纳米材料制备方法的研究现状与发展趋势_唐一科

2005年1月重庆大学学报(自然科学版)J a n.2005第28卷第1期J o u r n a l o f C h o n g q i n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n)V o l.28　N o.1

文章编号:1000-582X(2005)01-0005-06

纳米材料制备方法的研究现状与发展趋势＊

唐一科1,许　静1,韦立凡2

(1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆　400030;

2.中国工程物理研究院结构力学研究所,四川绵阳　621000)

摘要:简单介绍了纳米材料及其特性,并结合国内外参考文献综述了纳米材料的制备方法、特点和进展,其中包括气相反应法、沉淀法、乳液法、溶胶-凝胶法、溶剂热法、固相反应法、S P D法、超声场中湿法、超临界法、自组装法。目前已经可以制备出平均粒径为几个纳米的粉体,而且粒径均匀,国外进行的大多数制备试验都已经在一定程度上控制晶体生长,通过选择合适的试验方法和试验条件,可以选择性地制备某一粒径范围的纳米晶体,同样可以在一定程度上选择制备不同形态的金属氧化物纳米晶体。

在此基础上,分析了现代纳米材料制备方法的发展趋势。

关键词:纳米材料;制备方法;研究现状

中图分类号:T Q050.4文献标识码:A

纳米材料被誉为21世纪的新材料。广义的纳米材料是指3维尺寸中至少有1维处于纳米尺寸,即1～100n m的范围[1]。纳米材料大致可分为纳米粉末(零维),纳米纤维(1维),纳米膜(2维),纳米块体(3维),纳米复合材料,纳米结构等6类[2]。纳米材料的物理化学性质不同于微观原子、分子,也不同于宏观物体,纳米介于宏观世界与微观世界之间[3]。纳米粒子的这类特殊类型结构导致它具有体积效应,表面效应,量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等,而纳米材料具有特殊的光学、力学、磁学、电学、超导、催化性能、耐蚀、机械性能等[4]。纳米材料被广泛的用作催化剂、润滑剂、建筑材料、陶瓷材料、气敏材料、绝缘材料、纺织材料、发光材料、木材、灭火剂、生物医学材料等。因此纳米材料的制备、性质等的研究成为近20年来国内外的研究热点之一。

本文主要介绍纳米微粒的制备方法,可以按制备原料状态分为3大类:气相法、液相法和固相法;按反应物状态分为干法和湿法;另外按反应的过程分为物理法和综合法[5]。其中大部分方法都具有粒径均匀,粒度可控,操作简单等优点;但是有的也存在可生产材料范围较窄,反应条件较高,如高温高压等缺点。

1　液相法

液相法制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂分离,溶质形成一定形状和大小的颗粒,得到所需粉末的前驱体,热解后得到纳米微粒[2]。液相法具有设备简单。原料容易获得、纯度高、均匀性好、化学组成控制准确等优点,主要用于氧化物系超微粉的制备。液相法包括沉淀法,水解法,喷雾法,乳液法,溶胶-凝胶法,其中应用最广的是溶胶-凝胶法、沉淀法。

1.1　沉淀法

沉淀法是指包括一种或多种离子的可溶性盐溶液,当加入沉淀剂(如O H-,C2O42-等)于一定温度下使溶液发生水解,形成不溶性的氢氧化物、水合氧化物或盐类从溶液中析出,将溶剂和溶液中原有的阳离子洗去,经热解或热脱即得到所需的氧化物粉料。沉淀法包括共沉淀法、直接沉淀法、均相沉淀法等。直接沉淀法的优点是容易制取高纯度的氧化物纳米微粒。徐甲强等[6]在室温下,在浓度为1m o l·L-1Z n(N O3)2的溶液中,加入浓度6m o l·L-1的N H3H2O,不断搅拌控

＊收稿日期:2004-09-22

基金项目:国家自然科学基金、中国工程物理研究院联合基金(N S A F)(10376045)

