溶胶-凝胶法在制备纳米材料方面的应用资料讲解

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溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅的研究

溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅的研究

3、拓展应用领域:探索纳米二氧化硅在新的领域如光电器件、生物医学等 的应用潜力,为未来的科技发展提供新的可能性。
4、加强机理研究:深入研究溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅过程中的反应机 理和过程控制机制,为优化制备工艺提供理论支持独特的尺寸效应,在许多领域展现出巨大的潜力。其中, 纳米二氧化硅(SiO2)因其优异的化学稳定性、高比表面积和良好的机械性能, 被广泛应用于催化剂载体、吸附剂、药物载体和光电器件等领域。制备纳米二氧 化硅的方法有多种
六、展望与建议
溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅是一个富有挑战性和前景的研究领域。为了进 一步提高纳米二氧化硅的性能和应用范围,未来的研究可以从以下几个方面进行 探索:
1、开发新的前驱体和催化剂体系:通过研究新的前驱体和催化剂体系,有 望获得具有更好性能或特殊形貌的纳米二氧化硅。
2、优化制备工艺:通过对制备工艺的优化,降低成本并提高产量,有望实 现纳米二氧化硅的大规模生产和应用。
,如化学气相沉积、模板法、水热法等。其中,溶胶凝胶法由于其简便、成 本低、可大规模生产等优点,成为制备纳米二氧化硅的一种有效方法。本次演示 将探讨溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅的过程及影响因素。
二、溶胶凝胶法的基本原理
溶胶凝胶法是一种通过控制化学反应,将前驱体溶液转化为固相凝胶的制备 技术。该方法主要涉及三个步骤:溶液的化学反应、胶体的形成和凝胶的固化。 在此过程中,前驱体溶液中的化学物质通过缩合反应形成稳定的溶胶,随后溶胶 脱水干燥形成凝
3、拓展应用领域:探索纳米二氧化硅在新的领域如光电器件、生物医学等 的应用潜力,为未来的科技发展提供新的可能性。
4、加强机理研究:深入研究溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅过程中的反应机 理和过程控制机制,为优化制备工艺提供理论支持。

制备纳米材料的实验技术详解

制备纳米材料的实验技术详解

制备纳米材料的实验技术详解纳米材料因其独特的性质在各个领域展现出巨大的潜力,如电子、生物、医药等。

而其中关键的一环就是如何有效地制备纳米材料。

本文将详细介绍几种常用的纳米材料制备实验技术,并探讨其原理和应用。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的纳米材料制备方法,适用于无机材料的制备。

