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微波辅助的多元醇法合成CoNi纳米材料_英文_

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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。

爆轰法制备纳米石墨粉

摘要 爆轰法是一种新颖的制备纳米材料的方法。近几十年来,许多研究工作者利用爆轰法在高温高压条件下制备出了金刚石,石墨,氮化硼等纳米材料。本文主综述了纳米石墨粉的特性、用爆轰法合成纳米石墨的机理、对于纳米石墨粉的制备工艺、对于纳米石墨粉XRD及拉曼的测试分析结果,并且提出了对于这种新材料在未来的应用前景。 关键词:爆轰法,纳米石墨粉,XRD和拉曼测试,应用前景

Abstract As a novel method, detonation method has been used to prepare many kinds of nanosized material, such as diamond, graphite and boron nitride in the last several decades. This article mainly reviewed the mechanism, the summary of the synthesis processes, the properties of nanosized Graphite via detonation method, the analyzed results with XRD and Raman. Finally, there are some suggestions and the in-depth research or prospects on applications of detonation method and nanosized Graphite. Keywords:Detonation method, Nanosized Graphite, The test with XRD & Raman, The prospects of the nanosized Graphite

一纳米氧化镁为模板一步法制备多级孔炭材料

第一部分文献综述 1.1 多孔炭的研究背景与意义 伴随着全球经济的快速发展和科技水平的进步,煤、石油和天然气等化石燃料消耗逐年增加,日渐枯竭,并且化石燃料的利用造成严重的环境污染,如温室效应、酸雨、大气颗粒物污染、臭氧层破坏和生态环境破坏等。人类正面临着资源短缺、环境污染、生态破坏等迫切需要解决的问题,全球经济和会的可持续发展也面临着严峻的考验。人们迫切需要开发利用新能源和可再生清洁能源来解决日趋短缺的能源问题和日益严重的环境污染。 化学储能装置具有使用方便,性能可靠,便于携带,容量、电流和电压可在相当大的范围内任意组合和对环境无污染等许多优点,在新能源技术的开发和利用中占有重要地位。储氢、储锂和超级电容器等储能装置的电极材料的研究成为材料研究中的热点。在所有的储能材料中,多孔碳材料由于具有大的比表面积,均一的孔径分布,孔结构可调等优点,是迄今为止最理想的储能材料。除此之外,多孔碳材料由于具有均匀的孔径分布,吸收储存气体和液体性能也非常优秀,常被应用于环境保护,制药和化工等领域,作为有毒气体和液体的净化吸收剂。 在近十几年间,有关多孔碳材料方面的报告和论文大批量在国际会议和国际学术刊物上发表,表明多孔碳材料已经成为当今科学界的研究热点。经过科研人员多年不断的试验研究,大批量孔径尺寸分布均匀且可以调控、结构组成可以变化、排列样式和孔道形态多种多样的多孔碳材料可以通过各种各样的合成方法被制备出来。尽管人们已经取得了许多成果,但是多孔碳材料仍然存在许多不足,需要我们去探索和解决,多孔碳材料的性能与实际应用有一定的差距,也有待进一步提高。未来仍然需要我们不断努力去开发成本低,制备过程