作者简介:唐一科(1949-),男,四川蓬安人,重庆大学教授,主要从事振动分析、故障诊断研究。

制溶液的p H值为8～8.8,得到Z n(O H)2沉淀,在室温下陈化36h,过滤并用蒸馏水洗涤干净,于80℃干燥后,研磨后于600℃下燃烧2h,即得平均晶粒度为50n m的Z n O微粉。P.N e m e c等[7]使用化学沉积法制备出粒径为3.8～20n mC d S e纳米晶体,试验过程中通过选择合适的光密度调整纳米晶体的半径,粒径大小也与沉积时间和温度有关,据此可以根据需要改变产品的纳米尺寸维数。瞿华峰等[8]将原料Z r O C l2. 8H2O(化学纯),Y(N O3)3.6H2O(化学纯),T i(S i O4)2 (化学纯)按一定配比制成0.5m o l·L-1的混合溶液,用化学共沉淀法制得一系列组分不同的t-Z r O2-T i O2-Y2O3固溶体的纳米粉体,不同组分的固溶体粉体的粒径均在15～25n m范围。沃恒洲等[9]在一定温度和酸度条件下,以硫代乙酰胺水解的硫化氢与钼酸纳反应得到非晶态三硫化钼粉末,再将非晶态三硫化钼粉末经过高温加氢脱硫制得纳米级二硫化钼粉末。其粒径为70～100n m。杨晓娟[10]等采用化学共沉淀法合成了4种尖晶石型复合氧化物M F e2O3(M= C u2+、Z n2+、C u2+、M g2+)称取所需量(0.01m o l)的金属硝酸盐M(N03)2或C d S O4,加20m L水溶解,再加入0.5m o l·L-1的F e(N O3)3溶液40m L(0.02m o l),搅拌均匀,在70℃和不断搅拌下加入N a O H (6m o l·L-1)沉淀剂,保持体系的p H值约为9,完全沉淀后,陈化1h,抽滤,洗涤,于110℃烘干,再于马弗炉中400℃下灼烧1h,即得复合氧化物粉末,平均为32～47n m。郑典模和苏学军等[11]在水玻璃浓度为0.3m o l·L-1,H2S O4浓度为0.4m o l·L-1,添加剂浓度为0.9m o l·L-1,添加适量表面活性剂,沉淀溶液p H值为8时获得S i O2粉末,粒度分布均匀,为无定性状,粒径较小,平均粒径为76n m。

1.2　乳液法

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一个均匀的乳液,从乳液中析出固相,这样可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内,从而可形成球形颗粒,又避免了颗粒之间进一步团聚。微乳液法具有实验装置简单,能耗低,操作容易;所得纳米粒子粒径分布窄,且单分散性、界面性和稳定性好;与其它方法相比具有粒径易于控制,适应面广等优点。徐甲强等[6]取25m L浓度0.1m o l·L-1的Z n(N O3)2溶液,加入环己烷10m L,正丁醇15m L,0.02m o l·L-1的A B S5m L,搅拌后得透明液,然后加入双氧水2m L,控制温度为60℃,用6m o l·L-1的N H3H2O做沉淀剂,控制p H=8～8.8得到Z n(O H)2溶胶,经过一系列试验步骤得到平均晶粒度为20n m的Z n O粉末。潘庆谊和徐甲强等[12]还用微乳液法制备了粒径大小为5～11n m纳米S n O2材料。江贵长等[13]用原位种子乳液复合法合成了苯乙烯/甲基烯酸-二氧化钛复合纳米微球,其平均粒径为50n m。W u等[14]用乳液膜法制备了平均粒径为4.5n m的C d S微粒,其中最佳制备条件:N a2S的浓度低于0.3m o l/L,N a2S与C d C l2的摩尔浓度比高于1.1,油相和内部前驱物相的体积比为2.0,乳化液和水(包含了反应物)的体积比为1.5,p H值为3.4～9.6,反应时间为8m i n以上。

