表面活性剂在纳米材料制备领域的研究概况
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表面活性剂在材料合成中的应用研究近年来,随着科学技术的不断发展,表面活性剂在材料合成中的应用越来越受到关注。
表面活性剂是一类能降低液体表面或界面的表面张力的物质,广泛应用于各种工业领域。
它们不仅可以作为合成材料的催化剂、模板和胶体调节剂,还可以在纳米材料、生物材料等方面发挥重要作用。
一、催化剂的制备表面活性剂在催化剂的制备中有着重要的作用。
以金属纳米颗粒为例,通过添加适量的表面活性剂,可以促进金属纳米颗粒的形成和稳定。
表面活性剂的存在可以控制纳米颗粒的大小、形状和分散度,从而调节催化剂的催化性能。
此外,表面活性剂还可以作为催化剂载体,为催化剂提供支撑和稳定的平台,提高催化剂的使用寿命。
二、模板合成表面活性剂在材料的模板合成中也起到了重要的作用。
模板合成技术是一种通过模板的空间约束将溶液中的原料转化为所需产品的方法。
通过选择合适的表面活性剂和控制反应条件,可以在表面活性剂的介导下合成出形状各异的材料。
例如,通过选择不同的表面活性剂和催化剂,在水相条件下可以合成出具有不同形状和孔径的介孔材料、纳米线、纳米球等。
这些材料在能源储存、催化剂载体、生物医药等领域有着广泛的应用前景。
三、胶体调节剂表面活性剂作为一种胶体物质,可以在溶液中形成微米级的胶体颗粒。
通过调节表面活性剂的浓度和溶液的pH值,可以控制胶体颗粒的形成和稳定性。
胶体颗粒在纳米材料的合成和组装中发挥着重要作用。
例如,通过控制胶体颗粒的浓度和表面活性剂的添加量,可以合成自组装的胶体颗粒结构。
这些自组装的结构可以作为模板,进一步合成出具有特定结构和性能的材料。
总结起来,表面活性剂在材料合成中的应用非常广泛。
它们不仅可以作为催化剂的制备剂和胶体调节剂,还可以在模板合成中发挥重要作用。
通过合理选择和调控表面活性剂的种类和浓度,可以实现对材料形貌、结构和性能的精确控制。
在未来的研究中,我们可以继续深入探究表面活性剂在材料合成中的应用,进一步拓展其应用领域,并不断提高合成材料的性能和稳定性。
第14卷第2期 皮 革 科 学 与 工 程 Vol 114,No 122004年4月L EATHER SCIENCE AND EN GIN EERIN GApr 12004文章编号:1004-7964(2004)02-0022-03收稿日期:2004-03-08基金项目:国家自然科学基金项目(50273030)和陕西省自然科学基金项目(2001H15)联合资助第一作者简介:储芸,女,1980年12月生,硕士研究生表面活性剂在纳米材料研究中的应用储芸,马建中(陕西科技大学资源与环境学院陕西咸阳712081)摘 要:综述了表面活性剂在纳米材料的制备、纳米粉体的分散以及在纳米材料的透射电镜检测法等方面的应用,说明了表面活性剂与纳米材料千丝万缕的联系,展示了表面活性剂在纳米材料领域广阔的应用前景。
关键词:表面活性剂;纳米材料;应用中图分类号:TQ423,TB383 文献标识码:AApp lication of Su rfactant in N ano 2scale M aterial R esearchCHU Y un ,M A Jian 2z hong(College of resource and envi roment ,S haanxi U niversity of Science &Technology ,Xianyang ,712081Chi na )Abstract :The application of surfactant on the preparation of nano material ,dispersion of ul 2trafine nano powder ,and the determination of nano 2scale material by TEM (Transmission Electron Microscope )etc.were summarized