模板合成法制备纳米材料的研究进展

收稿日期:2006-11-28 江苏陶瓷 JiangsuCeramics 第40卷第3期2007年6月 Vol.40,No.3June,2007 0 前言 纳米微粒因其特有的表面效应、量子尺寸效应、 小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等导致其产生了许多独特的光、 电、磁、热及催化等特性,在许多高新科技领域如陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等方面有广阔的应用前景和重要价值。作为纳米材料研究的一个重要方向,探索条件温和、形态和粒径及其分布可控、产率高的制备方法是这方面研究的首要任务。 目前已经发展了很多制备方法[1],如:蒸发冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法等物理方法和气相沉积法、溶胶-凝胶法、沉淀法、水(溶剂)热法和模板法等化学方法,其中模板法因具有实验装置简单、操作容易、形态可控、适用面广等优点,近年来引起了人们的极大兴趣。 模板法的类型大致可分为硬模板和软模板两大类。硬模板包括多孔氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、分子筛、以及经过特殊处理的多孔高分子薄膜等。软模板则包括表面活性剂、聚合物、生物分子及其它有机物质等。利用模板合成技术人们已经制得了各种物质包括金属、 氧化物、硫化合物、无机盐以及复合材料的球形粒子、一维纳米棒、纳米线、纳米管以及二维有序阵列等各种形状的纳米结构材料。本文将简要介绍近年来国内外利用模板法制备纳米结构材料的一些进展[2]。 1 硬模板法制备纳米材料 这种方法主要是采用预制的刚性模板,如:多孔 阳极氧化铝膜、二氧化硅模板法、微孔、中孔分子筛(如MCM-41、SBA-15等)、 碳纳米管以及其它模板。1.1多孔阳极氧化铝法 多孔氧化铝膜是近年来人们通过金属铝的阳极 电解氧化得到的一种人造多孔材料,这种膜含有孔径大小一致、 排列有序、分布均匀的柱状孔,孔与孔之间相互独立,而且孔的直径在几纳米至几百纳米之间,并可以通过调节电解条件来控制[3]。利用多孔氧化铝膜作模板可制备多种化合物的纳米结构材料,如通过溶胶-凝胶涂层技术可以合成二氧化硅纳米管,通过电沉积法可以制备Bi2Te3纳米线[4]。这些多孔的氧化铝膜还可以被用作模板来制备各种材料的纳米管或纳米棒的有序阵列,如:TiO2、In2O3、Ga2O3纳米管阵列,BaTiO3、PbTiO3纳米管阵列,ZnO、MnO2、 WO3、Co3O4、V2O5纳米棒阵列以及Bi1-xSbx纳米线有 序阵列等[1]。 1.2二氧化硅模板法 分子筛MCM-41二氧化硅和通过溶胶-凝胶过 程形成的二氧化硅都可用作纳米结构材料形成的模板,其中MCM-41为介孔氧化硅模板,它具有纳米尺寸的均匀孔,孔内可形成有序排布的纳米材料,属于外模板,而溶胶-凝胶法形成的二氧化硅胶粒则属于内模板,在其上形成纳米结构材料,最后二氧化硅用氢氟酸溶解除去。 2002年Froba等报道了在中孔的分子筛MCM-41二氧化硅内部形成有序排布的Ⅱ/Ⅵ磁性半导体 量化线Cd1-xMnxS。2003年Zhao等报道以In(NO3)3为原料,以高度有序中孔结构的表面活性剂SiO2为模板剂和还原剂,采用一步纳米浇铸法合成了高度有序的单晶氧化铟纳米线阵列。2002年Dahne等以三聚氰胺甲醛为第一层模板,利用逐层(LbL)方法制备了PAH/PSS交替多层膜覆盖的三聚氰胺甲醛粒子,在PAH/PSS交替的多层膜上进一步通过溶胶-凝胶方法覆盖上二氧化硅作为第二层模板,再利用LbL方法制备PAH/PSS交替的多层膜,然后用盐酸溶解 模板合成法制备纳米材料的研究进展 黄 艳 (陕西科技大学材料科学与工程学院,咸阳710021) 摘 要 介绍了近年来国内外利用氧化铝、二氧化硅、碳纳米管、表面活性剂、聚合物、生物分子等作模板制备多种物质的纳米结构材料的一些进展。关键词 模板法;纳米材料;合成 1