其基本原理是通过逐渐加热和干燥,使溶解在溶剂中的金属盐或有机化合物逐渐形成固体凝胶。

随着温度的升高,溶胶中的小颗粒逐渐成长为纳米颗粒。

这种方法可以在较低的温度下制备出高质量的纳米材料,并且有较好的控制性和可扩展性。

2. 水热法水热法是另一种制备无机纳米材料的常见方法,它利用高温高压下溶剂的特殊性质,使溶质在水中反应形成纳米级的颗粒。

水热法具有简单、易控制、操作灵活等优点,适用于制备各种金属氧化物、金属硫化物、金属碳酸盐等纳米材料。

它在电子器件、催化剂等领域有广泛的应用。

3. 高能球磨法高能球磨法是一种机械力促进的纳米材料制备技术。

其原理是在高速旋转的球磨罐中,通过球磨颗粒之间的碰撞和摩擦,使大颗粒逐渐破碎成纳米级颗粒。

高能球磨法可以制备各种材料的纳米颗粒,例如金属、陶瓷、高分子等。

它具有操作简单、样品可扩展等优点,广泛用于材料研究和应用开发。

4. 气溶胶法气溶胶法是一种通过气相化学反应制备纳米材料的技术。

其核心原理是将气体状态的前驱物经过化学反应或热分解形成固态颗粒。

气溶胶法可以制备各种纳米材料,例如金属氧化物、金属硫化物、金属氢化物等。

该方法具有制备纯度高、纳米颗粒均匀分散等特点,广泛应用于电化学储能、催化剂等领域。

总结起来,制备纳米材料的实验技术有溶胶-凝胶法、水热法、高能球磨法和气溶胶法等。

这些方法各有优势和适用范围,可以根据需要选择合适的制备技术。

随着纳米科技的发展,不断有新的制备方法被创新出来,推动了纳米材料的应用领域的拓展和深化。

需要注意的是,在实验过程中,不仅要控制好温度、压力和反应时间等参数,还要注意安全性和环境问题。

溶胶-凝胶原理与纳米材料的制备

溶胶-凝胶原理与纳米材料的制备

溶胶-凝胶原理与纳米材料的制备溶胶-凝胶法是制备纳米材料的一种常用方法,它基于溶胶-凝胶原理,通过控制溶胶的化学成分、pH值、温度、反应时间等条件,使得溶胶逐渐凝胶化,最终形成具有纳米级尺寸的凝胶体系。

溶胶-凝胶法是一种可控制、灵活性高、适用范围广的制备纳米材料的方法。

溶胶-凝胶法的基本原理包括三个方面:溶胶的制备、凝胶化和热处理。

首先是溶胶的制备,溶胶可以是一种单一的化学物质,也可以是多种化学物质组成的复合体系。

不同化学成分的溶胶在反应过程中起到不同的作用,例如,有些材料可以作为前驱体,在热处理过程中形成目标纳米材料的晶相;有些材料可以作为协同剂,调节溶胶的粘度、表面张力等性质;有些材料则是稳定剂,防止凝胶体系聚集或分解。

其次是凝胶化,凝胶化是指溶胶的胶态转化过程。

在凝胶化过程中,溶胶中的化学反应、聚合或交联等作用导致溶胶逐渐成为一种具有凝胶状态的物质。

凝胶化过程的速度和程度可以通过控制溶胶的条件和参数进行调节。

凝胶化的过程和结果会直接影响到最终制备出的纳米材料的性质和效果。

最后是热处理,热处理是指将凝胶体系在高温下加热处理一段时间,使得原先的凝胶体系发生相应的化学反应、热稳定性变化等,最终形成目标纳米材料。

热处理的条件和温度对产物的晶相、尺寸、形貌等影响非常大,掌握好这个环节可以最大限度地控制目标纳米材料的性质和效果。

溶胶-凝胶法制备纳米材料具有很多优点。

首先,它是一种灵活、可控的制备方法,可以调节制备过程中的参数和条件,以适应不同纳米材料的制备需求;其次,它是一种比较纯净、绿色的制备方法,不需要使用大量的有害溶剂和助剂;再次,通过溶胶-凝胶法制备的纳米材料通常具有良好的均匀性和高度定向性,可以在很多领域里得到应用,例如,电子设备、催化剂、生物医学等。