1.3　溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是指前驱物质(水溶性盐或油溶性醇盐)溶于水或有机溶剂中形成均质溶液,溶质发生水解反应生成纳米级的粒子并形成溶胶,溶胶经蒸发干燥转变为凝胶,该法为低温反应过程,允许掺杂大剂量的无机物和有机物,可以制备出许多高纯度和高均匀度的材料,并易于加工成型。其优势在于从过程的初始阶段就可在纳米尺度上控制材料结构[15]。该法具有在低温下制备纯度高,粒径分布均匀,能制得化学活性大,单组分或多组分分级混合物的优点[16]。该法过程机制有三种类型:传统胶体型、无机聚合物型和络合物型[2]。张而耕、王志文等[17]将已制备好的硅胶放在蒸发皿中缓慢加热(<100℃),加入稳定剂Z L,不断搅拌待水分蒸干溶胶成为凝胶后,用研钵将干凝胶研碎,然后用球磨机磨5～10h,再用马弗炉加热到250～500℃保持一定时间待粉体完全干燥后取出粉体用大功率的超声波分散,打开干燥过程中产生的团聚粒子,就可制得粒度均匀且在50n m以下的纳米S i O2超细粉体。刘静波等[18]用溶胶-凝胶法以部分醇盐为原料及非醇溶剂,醋酸作催化剂,以不同镧源为掺杂物,在不同工艺条件下合成了一系列镧掺杂钛酸钡基纳米晶。李蓉萍等[19]以钛酸丁酯作为原料,无水乙醇作为有机溶剂,盐酸作为催化剂,用溶胶-凝胶成功的制备了纳米T i O2粉末,不同温度热处理后T i O2D 平均晶粒尺寸有较大差异,大致在6.1～93.2n m (250～750℃)范围内。N.S a n z等[20]用溶胶凝胶法制备了粒径为20～80n m的有机纳米微粒,s o l-g e l法的低温过程满足有机相的热稳定性的要求,通过控制有机相成核过程、颗粒的增长、醇盐母体的溶胶化过程可以得到粒径均匀的纳米颗粒。Y a n g等[21]在室温常压下用液相法制得粒径为10～20n m的金红石形态的二氧化钛颗粒,随着胶溶和陈化温度的降低,晶体尺寸减小,试验表明液相中晶核越多,产品的粒径越小;胶

6重庆大学学报(自然科学版) 2005年

溶温度是晶体结构的主要影响因素。薛天峰,胡季帆[22]等在200m L烧杯中用少量水溶解一定比例的Z n(N O3)26H2O和A l(N O3)39H2O,加入适量柠檬酸和少许聚乙二醇,65℃下搅拌,形成溶胶,直至脱水,形成原粉,前驱体450℃热处理,制备得掺杂A l3+的纳米Z n O,其平均晶粒分别为40n m和35n m。L i f-s h i t z[23]等利用该法在S i O2基体上合成了平均粒径为4～20n m的立方晶型的C d S e纳米粒子。K e n-i c h i H a s h i z u m e等[24]用凝胶法制备出粒径为2.5～4.7n m 的C d S e纳米晶体,通过改变喷射时间和温度以及加入到T O P O溶剂中的(M e)2C d/T O P和T O P-S e混合物的质量,可以控制晶体的尺寸。Z h a n g等[25]用无水乙醇作为溶剂,盐酸作为水解催化剂,钛酸四丁酯水解得到二氧化钛溶胶,将T i O2溶胶与苯酚混合加入到n-庚烷中,在搅拌的同时,滴入甲醛溶液,然后在90℃下静止该反应体系1.5h,得到象牙色的微球,最后在高温下焙烧象牙色的微球得到T i O2多孔球形纳米晶体,粒径为20～40n m,试验过程中发现合适的热处理条件对纳米球体的体积和结构都有较大的影响,在300℃下焙烧得到无定形结构,500℃下焙烧得到锐钛矿结构,700℃下焙烧得到金红石结构。

1.4　溶剂热法

溶剂热法是高温高压下在溶剂(水、苯等)中进行有关化学反应的总称。常见的方法有水热法和有机溶液法。水热法可以控制微粉的粒径、形态、结晶度和组成,尤其是该法生产的粉体有较低的表面能,所以粉体无团聚或少团聚,这一特性使粉体烧结性能大大提高,因而该法特别适用于陶瓷生产。水热法的不足在于其一般只能制备氧化物粉体,关于晶核形成过程和晶体生长过程的控制影响因素等很多方面缺乏深入研究,目前还没有得出令人满意的解释。另外,水热法有高温高压步骤,使其对生产设备的依赖性比较强,这也影响和阻碍了水热法的发展。因此,目前水热法有向低温低压发展的趋势,即温度<100℃,压力接近1个标准大气压的水热条件。B a i等[26]用I n C l3和L i3N在250℃环境压力下反应,用二甲苯作溶剂,通过溶剂热法制备出粒径为27～30n m的I n N纳米晶体。张元广和陈友存等[27]在内衬聚四氧乙烯容器的高压釜中加入适量的油酸(C P),再加入一定量研磨混匀的无水N a2C O3(A R)和无水C a C l2(A R),在120℃热处理6h,然后自然冷却到室温。将反应后的混合物离心,抽滤,得到白色沉淀,依次用蒸馏水,无水乙醇洗涤3次,再以丙酮为提取剂对白色沉淀进行提纯,得到细小的白色粉末,产物在温度为80℃时真空干燥4h,得到粒径为5n m的C a C O3微晶。Q i a n等[28]将适量的分析纯N a2S和Z n(A c)2溶液在高压釜中混合,150℃下保温10h。冷却后经过滤、洗涤及真空干燥,得到粒径为6n m的闪锌矿型的β-Z n S。