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

爆轰法制备纳米超微金刚石

2014年第2期甘肃石油和化工2014年6月爆轰法制备纳米超微金刚石的最新进展 刘世杰 (甘肃兰金民用爆炸高新技术公司,甘肃兰州730020) 摘要:近年来,纳米金刚石性质的研究和功能开发利用已经成为热门,但由于我国在该领域的 研发起步晚、条件差等客观因素的存在,虽取得了一些成绩,但是与其它国家相比,依然整体处 于落后水平。本文主要综述了爆轰法合成纳米超微金刚石的发展历程、制备方法、工艺条件、发 展趋势并对存在的一些问题提出了建议。 关键词:炸药;爆轰;纳米金刚石;石墨;发展前景 1前言 纳米超微金刚石(Ultrafine Diamond,缩写为UFD)是一种颗粒尺寸和形状特异的工业金刚石,这类金刚石的颗粒尺寸在0.5-10.0nm之间,平均尺寸为4-5nm,大部分颗粒尺寸在2-8nm之间[1]。UFD既有金刚石的特性,又具有纳米材料的特性,因此它的应用领域极其广泛。目前,人们对纳米材料的研究已经渗透到许多研究领域。纳米结构材料的研究已成为跨世纪材料学的研究热点,这种材料被誉为“21世纪最有前途的功能材料”。通过结合应用需求进行金刚石颗粒与形貌的再加工、表面官能化,实现颗粒在应用介质中的均匀与稳定分散,是金刚石纳米晶的应用基础。在这个基础上开展研究,有利于发挥金刚石粉体的优良性能,并推动这种粉体材料在高端技术领域的应用。纳米金刚石在高强、耐磨纳米复合材料,高精密研磨抛光,纳米流体,纳米润滑和生物医药等领域都有较好的表现。它的制备技术有石墨高压相变法、等离子体化学气相沉积法[2]、冲击波压缩技术、催化热解法、静态高压高温合成法、动态超高压高温合成法、低压气象沉淀法以及20世纪80年代新出现的炸药爆炸法。 2爆轰法制备纳米超微金刚石 2.1爆轰法制备纳米超微金刚石 爆轰合成纳米金刚石通常采用梯恩梯(TNT)和黑索金(RDX)炸药为原料,并在1个充有惰性介质的密闭容器中进行爆轰反应,使未被氧化的自由碳原子在瞬时超高温高压作用下转变为纳米金刚石。陈鹏万等[3]采用注装TNT/RDX(50/50)混合装药,爆炸前在爆炸容器中充惰性保护气体或者在药柱外包裹有保压和吸热作用的水、冰或热分解盐类,收集爆炸后得到的黑粉,用强氧化剂除去其中的石墨、无定型碳等非金刚石相杂质,清洗、烘干后便可得到浅灰色纳米金刚石粉末(UFD)。利用爆炸法制备的超细金刚石采用浓硝酸和浓硫酸混合液的沸腾处理及氢氟酸水浴处理后,除了残留极少量无定形碳外,基本除去了超细金刚石以外的杂质。 2.2爆轰法制备纳米金刚石合成机理 纳米金刚石生成机理的探讨随着纳米金刚石的生产研究同时进行。周刚博士提出了“碳液滴”模型,认为碳元素在爆轰环境中被还原成碳原子,未被氧化的部分经过聚集、晶化等形成金刚石[4];李世才提出了纳米金刚石的尺寸由爆温限制[5];陈权博士提出爆轰产物中石墨要在爆轰反应区中和 收稿日期:2014-06-20 作者简介:刘世杰(1986-),男,甘肃白银人,助理工程师,现从事高能气体压裂技术服务及爆破工作。

电化学在制备纳米材料方面的应用

电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要:应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类,着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法,并对其应用前景做了展望。 关键词:电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术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。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。当材料的粒子尺寸小至纳米级时,材料就具有普通材料所不具备的三大效应:(1)小尺寸效应,指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时,其周期性的边界条件将被破坏,光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应;(2)表面效应,指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小,表面能高,位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小,表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加,原子配位不足及高的表面能,使得这些表面原子具有高的活性,极不稳定,使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性;(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现,一些宏观量,如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应,称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应,才使它表现出:(1)高强度和高韧性;(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点;(3)异常的导电率和磁化率;(4)极强的吸波性;(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 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。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中,机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高,生产成本高;化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域,同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂,具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质,但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比,电化学制备方法主要具有以下优点:1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多;2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控,在技术上困难较小、工艺灵活,易于实验室向工业现场转变;3、常温常压操作,避免了高温在材料内部引入的热应力;4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长,可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理,并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比,电沉积法具有以下优点:(1)晶粒尺寸在1~100 nm内;(2)