in this paper.It showed the tight correlation between the surfactants and the nano 2scale materials.The excellent performance of surfac 2tant endowed it with wide application in the field of nano 2scale materials.K ey w ords :surfactant ;nano 2scale material ;application引言表面活性剂是精细化工的重要产品,素有“工业味精”之称。
卢少元:男,1982年,硕士研究生 T el:021 ******** E ma il:liang carely@表面活性剂在纳米氧化铝制备中的应用研究卢少元,贺蕴秋(同济大学材料科学与工程学院无机非金属材料研究所,上海200092) 摘要 回顾了近年来国内外对于表面活性剂在氧化铝制备过程中的应用研究现状,结合氧化铝制备中中间产物的研究成果,综述了阴离子、阳离子表面活性剂对纳米氧化铝颗粒大小、形貌以及孔结构等的控制作用。
分析了吸附机理以及各种因素如表面活性剂物性、溶液pH值、离子强度等对吸附作用的影响。
在此基础上探讨了表面活性剂在该领域的应用前景。
关键词 纳米氧化铝 表面活性剂 吸附机理 形貌 孔结构Application of Surfactant to Synthesis of Nano aluminaLU Shaoyuan,HE Yunqiu(Inst itute of Inor ganic M ater ials,Schoo l o f M aterials Science and Engineer ing,T ongji U niv ersity,Shang hai200092) Abstract T his paper r ev iew s the pr og ress of the application o f all kinds o f sur factants on alumina in the near bining the results in study ing the precursor s of alumina ox ide,it analy zes the influence on the size,mor pha and po re str ucture o f alumina with t he sor ts of surfactant.It summarizes adso rption mechanism.Sev eral influence fac to rs such as phy sicochem ical pro per ties of adso rbates,pH o f the so lutio n as w ell as io nic str eng th are discussed in de ta il.Based o n t hese studies,w e prospect the t rend of the application of surfactant s to synthesis o f nano a lumina.Key words nano alumina,sur factant,adsor pt ion mechanism,mor pha,por e st ructur e氧化铝粉体材料由于其耐高温、耐化学腐蚀、耐磨、导热系数高等特性一直备受关注。
表面活性剂下制备ZnO纳米棒的介绍表面活性剂下制备ZnO纳米棒的介绍摘要:ZnO纳米材料因其优良的物理化学性质在在各个方面都广泛的应用。
本文介绍了在低温水溶液中,使用表面活性剂能成功合成单分散的ZnO纳米棒。
这种方法不需要高温煅烧,添加表面活性剂例如水合联氨和油酸钠就能合成六方晶相纤锌矿结构的ZnO粉末。
本文主要对ZnO纳米棒的结构和构型、晶体生长机理进行综述。