1.5　超临界法

超临界法[29]是指以有机溶剂等代替水作溶剂,在水热反应器中,在超临界条件下制备纳米微粉的一种方法。在反应过程中,液相消失,这就更有利于体系中微粒的均匀成长与晶化,比水热法更为优越。姚志强等人[30]用超临界法制备了10～20n m的M n Z n铁氧体纳米晶,并与水热法和共沉淀法制备的试样进行了比较,发现超临界法所制备的微粉在晶形、粒子大小、粒度分布、磁性能方面都比水热法和共沉淀法所制备的铁氧体微粉要好。这一结果表明超临界法所制备的纳米晶大小均匀、比表面能较小,不易团聚,晶化相当完全。

2　气相法

气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体,使之在气体状态下发生物理或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法[2]。气体蒸发法制备的纳米微粒主要具有如下特点:①表面清洁;②粒度整齐,粒径分布窄;③粒度容易控制;

④颗粒分散性好。气相法通过控制可以制备出液相法难以制得的金属、碳化物、氮化物、硼化物等非氧化物超微粉。气相法包括溅射法、气体蒸发法、化学气相反应法、化学气相凝聚法等,其中应用较多的是化学气相反应法和气体蒸发法。

化学气相反应法也叫气相沉淀法(C V D),是利用挥发性的金属化合物的蒸发,通过化学反应生成所需化合物在保护气体环境下快速冷凝,从而制备各类物质的纳米微粒。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。该法根据加热方式不同可分为热化学气相沉积法(C V D),激光诱导沉积法,等离子体沉积法和紫外沉积法等[31].董俊等[32]用自行开发的气相燃烧合成反应器,由H2燃烧合成了纳米S i O2粒子。魏少红等[33]将钨酸铵(化学纯)放入马弗炉内,于600℃下高温煅烧3h,自然冷却后在玛瑙研钵中研磨得到纯W O3粉体材料,平均粒径为72n m,掺杂3%S i O2后,W O3粉体平均粒径为60n m。

3　固相法

固相法是通过固相到固相的变化来制备粉体,基

7

第28卷第1期 唐一科等:　纳米材料制备方法的研究现状与发展趋势

础的固相法是金属或金属氧化物按一定的比例充分混合,研磨后进行煅烧,通过发生固相反应直接制得超微粉,或者是再次粉碎得到超微粉。在该法的尺寸降低过程中,物质无变化:机械粉碎(用球磨机,喷射磨等进行粉碎),化学处理(溶出法等)。固相法包括热分解法,固相反应法,火花放电法,溶出法,球磨法。固相反应不使用溶剂,具有高选择性、高产率、低能耗、工艺过程简单等特点。高能球磨法是靠压碎、击碎等作用,将金属机械地粉碎成粉末,并在冷态下反复挤压和破碎,使之成为弥散分布的超细粒子。其工艺简单,成本低廉。但颗粒易受污染,且颗粒分布不均匀。其中室温、近室温固相反应合成纳米材料的方法的突出优点是操作方便,合成工艺简单,粒径均匀,且粒度可控,污染少,同时又可以避免或减少液相中易出现的硬团聚现象。对于固相反应,反应速度是影响粒径大小的主要因素,而反应速度是由研磨方式和反应体系所决定的。另外,表面活性剂的加入对改变颗粒的分散性有明显作用,其用量对粒径大小的影响存在最佳值。不同的反应配比对产物的均匀程度也有影响,一般配比越大,均匀性越差,但分散性很好。

王尔德等[34]用机械合金化方法从镁粉、镍粉和五氧化二钒,在氢气作为保护气条件下,直接通过球磨制备纳米晶复合物M g-N i-V2O5。于振兴等[35]还用相同方法制备了M g-N i-C r2O3纳米晶复合物,各相的晶粒尺寸在10～30n m。胡季帆,隋振贵等[36]用过氧络合热分解法制备T i O2纳米微粉,将14m L的30%的H2O2溶液滴加入25m L的T i O2(0.1m o l/d m3)溶液中搅拌,然后滴入适量的氨水,加热到50℃,保温10m i n,得到淡黄色沉淀,洗涤,干燥,再经过400℃1h退火,得到T i O2白色微粉,经透射电镜观察,粒子平均尺寸为6～7n m。T s u z u k i等[37]合成了粒径小于10n m的Ⅱ-Ⅵ半导体纳米粒子。Z h e n g等[38]用热分解法制备V2O5纳米微粉,用V2O5、H C l、N2H4·2H C l 反应生成(N H4)5[(V0)6(C O3)4(O H)9]·10H2O前驱物,在不同温度和不同时间内热分解前驱物可以得到不同粒径的产品,在310℃下,热分解24h得到小于40n m的微粒。