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。

硝酸铈爆轰制备球形纳米CeO2颗粒-爆炸与冲击

第29卷第1期爆炸与冲击V o l.29,N o.1 2009年1月E X P L O S I O N A N DS HO C K WA V E S J a n.,2009 文章编号:1001-1455(2009)01-0041-04 硝酸铈爆轰制备球形纳米C e O 2颗粒* 杜云艳,李晓杰,王小红,闫鸿浩,孙贵磊,江德安 (大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023) 摘要:以硝酸铈为原料,利用爆轰合成方法制备了C e O2纳米粒子三采用X R D和T E M对爆轰产物进行了检测和表征,并考察了尿素和亚硝酸钠对爆轰产物形貌的影响三3次实验结果表明,实验所得的C e O2晶体均为立方莹石结构,粒径分别为45二64二33n m三比较发现:混合炸药中加入尿素后,颗粒外观呈球形;混合炸药加入亚硝酸钠后,颗粒直径较小三 关键词:爆炸力学;纳米C e O2;爆轰合成;硝酸铈;尿素 中图分类号:O389;O614.33;T F123.7国标学科代码:130四35文献标志码:A 1引言 纳米C e O2具有广泛的用途[1],可以用于抛光二汽车尾气净化二作为发光材料二电子陶瓷等三其中球形纳米二氧化铈由于具有化学反应和机械研磨的双重抛光作用,因而抛光速度快,对晶面伤害小而在研磨磨料中具有重要的地位[2]三目前制备纳米C e O2的方法有很多,但制备球形纳米二氧化铈的报道并不多见三现有的制备球形纳米C e O2的方法有机械活化法[3]二水热晶化法[4]二喷雾燃烧法[5]三机械活化法因为有高温煅烧过程,粒子容易团聚,分散性差;水热晶化法要用到高压反应釜设备,投资大;喷雾燃烧法设备要求高,产量低;所以有必要进一步探索新的合成方法三 考虑到爆轰合成具有工序简单,爆轰时易于生成纳米球形颗粒[6-8]的特点,本文中选用较廉价的硝酸铈作为C e O2前驱体,采用爆轰合成的方法,对合成球形纳米C e O2进行了初步探索三以下共有3个实验,实验1只采用硝酸铈和泰安炸药两种成分,以确定未添加物时的爆轰合成效果三由文献[8]可知,在当采用硝酸铝和尿素混合后,再与黑索金制成混合炸药,爆轰后,所得纳米氧化铝外观呈球形,所以实验2中加入了尿素,以观察尿素可否对球形纳米C e O2的形成也起作用三由文献[3]可知,在碳酸铈的球磨过程中,加入氯化钠,可以起到助磨和阻聚的作用;考虑到若是在混合炸药中加入氯化钠,是否也能在纳米C e O2的生成过程中起到阻聚的作用?但是由于氯离子有强烈的腐蚀作用和毒副作用,所以本文中选用亚硝酸钠,因为亚硝酸钠在高温下会分解生成碳酸钠,而且亚硝酸钠是氧化剂,可以补偿炸药的负氧平衡,故在实验3中加入了亚硝酸钠三 2实验 2.1爆炸合成方法与检验方法 将预制好的药柱利用吊线悬挂在爆炸容器中心,如图1所示,然后接好导线,将爆炸容器密封好,用电雷管将药柱引爆三爆轰反应后,待纳米C e O2沉淀完毕,利用左侧的排气孔将废气排出,然后打开右侧的罐盖,收集爆炸罐内壁及底部沉淀的纳米C e O2粉末三采用X R D-6000型X射线衍射仪分析样品粒子的晶型和晶粒度,测定条件为C u靶(Kα,λ=0.15406n m),管电压40k V,管电流30m A,扫描速度4?/m i n,扫描范围20?~100?;采用J E M-100C XⅡ型透射电镜分析样品粒子的形貌及大小三 *收稿日期:2007-09-24;修回日期:2007-12-03 基金项目:国家自然科学基金项目(10572034,10602013) 作者简介:杜云艳(1981 ),女,硕士三

