成方法中,通常需要使用大量的溶剂来达到纳米微粒的制备目的,但这些溶剂往往是有毒有害的,对于环境和人体健康都造成很大的威胁。
而超临界流体制备纳米微粒不需要使用溶剂,大大降低了有害物质的排放问题。
2. 制备高纯度的纳米微粒在超临界流体的制备过程中,由于没有其他物质的干扰,纳米微粒往往具有高纯度,不会受到其他杂质的干扰,保证了最终产品的质量。
3. 技术操作简单在超临界流体制备纳米微粒的过程中,不需要复杂的工艺操作和设备,制备成本相对较低,也方便了中小型实验室的应用。
四、超临界流体技术在制备纳米微粒中的应用1. 制备纳米材料超临界流体制备纳米材料的过程中,可以利用超临界流体的流动性和溶解性,控制反应的速率和温度等条件,从而得到所需大小的纳米材料,如氧化物纳米材料、金属纳米材料等,被广泛应用于催化、电极材料、磁性材料等方面。
2. 传统药物的包裹与改性药物的包裹和改性是超临界流体技术的另一个重要应用领域,在药物制剂中超临界流体技术可以通过控制超临界流体的物理和化学性质,从而实现药物的精准包裹和控制释放。
同样,超临界流体还可以用于传统药物的改性,如包裹药物以提高溶解度、稳定性等。