4　S P D法

S P D(s e v e r ep l a s t i c d e f o r m a t i o n)纳米化技术是近年来发展的一种力致材料纳米化方法,该法克服了由粉体压合法带来的残余空隙、球磨法带来的杂质等不足,并且适用于不同形状尺寸的金属、合金、金属间化合物等。S P D纳米结构材料表现了很好的低周疲劳性能,弹性模量偏低,超塑性等。S P D法包括剧烈扭转旋紧法(S P T S),等通道挤压法(E C A P),多次锻造法(M F),超声喷丸法(U S S P)四种方法[39-41]。H u a n g 等[42]最近利用反复将金属折皱和拉直的方法也获得纳米机构材料。利用S P T S法获得平均晶粒度大约在50n m的N i3A l在650℃时具有超塑性。

5　超声场中湿法

超声场中湿法[43]具有工艺简单、成本低、效果好的优点。传统的湿法制备超细粉末普遍存在的问题是易形成严重的团聚结构,从而破坏了粉体的超细均匀特性。超声的空化效应很好的解决了这个问题,该效应不仅促进晶核的形成,同时起到控制晶核同步生长的作用,为制备超细、均一纳米粉末获得了良好的基础。超声场中湿法包括超声沉淀-煅烧法,超声电解法,超声水解法,超声化学法,超声雾化法等。王菊香等[44]采用C u S O4和N i S O4溶液为电解液,阳极为该金属的纯金属板,阴极表面为钛合金,电流密度约80m A/c m2,超声频率为20k H z,最后得到平均粒径分别为70n m和90n m的铜粉和镍粉。L i等[45]将0.55g I n C l.4H2O和0.62g黄磷在超声搅拌下分别溶解于75m L乙醇和25m L苯中,将这两种溶液和0.80g K B H4放入120m L的容器中,在(25±2)℃下,用20k H z的高密度超声辐射4h,得到黑褐色沉淀,乙醇、稀盐酸、蒸馏水清洗后,在60℃下真空干燥4h,得到平均粒径约为9n m的I n P颗粒,经试验发现,使用乙醇与苯的体积比对产品粒径的影响显著,产品粒径随乙醇比例增加而减小,但苯的百分含量不能低于25%;其它条件不变的前提下,一定时间范围内,产品粒径随超声降解的时间增长而增大;

6　自组装法

自组装是在无人为干涉条件下,组元通过共价键作用自发地缔结成热力学上稳定、结构上确定、性能上特殊的聚集体的过程。自组装过程一旦开始,将自动进行到某个预期终点,分子等结构单元将自动排列成有序的图形,即使是形成复杂的功能体系也不需要外力的作用[46]。J.S.Y i n等[47]用自组装法制备了钴纳米晶体,将100m g C o2(C O)8和20m g N a(A O T)加入到20m L甲苯中,在三种不同条件下自组装成钴纳米晶体,在二维自组装中平均粒径为9.2n m,在加了外磁场的自组装中平均粒径为8n m,一维组装中平均粒径为10～20n m;该研究表明控制温度和浓度可以得到理想的粒径,重力作用与表面活性剂对产品粒径的

8重庆大学学报(自然科学版) 2005年

选择有较大的影响;不同的粒径导致不同的晶体结构。7　发展趋势

由于纳米材料在各个学科领域的应用都十分广泛,必然会不断涌现出更新更好的制备方法,希望能在结构、组成、排布、尺寸、取相等方面有更大的突破,制备出更适合各领域发展需要,具有更多预期功能的纳米材料。本课题组的主要目的是找到一种满意的气敏材料,制作出选择性、稳定性非常好的气体传感器。因为尺寸的变化对材料的透气率有很大的影响,如果能够在制备纳米材料时能更好按照研究人员的意愿控制微粒的尺寸,就可以大大的提高气敏材料的选择性及稳定性,因此纳米材料制备方法发展的一个重要方向就是提高粒度的控制能力。

参考文献:

[1]　吴天诚,杜仲良,高绪珊.纳米纤维[M].北京:化学工业

出版社,2003.