硫酸亚钛爆轰制备纳米TiO2粒子

助锨财抖2006年第11期(37)卷硫酸亚钛爆轰制备纳米Ti02粒子。 曲艳东,李晓杰,张越举,孙贵磊,王小红 (大连理工大学工程力学系工业装备与结构分析国家重点实验室,辽宁大连116023) 摘要:以硫酸亚钛,氨水,硝酸铵和黑索金炸药为主要原料,结合沉淀法和爆轰技术对爆轰合成纳米二氧化钛进行了研究,同时利用X射线粉晶衍射仪(XRD)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对爆轰灰及经过在空气中500℃,lh处理后的爆轰灰进行测试分析,结果表明:收集的爆轰灰是以金红石和锐钛矿相的二氧化钛为主粒径为(30士10)nm的球形超微粉,同时含有少量的杂质(Ti,o。。和C),经过500℃,1h的热处理除杂后,制备的二氧化钛纳米粉末仍为金红石和锐钛矿相组成的混晶,金红石相和锐钛矿相的相对含量比为9:1,二氧化钛晶粒有轻微长大现象。 关键词:爆轰法;沉淀法;光催化剂:纳米Tioz 中图分类号:TB34文献标识码:A文章编号:1001—9731(2006lll一1838—03 1引言 近几十年来,利用半导体材料催化氧化环境中的污染物的研究引起了研究者的广泛关注[1]。其中比较广泛研究的半导体光催化剂主要有TiO。、PbS、CdS、Sn02、Zn0、M003、SrTi03、V205、W03和MoSi2等。在这些半导体催化剂中Ti02、CdS和ZnO的催化活性最高,但是CdS、Zn0在光照射时不稳定,光阳极腐蚀而产生的Cd抖、Zn2+对生物有毒性,对环境有害。二氧化钛光催化材料以其价廉无毒、物理化学性能稳定、氧化性强和催化活性高的特点成为了一个人们关注的焦点。二氧化钛具有广泛的应用前景,因此其微粉和纳米粉体的制备研究也比较广泛。目前关于二氧化钛的制备研究已经有很多种合成方法,其中常用的如:水解法[21、溶胶一凝胶法[3|、水热法‘引、沉淀法‘引、微乳液反应法[63等。常用的二氧化钛前驱体是钛醇盐,如钛酸丁酯H],钛酸乙酯[73和钛酸四异丙酯皿3;除醇盐外,四氯化钛[2.6],硫酸氧钛【93或硫酸钛[103等也用来制备二氧化钛微粉,纳米粉体和薄膜。但是目前这些制备技术还主要是处于实验研究阶段,真正应用于工业化生产之中还是比较少。目前工业中生产二氧化钛微粉主要是以金红石矿、锐钛矿、板钛矿、钛铁矿以及钛渣为主要原料利用硫酸法和氯化法制备[1¨。硫酸法是应用最早并且现在还一直沿用的方法,但是它对废酸和排出的废气等公害处理的设备需要很高的费用,同时实现连续操作方面尚待改进;而氯化法是一种直到20世纪50年代后期才开始实现工业化的新方法,它主要是用来生产锐钛矿和金红石相的混晶粉体。如何制备高性能的二氧化钛纳米晶,特别是探询适合工业化大规模生产应用的超细二氧化钛制备方法,仍然是一个重要的研究课题。本文以硫酸亚钛为主要原材料,加入适量的添加剂(NH。?H:O,NH。NO。),结合沉淀法和爆轰技术利用黑索金(RDX)炸药进行了爆轰合成纳米二氧化钛的研究,并对原始的爆轰灰以及热处理后的爆轰灰的粒径及晶相采用X射线衍射分析测定,其粒径分布以及形貌采用高分辨透射电镜(HR—TEM)进行了性质表征。爆轰法制备纳米粉体具有生产设备低廉,生产工艺比较简单,生产成本低,污染小,易于控制等优点,它有望成为一种适于工业化生产的制备纳米材料的合成方法。据我们所知,迄今为止,除了我们研究室利用工业偏钛酸进行爆轰法制备纳米二氧化钛[1幻的实验研究外,国内外尚没有它科研单位报道过利用其制备超细二氧化钛粉体。但是工业偏钛酸制备的二氧化钛粉体颗粒大小不均匀,无规则的几何形状,团聚现象比较严重[121。本文利用爆轰法以硫酸亚钛为前驱体,制备出了的粒径为(30±10)nm的球形二氧化钛超微粉体,颗粒分布比较均匀。 2实验 2.1化学试剂 硫酸亚钛(Ti:(SO。)。,CP,上海南汇营房化工厂)、氨水(NH。?H。O,AR,河北冀州东风福利化工有限公司)、硝酸铵(NH。NO。,AR,天津市幅晨化学试剂厂)和RDX(C。H。N60。)。 2.2试验设备 用TecnaiG220s-Twin型高分辨透射电镜对样品颗粒的形貌及大小进行分析;采用XRD6000型X射线衍射仪对粒子的晶型进行分析,测定条件:Cu靶(Ka,A=o.15406nm),管电压为40kV,管电流为30A,扫描速度为4。/min,扫描范围为20~80。。 2.3制备过程 按照比例分别量取一定量的去离子水和硫酸亚钛(Tiz(SO。)。)溶液,然后将此溶液稀释成一定浓度的溶液,再向稀释的溶液中慢慢加入适量的浓氨水,不断搅 -基金项目:国家自然科学基金资助项目(10172025,10572034);辽宁省自然科学基金资助项目(20042161)收到初稿日期:2006一06一05收到修改稿日期:2006一08-2l通讯作者:李晓杰 作者简介:曲艳东(1978一).男(蒙古族),河北承德人.博士研究生,师从李晓杰教授,从事爆轰合成纳米无机材料研究。  万方数据 万方数据