关键词:ZnO纳米棒表面活性剂晶体生长机理引言目前,ZnO在紫外探测器、紫外半导体激光器、透明导电薄膜、ZnO异质结、场发射、液晶显示和稀磁半导体等方面具有广泛的应用前景,使得ZnO成为继氮化镓、碳化硅之后光电子技术中的又一热点研究领域[1]。
区别于传统大尺寸材料,低维度的ZnO纳米材料如纳米线、纳米棒和纳米带,具有很多良好的物理化学性能。
它因为具有优良的介电、铁电[2,3]、压电、热电性能,所以在光催化、化学传感器、记忆电阻器和光电方面有广泛应用,。
此外,宽的禁带宽度(3.37eV)、高激子束缚能(60meV)和高表面体积比[4,5]使一维(1D)ZnO纳米晶体被公认为一种在紫外区[6]的光子材料。
因此,合成不同形态和尺寸的一维ZnO纳米结构在基础理论研究和新型设备发展当面具有重大发展意义[7,8]。
到目前为止,合成ZnO 纳米材料的方法主要有水热法[9]、模板法、溶胶凝胶法[10]、气固液相生长法、金属有机气相外延生长法、磁控溅射法[11]、电化学沉积法等[12]。
液相法处理温度低、成本低、效率高和具有扩大生产潜力。
为了得到分散的纳米粒子,表面活性剂往往起着重要的作用。
因为晶体生长过程中,溶质的扩散过程是晶体形成速率的控制步骤,而表现活性剂可以减缓溶质在晶核表面的扩散速度。
此外,表面活性剂可以均匀地吸附在晶体表面作为形状主导者[13]。
1 纳米棒的结构和构型通过酸性、中性、碱性条件下对比实验,得出碱性条件为形核的重要因素;通过分析不同水热时间ZnO纳米棒的形核和长大过程,实验得出60℃碱性条件下,ZnO纳米棒的表观生长速率约为0.7 μm / h,表观形核时间约为3 min;光催化活性随着水热时间的增加而增强[14]。
表面活性剂辅助球磨工艺在纳米稀土永磁材料制备中的应用摘要:利用表面活性剂辅助球磨工艺制备纳米稀土永磁材料,不但可以获得更佳的粒度分布,还可以使材料的矫顽力和各向异性性能得到显著提升,因此有巨大的应用潜力。
本文从表面活性剂辅助球磨工艺在纳米稀土永磁材料制备中的发展历程出发,对该项技术的研究现状、典型应用和发展前景进行了详细说明。
关键词:表面活性剂;高能球磨;纳米稀土永磁材料;矫顽力;各向异性1 引言稀土永磁材料是一种在能源、机械、电子、化工等领域广泛应用的高性能功能材料,多数采用粉末冶金工艺生产,粉料的精磨是该工艺的核心环节,传统的方法是在惰性气体保护下以有机液体为介质进行球磨或者采用气流磨。
表面活性剂在球磨工艺尤其是在以机械合金化为目的的高能球磨工艺中的作用早已被人们重视,在永磁材料的制备方面,日本也早在制备高性能永磁铁氧体行业中采用过表面活性剂辅助球磨工艺,具体是在多级循环细磨过程中使用油酸做表面活性剂以减少颗粒之间的磁凝聚,但对于纳米稀土永磁材料的制备,表面活性剂辅助球磨工艺被重视和使用的时间还比较短。
2 研究历程和现状一般认为,是2006年,由V. M. Chakka等人首先开展并奠定了表面活性剂辅助球磨工艺在纳米稀土永磁材料制备中的研究基础。
该小组在表面活性剂和有机溶剂介质条件下使用球磨法成功制备了粒径更加细小且粒度分布更窄的FeCo、SmCo和NdFeB系纳米稀土永磁材料,其后基于矫顽力和各向异性机理而不断展开各种研究。
Nilay G. Akdogan等人用庚烷做球磨介质,用油酸做表面活性剂,高能球磨制备了矫顽力大幅提升的各向异性Sm-(Co,Fe)和PrCo5系纳米颗粒后,又采用两级球磨制备了Nd2Fe14B,即先在不添加表面活性剂的情况下球磨,再在添加表面活性剂的情况下球磨,通过控制球磨时间来调节形状粒度,分别得到矫顽力为4k0e的方形纳米颗粒和矫顽力为2.5k0e的球形颗粒。
Cui B.Z等人使用辅助球磨工艺在无需后续退火处理的情况下一步制备各向异性SmCo5纳米片,并研究了表面活性剂OA(油酸)的用量对纳米结构的影响,主要是团聚和分散性,其后又与LY Zheng等人继续研究了油胺、三辛胺、油酸等不同表面活性剂对SmCo5纳米片的结构和形貌的影响,认为油胺和油酸在纳米片形成过程中作用相似。
表面活性剂在纳米技术中的应用研究随着科技的不断进步和发展,纳米技术已经逐渐成为人们眼中的热门话题。