[2]　王世敏,许祖勋,傅晶.纳米材料制备技术[M].北京:化

学工业出版社,2002.

[3]　尾崎又治,架集诚一郎.纳米微粒导论[M].赵健泽,张联

盟译.武汉:武汉工业大学出版社,1991.

[4]　张立德,牟季美.纳米材料和纳米结构[M].北京:科学出

版社,2001.

[5]　张立德.纳米材料[M].北京:化学工业出版社,2001.

[6]　徐甲强,潘庆谊,孙雨安,等.纳米氧化锌的乳液合成、结

构表征与气敏性能[J].无机学报,1998,14(3):355-

359.

[7]　N E M E CP,M I K E S D,R O H O V E CJ,e t a l.L i g h t-c o n t r o l l e d

G r o w t h o f C d S e N a n o c r y s t a l l i n e F i l m s P r e p a r e db yC h e m i c a l

D e p o s i t i o n[J].M a t e r i a l S c i e n c ea n d

E n g i n e e r i n g,2000,

B69-70:500-504.

[8]　瞿华峰,李建保,欧阳可青,等.t-Z r O

2-T i0

2

固溶体纳米

粉的制备[J].清华大学学报(自然科学版),2003,43

(6):758-761.

[9]　沃恒洲,胡献国,胡淑丽,等.均匀沉淀法制备纳米二硫化

钼粉末的研究[J].合肥工业大学学报,2003,26(4):486

-489.

[10]　杨晓娟,刘尔生,陈耐生,等.几种尖晶石复合氧化物纳

米粉体的制备及气敏性[J].C h i n e s eJ o u r n a l o f A p p l i e d-

c h e m i s t r y,1998,(5):14-17.

[11]　郑典模,苏学军.化学沉淀法制备纳米S i0

2

的研究[J].

南昌大学学报(工科版),2003,25(2):39-41.

[12]　潘庆谊,徐甲强,刘宏民,等.微乳液法S n O

2

材料的合成、结构与气敏性能[J].无机材料学报,1999,14(1):85

-88.

[13]　江贵长,官文超,郑启新.苯乙烯/甲基丙烯酸-二氧化

钛纳米微球的性能[J].华中科技大学学报(自然科学

版),2003,31(11):98-100.

[14]　Q M G S H E N G WU,N E N G WU Z H E N G,Y A D O N G L I,e t

a l.P r e p a r a t i o no f N a n o s i z e dS e m i c o n d u c t o r C d SP a r t i c l e s

b y E m u l s i o nL i q u i dM e m b r a n ew i t hο-p h e n a n t h r o l i n ea s

M o b i l eC a r r i e r[J].J o u r n a l o f M e m b r a n eS c i e n c e,2000,

172:199-201.

[15]　李小兵,刘竞超.纳米粒子与纳米材料[J].塑料,1999,

28(1):19-22.

[16]　张泰.纳米材料的制备技术及进展[J].辽宁化工,1999,

28(1):3-8.

[17]　张而耕,王志文.溶胶-凝胶法制备纳米S i O

2

超细粉体[J].机械工程材料,2002,26(12):32-34.

[18]　刘静波,王智民,郑春萍,等.镧掺杂钛酸钡纳米晶陶瓷

元件的湿敏特性[J].功能材料与器件学报,2000,6

(2):106-110.

[19]　李蓉萍,辛颖.纳米T i O

2

敏感特性的研究[J].传感技术,2002,21(11):57-60.

[20]　S A N ZN,B A L D E C KPL,I B A N E ZA.O r g a n i c N a n o c r s t a l s

E m b e d d e di nS o l-g e l G l a s s e s

F o r O p t i c a l A p p l i c a t i o n s[J].

S y n t h e t i c M e t a l s,2000,115:229-234.

[21]　S H A O F E N G Y A N G,Y A N H U A L I U,Y U P E N G G U O,e t

a l.P r e p a r a t i o n o fR u t i l e T i t a n i a N a n o c r y s t a l s

b y L i q u i d

M e t h o da t R o o mT e m p e r a t u r e[J].M a t e r i a l C h e m i s t r ya n d

P h y s i c s,2002,77:501-506.