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

爆轰法合成纳米碳材料的研究

爆轰法合成纳米碳材料的研究 李晓杰,罗宁,闫鸿浩,王小红 (工业装备结构分析国家重点实验室,大连理工大学) 摘要:本文主要回顾了近三十年来,世界各国学者们从事爆轰法在合成纳米材料领域的研究进展。从爆轰法合成纳米金刚石、富勒烯碳、碳纳米管、纳米石墨材料至碳包覆金属复合纳米材料等,合成出了从单质到复合材料等形式多样的纳米碳材料。本课题组以爆炸加工技术为基础,独立并创新性地采用爆轰法合成纳米碳材料方面也取得一定的进展和成果,作此文与同行们共同交流、探讨、共同分享。 Abstract: In this paper, we review that the scholars in all over the world who engaging in detonation synthesizing of nanometer materials in the last 30 years. From the nanodiamond,Fullerene, carbon nano tube to carbon-encapsulated metal nanometials and so on, these nanomaterials were prepared by a detonation method. On that basis of detonation technique, we have achieved complete success and made progress and results in carbon nanographite materials.The paper was composed for the purpose of communication and share with other researchers. 关键词:爆轰法;纳米碳材料;纳米金刚石;纳米石墨;碳纳米管;碳包覆金属纳米材料Keywords: Detonation method;Nanocarbon materials;Nano-Diamond;Nano-Graphite;CNTs;Carbon-encapsulated metal nanometerials 在纳米科技领域,对纳米材料而言,纳米碳材料是研究的一个重要的分支。自从人类出现以来,利用碳材料的历史悠久,主要经历了木炭时代(公元前—1712年),石炭代(1713年—1866年),炭材料的摇篮时代(1867年—1895年),经典炭材料(1896年—1955年)和新型炭材料(1955年—至今)的发展时代。著名的理论物理学家、诺贝尔奖金获得者Richard P.Feynman[1]曾指明了材料的发展方向:“如果有一天人们按照自己的意愿排列原子和分子,那将创造什么样的奇迹。” 在十九世纪末,从美国人Niagara[2]生产的Acheson人造石墨开始标志着经典炭材料的发展时期的到来。根据原子杂化轨道理论,碳原子在与其它原子结合时,会产生不同形式的杂化,最常见的杂化形式为sp1、sp2、sp3杂化,与此相对应的碳的同素异形体主要有三种[3]:卡宾炭(Linear Carbon-Carbyne,也称线性炭)、石墨、金刚石。碳的结构逐渐被人们深刻的认识和研究,多种多样的纳米碳材料层出不穷,碳纤维、碳微球(GMSs)以及C60、碳纳米管(CNTs)、纳米洋葱状富勒烯(NOLFs)等多种笼状结构富勒烯、碳包覆金属纳米材料等复合纳米材料。炸药在爆炸瞬间释放出大量能量,对周围物体产生强烈地破坏作用,是人们经常利用的巨大能源之一。由于冲击压缩及加热作用,造成了被压缩炸药发生放热化学反应,以化学反应波的形式在炸药中按照一定的速度一层一层地自动进行转播。化学反应波的波阵面比较窄,化学反应正是在此很窄的波阵面内进行并迅速完成。由于爆轰法的反应速度快,能量密度高,作功强度大,使其在众多纳米材料的制备方法中独树一帜。 1.爆轰法合成纳米金刚石 纳米级的金刚石(Ultradispersed diamond[UDD]或者Ultrafine diamond[UFD])不但具有金刚石所固有的综合优异性能,而且具有纳米材料的奇异特性。由于纳米金刚石具有双重特性即:除了具有金刚石的特点之外同时还具备了其他纳米材料的共同特点:比表面积、化学活性好、熵值大和较多的结构缺陷等[4]。因此纳米金刚石的制备和特性的相关研究一直是各国学者的研究热点。二十世纪