纳米技术是什么呢?纳米技术是一门专门处理和研究纳米材料的技术,它研究的是在纳米尺度下的物质的性质,并对其使用进行操作和制造。
而在纳米技术中,表面活性剂也是一个重要的研究领域。
那么,表面活性剂在纳米技术中有哪些应用呢?本篇文章将从纳米材料的性质、表面活性剂的作用、纳米技术中表面活性剂的应用三个方面进行探讨。
一、纳米材料的性质在纳米尺度下,由于表面积和界面现象因素的影响,物质的性质和性能都会发生很大的变化。
例如,纳米粒子的比表面积比普通材料更大,电子和离子的运动方式也有所不同,这些都为处理及进行改性提供了很好的基础。
二、表面活性剂的作用表面活性剂是指一类可以吸附在界面上,降低界面张力并改变界面性质的化学物质。
表面活性剂中的两端,一端的亲水性使其能够和水相相容,在水中形成“头”,另一端则是疏水性的,使其能够和油或其他疏水性液体相容,在疏水相中形成“尾”。
表面活性剂具有很好的分散、乳化和表面调节效果,能有效地调节纳米材料的粒径分布和表面性质。
三、纳米技术中表面活性剂的应用1. 纳米颗粒制备通过表面活性剂对纳米粒子进行改性,可以使纳米颗粒更好地分散在溶液中,并且粒径分布更为均匀。
同时,还可以通过调节表面活性剂的种类和用量来精细调控纳米颗粒的形貌和表面性质。
2. 纳米复合材料制备利用表面活性剂对不同的纳米材料进行复合,可以制备出具有良好性能和稳定性的纳米复合材料。
表面活性剂还可以通过改变纳米材料间的相互作用力,提高纳米复合材料的力学性能和导电性能等。
3. 纳米药物制备表面活性剂还可以用于纳米药物制备。
通过控制表面活性剂的存在和用量,可以制备出稳定的纳米药物载体,并且可以将表面活性剂与药物进行结合,提高药物的生物利用度。
总结表面活性剂作为一种重要的界面调节剂,在纳米技术中发挥了重要的作用。
通过表面活性剂的应用,可以使纳米材料更好地进行处理和改性,从而更好地发挥其应用价值。
基于表面活性剂调控的金纳米颗粒制备表面活性剂是一类具有柔软分子结构的化合物,可以在液体表面降低表面张力,调节表面性质。
依靠表面活性剂的功能,科学家们研制出了许多在工业、生产中应用广泛的技术。
其中,通过表面活性剂调控制备金纳米颗粒具有广泛的应用前景。
第一部分:金纳米颗粒的制备金纳米颗粒具有独特的光学、电学、热学等性质,被广泛应用于生物医学、光电子学等领域。
为了制备粒径均一、结构规整的金纳米颗粒,一些高效的制备方法被提出,比如化学还原法、微波照射法等。
然而,这些方法需要使用有毒有害的化合物和条件,不能满足绿色制备的要求。
第二部分:表面活性剂作为调控金纳米颗粒制备的工具利用表面活性剂制备金纳米颗粒成为一种新型的绿色制备方法,具有简单、绿色、高效等优点。
其中,表面活性剂可以作为催化剂、反应介质、还原剂等,参与到制备金纳米颗粒的过程。
表面活性剂可以降低还原剂和金离子之间的自由能,促进金离子的还原形成金纳米颗粒。
同时,表面活性剂还能调控金纳米颗粒的形状和大小等特性。
比如,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,可以制备出球形、六边形、星形、杆状等形状不同的金纳米颗粒。
第三部分:表面活性剂调控金纳米颗粒制备的机制表面活性剂可以影响金纳米颗粒的制备机制和过程。
以CTAB为例,它可以在溶液中形成胶束,将金纳米颗粒包裹在胶束中,形成一个类似于微反应器的环境。
在此环境中,金离子能够均匀分布在胶束中,而不被聚集在一起。
在还原反应中,CTAB还可以充当还原剂,与还原剂一起将金离子还原生成金纳米颗粒。
此外,表面活性剂还可以调解反应活性中心的形成和演化,从而影响金纳米颗粒的晶型和形状。
比如,当以十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂制备金纳米颗粒时,SDS的羟基可以吸附在金纳米颗粒表面,形成一层完整的覆盖层,从而强化晶体的表面能量,使金纳米颗粒形状变为六方晶。
结论表面活性剂在制备金纳米颗粒中具有独特的作用和优点,有望成为新型的、绿色的制备方法。