[22]　薛天峰,胡季帆,秦宏伟,等.掺铝Z n O纳米粉的制备与

气敏特性研究[J].金属功能材料,2003,10(4):20-23.

[23]　L I F S H I T ZE,D A GI,L I T V I NI,e t a l.O p t i c a l P r o p e r t i c s o f

C d s e N a n o p a r t i c l eF i l m s P r e p o n e db yC h e m i c a l

D e p o s i t i o n

a n d S o l-g e l M e t h o d s[J].C h e m P h y s L e t t,1998,288(2-

4):188-196.

[24]　K E N-I C H I H A S H I Z U M E,M A R T I NV A C H A,T O S H I R O

T A N I.P r e p a r a t i o n a n d O p t i c a l P r o p e r t i e s o f C a p p e d-C d S e

N a n o c r y s t a l s[J].J o u r n a l o f L u m i n e s c e n c e,2000,87-89:

402-404.

[25]　Z H A N GB A O L O N G,C H E NB A I S H U N,S H I K E Y U,e t a l.

P r e p a r a t i o na n dC h a r a c t e r i z a t i o n o f N a n o c r y s t a l G r a i nT i O2

P o r o u s M i c r o s p h e r e[J].A p p l i e dC a t a l y s i sB:E n v i r o m e n-

t a l,2003,40:253-258.

[26]　Y U-J U NB A I,Z H E N G-G A N G L I U,X I A N-G A N GX U,

e t a l.P r e p a r a t i o n o

f I n NN a n o c r y s t a l s b y S o l v o-t h e r m a l M e t h-

o d[J].J o u r n a l o f C r y s t a l G r o w t h,2002,241:189-192.

[27]　张元广,陈友存.在油酸表面活性剂中制备高晶度纳米

C a C O

3

微晶[J].化学世界,2003,(5):243-245. [28]　Q I A NY T,S U Y.H y d r o t h e r m a l P r e p a r a t i o na n dC h a r a c-

t e r i z a t i o no f N a n o c r y s t a l l i n e P o w d e r o f S p h a L e r i t e[J].M a-

t e r R e s B u l l.1995,30(5):601-605.

[29]　李东风,贾振斌,魏雨.尖晶石型软磁铁氧体纳米材料的制

9

第28卷第1期 唐一科等:　纳米材料制备方法的研究现状与发展趋势

备研究进展[J].电子元件与材料,2003,22(6):37-40.

[30]　姚志强,王琴,钟炳.超临界流体干燥法制备锰锌铁氧体

超细粉末[J].磁性材料与器件,1998,29(1):69.

[31]　严海标,陈名华,郦华兴.聚合物/无机纳米复合材料的

进展[J].石化技术与应用,1999,17:118-120. [32]　董均,杨宏昀,李春忠,等.气相燃烧合成纳米S i O

2

颗粒的工艺条件研究[J].化学世界,2003,(3):119-121.

[33]　魏少红,牛新书,蒋凯.WO

3纳米材料的N O

2

气敏特性

[J].传感技术,2002,21(11):11-17.

[34]　王尔德,于振兴,刘祖岩.纳米晶复合物M g-N i-V

2O

5

储氢性能研究[J].功能材料,2002,33(3):280-282. [35]　于振兴,王尔德,刘祖岩,等.纳米晶复合M g-N i-C r

2 O

3

的吸放氢性能[J].中国有色金属学报,2002,12(4):

743-748.

[36]　胡季帆,隋振贵,陆宏良,等.T i O

2

纳米微粉及生物染料的光催化降解[J].功能材料,2003,34(3):336-337.

[37]　T S U Z U K I T,N A K A S H I M A PN H,M C C O R M I C K PG.

C o n f O p t o e l e c t r o nM i c r o e l e c t r o nM a t e r

D e v i c e s P r o c[C].

M e e t i n g D a t e,1998.403-406.

[38]　C H E N M O UZ H E N G,X I N M I N Z H A N G,Z H E N G P I N GQ I A O,

e t a l.P r e p a r a t i o na n dC h a r a c t e r i z a t i o no

f N a n o c r y s t a l V2O5

[J].J o u r n a l o f S o l i d S t a t e C h e m i s t r y,2001,159:181-185.

[39]　邓忠民,洪友士,朱晨.S P D纳米材料制备方法及其力学

特性[J].力学进展,2003,33(1):56-63.