浅谈模板法制备纳米材料

日常生产工作中必须严格按照规程规定、操作流程和使用方法正确使用安全工器具,以确保安全生产。据现场调查得知安全工器具的不正确使用主要有以下几种情况: 1.衔接式绝缘棒使用节数不够,伸缩式绝缘棒拉伸不够充足。 2.雨天不使用防雨罩,或防雨罩松动、歪斜、破损,起不到防雨作用。 3.验电时手握在验电器护环以上,使用前不在有电设备上确认验电器是否良好,不同电压等级的验电器交叉使用。 4.绝缘手套使用前不检查气密性,甚至随意抓拿坚硬及有尖刺的物品。 5.接地线的接地端不按要求装设,任意搭、挂和缠绕。 6.安全带不按规定使用、系的松垮随意,起不到安全防护作用。 7.安全帽内胆大小调节不当、不系帽带或系的不够紧,工作中容易歪斜、掉落。 8.手钳等工具使用前不检查绝缘部位是否完好,使用时手握在裸露的金属部位,容易造成作业人员的触电事故。 总之,安全工器具是每个电力职工的切身保镖、忠实的安全员和生命的守护神,只要大家熟练地掌握了各种安全工器具的作用、性能和结构原理,掌握了正确的使用方法和注意事项,并严格按照规程规定操作、使用和维护,就能够确保人身、设备和电网的安全。 2010年第3期 (总第138期)China Hi-Tech Enterprises NO.3.2010(CumulativetyNO.138) 中国高新技术企业 摘要:纳米模板具有独特的纳米数量级的多孔结构,其孔洞孔径大小一致,排列有序,分布均匀。以纳米模板合成零维纳米材料、一维纳米材料(纳米线,纳米管)具有制备效率高,可靠性好等优点,已成为纳米复制技术的关键之一。文章重点综述了近年来模板制备,模板合成中常用的模板类型及应用进展。 关键词:纳米材料;模板法;制备工艺;化合聚合;溶胶-凝胶沉积;化学气相沉积 中图分类号:0614文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)03-0178-02 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,至今已有20多年的历史,但真正成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点是在80年代中期以后。纳米材料的研究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手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评价表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能。对纳米颗粒和纳米块体材料结构的研究在80年代末期一度形成热潮。第二阶段(1994年前)人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,这一阶段纳米复合材料的合成及物性的探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三阶段(从1994年到现在)纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新的热点。本文所要介绍的模板法制备纳米材料即为纳米组装体系的一种。 一、模板合成中常用的模板 (一)高分子模板 高分子模板通常是通过采用厚度为6~20μm的聚碳酸脂、聚脂和其它高分子材料经过核裂变碎片轰击使其出现损伤的痕迹,再用化学腐蚀方法使这些痕迹变成孔洞。膜中孔径可以达到微米级,甚至达到纳米级(最小达到10nm),孔率可达到109/cm2,孔分布是随机的、不均匀且无规律,并且很多孔洞与膜面倾斜和相互交叉。 由于高分子模板自身这些特征,使得用这些模板组装的纳米结构不能形成有序的阵列体系。同时由于存在很多的孔之间斜交现象,当人们理论模拟模板合成的纳米微粒的光学特性时,就会出现理论预计和现实情况不相符合的情形,例如,理论预示独立的金属微粒在某个特殊的波段吸收最强,然而,模板合成的这种金属纳米微粒间的物理接触可使这个最大吸收带移动200nm或更多。 (二)阳极氧化铝模板 阳极氧化铝模板(Anodic Aluminum Oxide,AAO)的制备,一般选用高纯铝片(99.9%以上),在硫酸、草酸、磷酸水溶液中经过阳极氧化后得到的。其纳米孔道内径统一,而且呈六方排列,管道密度可达1011/cm2,孔径可在几纳米到几百纳米之间可调。像六方液晶一样,AAO也能提供呈六方排布的孔道,因此用它可合成呈六方对称排列的纳米结构体系。 二、常用的模板合成方法 模板合成方法适用的范围很广,根据模板种类的不同,在合成时必须注意以下方面:(1)化学前驱溶液对孔壁是否浸润,亲水或疏水性质是合成组装能否成功的关键;(2)应控制在孔洞内沉积速度的快慢,沉积速度过快会造成孔洞通道口堵塞,致使组装失败;(3)控制反应条件,避免被组装介质与模板发生化学反应,在组装过程中保持模板的稳定性是十分重要的。下 浅谈模板法制备纳米材料 李宁1,刘晓峰1,孔庆平1,张文彦2 (1.中国兵器工业集团第521研究所,陕西西安710065;2.西北有色金属研究院纳米材料研究中心,陕西西安710016) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 178 --

爆轰法合成纳米材料

爆轰合成纳米材料 自1953年,瑞典通用电气公司采用高压技术合成金刚石以来,金刚石的合成技术发展很快,方法也是多种多样.从原理上给这些方法分类,可以归纳为高压法和低压法两大类,高压法又可分为静压法和动压法两种。静压法和动压法的共同之处都是石墨在高温高压作用下发生相变转化为金刚石,不同的是,前者是静压力,后者是炸药爆炸时产生的动态压力。 80年代中期,纳米科技和纳米材料有了飞速发展,并形成一门称为《纳术材料学》的新的学科‘名’.各发达国家纷纷投人巨资,争夺这一领域的制高点。在这种形势下,俄、美、日等国又研究了一种新的合成纳米级金刚石的爆炸方法,这种方法是采用负氧平衡炸药,通过炸药爆轰产生的高温、高压效应,直接将爆炸中不能被氧化的游离碳,转化为金刚石。利用这种方法合成的金刚石为纳米级超细粉末,颗粒尺寸分布范围为2~100nm。,人们称这种方法为炸药爆轰合成法。 在纳米粉体的众多制备方法中,固相反应法是最早应用于工业生产纳米颗粒的一种方法,具有工艺简单、低成本等优点,但是它的能耗过大、生产周期过长等缺点限制了它的进一步发展;水热法的关键在于控制溶液的温度,优点在于无需后期的煅烧处理,具有较高的烧结活性,具有一定的应用前景,但是过分依赖水热时间和温度,消耗时间;化学共沉淀法需要严格控制溶液的pH值,但有时容易引入杂相离子等。爆轰合成法通过炸药自身爆轰产生的高温高压效应提供能量合成纳米颗粒,早期主要用于合成纳米金刚石[10]等超硬材料,后来也用于合成其它纳米粉体如A-Fe2O3和TiO2等。利用乳化炸药爆轰合成纳米粉体是基于液相法发展起来的一种方法,它使金属盐在微小液滴内以离子的形式充分混合,兼有微乳液法和燃烧合成法两者的优点。相对于其它的纳米颗粒材料制备工艺,爆轰合成法具有产物粒径小,合成周期短,简便快捷,纯度高,合成设备以及工艺简单,原材料来源广泛,成本以及能耗低,炸药工业技术成熟等优点。 将硝酸铁、硝酸锰溶液、硝酸铵、油相(石蜡、凡士林、机油按照一定比例调和)、乳化剂等成分按照一定的化学计量(其中,铁元素物质的量与锰元素物质的量之比为2B1)混合,借鉴常规的乳化炸药生产工艺,考虑各成分的物理化学性质等多种因素控制乳化温度和时间,制备出乳化炸药基质。将该乳化基质分为两部分:一部分加入一定量AN后,加入RDX(黑索金)敏化,配置成零氧平衡(氧平衡是指炸药中所含的氧能将可燃元素完全氧化的程度;零氧平衡是指炸药中的氧刚好能将可燃元素完全氧化而无氧过剩,记为:OB=0)炸药,记为EFM 1#;另一部分直接加入一定量RDX敏化,配置成负氧平衡(负氧平衡是指炸药中所含的氧不足以将可燃元素完全氧化。 最近探索出一种制备碳包裹碳化铁纳米颗粒的新方法,即含铁的炭基干凝胶的爆炸法。该法制备的包裹颗粒尺寸为10nm~50nm,核为Fe7C3纳米颗粒,壳层为无定型碳。该法的显著特点是形成包裹条件的高温环境由炭基干凝胶自身提供,无须外部提供能量,只需热引发即可产生;制备过程简单、成本低、易操作等。 鉴于电弧法或者热解法制备的碳包裹金属的碳壳为石墨化碳,而爆炸法制得的碳包裹金属纳米颗粒的碳壳却为无定型碳壳,这两种结构的碳壳可能会有不同的用途。那么爆炸法制备的碳包裹金属纳米颗粒,在热处理过程中的稳定性如何,无定型碳壳可否能转化为石墨化碳壳,是值得研究的问题,因为这将直接关系到这种纳米颗粒的用途。本工作对爆炸法制备的无定型碳包裹Fe7C3纳米颗粒进行了热处理,研究了热处理前后颗粒的结构变化情况,初步探讨了结构变化的机理。

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