[40]　Z H E R N A K O V V S,L A T Y S H V V,S T O L Y A R O V V V,e t

a l.T h e D e v e l o p i n g o f N a n o s t r u c t u r e d S P DT i f o r S t r u c t u r e a l

U s e[J].S c r i p a t M a t e r i a l i a,2001,44:1771-1774. [41]　V A L I E VRZ.S P DP r o c e s s i n ga n dP r o p e r t i e s o f M e t a s t a b l e

N a n o s t r u c t u r e dA l l o y s[J].M a t e r i a l s S c i e n c e F o r u m,2000,

8:773-778.

[42]　H U A N GJ Y,Z H I Y T,J I A N GH,e t a l.M i c r o s t u r c t u r e s

a n dD i s l o c a t i o nC o n f i g u r a t i o na n dS t r a i g h t e n i n g[J].A c t a

M a t e r i a l i a,2001,49:1497-1505.

[43]　陈彩风,陈志刚.超声场中湿法制备纳米粉末的原理和

方法[J].机械工程材料,2003,27(4):30-32.

[44]　王菊香,潘进.超声电解法制备超细金属粉的研究[J].

金属功能材料,1997,(3):115-118.

[45]　B I NL I,Y I X I E,J I A X I N G H U A N G,e t a l.A N o v e l M e t h o d

f o r t h eP r e p a r a t i o no f-S e m i c o n d u c t o r s:S o n o c h e m i c a l S y n-

t h e s i s o f I n PN a n o c r y s t a l s[J].U l t r a s o n i c s S o n o c h e m i s t r y,

2002,8:331-334.

[46]　赵愚,余海湖,姜德生.技术创新与全球纳米自组装技术

的发展[J].科技进步与对策,2002,5:75-77.

[47]　Y I NS Y,WA N GZL.P r e p a r a t i o no f S e l f-a s s e m b l e d C o b a l t

N a n o c r y s t a l A r r a y s[J].N a n oS t r u c t u r e dM a t e r i a l,1999,7

(11):845-852.

C u r r e n t S t a t u s a n dT r e n do f P r e p a r a t i o no f N a n o m e t e r Ma t e r i a l

T A N G Y i-k e1,X UJ i n g1,WE I L i-f a n2

(1.S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f M e c h a n i c a l T r a n s m i s s i o n,C h o n g q i n g U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g400030,C h i n a;

2.C h i n a A c a d e m y o f E n g i n e e r i n g P h y s i c s,M i a n y a n g621000,C h i n a)

A b s t r a c t:T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f n a n o m e t e r m a t e r i a l a r e p r e s e n t e d i n b r i e f.R e f e r r i n g m a n y d o m e s t i ca n d o v e r s e a s p a s s a-g e s o r s o u r c e s,d i f f e r e n t p r o c e s s e s,c h a r a c t e r i s t i c s a n d p r o g r e s s o f p r e p a r a t i o n a r e s u m m a r i z e d.T h e s e p r o c e s s e s i n c l u d e g a s r e a c t i n g p r o c e s s,p r e c i p i t a t i o n p r o c e s s,m i c r o-e m u l s i o n m e d i a t e d p r o c e s s,s o l-g e l p r o c e s s,t h e r m a l p r o c e s s o f s o l-v e n t,s o l i d r e a c t i n g p r o c e s s,S P Dp r o c e s s,l i q u i d p r o c e s s i n u l t r a s o n i cf i e l d,s u p e r c r i t i c a l f l u i d d r y i n g p r o c e s s,s e l f-a s s e m b l e d p r o c e s s.A t p r e s e n t,u n i f o r m n a n o c r y s t a l s w i t ha na v e r a g ep a r t i c l es i z eo f a b o u t5n m c a nb eo b t a i n e d.

G r o w t ho f c r y s t a l s c a n b e c o n t r o l l e d t o a c e r t a i n e x t e n t i n s o m e o v e r s e a l a b o r a t o r y.H e n c e s p e c i a l s i z e,s p e c i a l s h a p e a n d s p e c i a l s t r u c t u r ec a n b e o b t a i n e db y s e l e c t i n g d i f f e r e n t m e t h o da n dp r e p a r a t i o n c o n d i t i o n.I na d d i t i o n,d e v e l o p m e n t a l t r e n d o f p r e p a r a t i o n f o r n a n o m e t e r i s p r e s e n t e d.

K e y w o r d s:n a n o m e t e r m a t e r i a l;m e t h o d s o f p r e p a r a t i o n;c u r r e n t s t a t u s

(编辑　张小强)

10重庆大学学报(自然科学版) 2005年