溶胶凝胶在纳米材料制备中的应用

溶胶凝胶在纳米材料制备中的应用

金属有机化合物聚合凝胶法:
(1)金属醇盐水解法
金属有机化合物溶解在合适的溶剂中,发生一系列化学反应,如水解、缩聚和聚合, 形成连续的无机网络凝胶。是目前溶胶凝胶技术最为常用的方法: 水解反应:M(OR)n + xH2O = M(OH)x (OR)n-x + xROH 聚合反应: 失水聚合:-M-OH + HO-M- = -M-O-M- + H2O 失醇聚合:-M-OR + HO-M- = -M-O-M- + ROH
溶胶-凝胶法制备方法:非醇盐法制备薄膜和醇盐法制备薄膜
醇盐法制备薄膜反应体系:包含金属醇盐、溶剂(甲醇、乙醇等)、水、
催化剂(酸、弱碱)、水解速度控制剂(乙酰丙酮等)、以及成膜控制剂 (PVA、DMF以及聚乙二醇等)。
薄膜组成 Y2O3 SrTiO3 Al2O3-SiO2 CeO2-TiO2 溶胶-凝胶反应体系的组成 Y(OC4H9)3、H2O、乙酰丙酮(acac)、CH3COOH、 CH3OH Sr(OC2H5)2、Ti(OC4H9)4、H2O、CH3COOH、 HCl、乙酰丙酮(acac) Si(OC2H5)4、Al(OC3H7)3、C2H5OH、H2O、HCl、 CH3COOH、DMF Ti(OC4H9)4、H2O、Ce(OC2H5)3、HCl、NH4OH、CH3OH
1971年
20世纪80年代至今
迅速发展 引起广泛关注与研究 真正受到重视 现代溶胶 J.J.Ebelmen -凝胶技术起源 发现SiCl4与 W.Geffcken 利用金属醇盐水解和 德国联邦学者 H.Dislich Sol-Gel 利用 法开始被广泛应 乙醇混合后在湿空气中水 胶凝化制备出了氧化物薄膜, Sol-Gel法成功制备出多组分 用于铁电材料、超导材 解形成凝胶,制备了单 从而证实了这种方法的可行性 玻璃之。Sol-Gel法才引起 料、冶金粉末、陶瓷材 一氧化物(SiO2) 科学界的广泛关注,并得到迅 料、薄膜的制备及其它材 料的制备等。 速发展

溶胶凝胶法的原理及应用

溶胶凝胶法的原理及应用

溶胶凝胶法的原理及应用一、溶胶凝胶法的概述溶胶凝胶法(Sol-Gel Method)是一种常用的合成材料的方法,通过将溶解的金属离子或有机小分子通过水解、聚合和凝胶化等反应途径,形成无机或有机凝胶材料的过程。

其原理主要涉及胶体、溶胶和凝胶等概念。

溶胶凝胶法具有简单、灵活、无污染等优点,因此被广泛应用于材料科学、化学工程等领域。

二、溶胶凝胶法的原理溶胶凝胶法的原理基于溶胶和凝胶之间的相变过程。

一般来说,溶胶是一个分散的微观颗粒体系,其中悬浮在连续相(通常是液体)中的固体颗粒称为胶体颗粒。

凝胶是由溶胶中的胶体颗粒所形成的三维网状结构。

溶胶凝胶法的基本步骤包括凝胶前体的合成、溶胶的形成、凝胶的生成和固化等。

2.1 凝胶前体的合成凝胶前体材料参与凝胶化反应的离子或分子形成的混合物。

凝胶前体的合成通常通过溶液混合、沉淀、配位等方法得到。

例如,将金属盐和络合剂溶解在溶剂中,通过相互反应形成凝胶前体材料。

2.2 溶胶的形成凝胶前体在溶液中进一步水解、聚合等反应,形成胶体粒子的过程称为溶胶形成。

在形成过程中,原子、离子或分子逐渐成为固体的胶体颗粒,并与溶剂中的液相形成分散体系。

2.3 凝胶的生成溶胶形成后,在适当的条件下,胶体颗粒开始聚集,形成凝胶结构。

这是因为胶体颗粒之间发生物理或化学相互作用的结果,例如凝胶颗粒表面的粒子间引力互相作用。

2.4 固化凝胶的固化是指将凝胶材料从液体状态转变为固体状态的过程。

这通常涉及热处理、化学反应或物理改变等方法。

固化后的凝胶形成坚硬的固体物质,具有一定的形状和结构。

三、溶胶凝胶法的应用溶胶凝胶法具有广泛的应用领域,以下是几个常见的应用方面:3.1 材料科学溶胶凝胶法被广泛应用于合成新型材料。

通过调控凝胶化条件和前体材料的组成,可以得到具有特殊结构和性能的材料。

例如,通过控制Silica凝胶中孔洞的大小和分布,可以制备具有高表面积和吸附性能的材料,可应用于催化剂、吸附剂等领域。

溶胶-凝胶法的原理和应用

溶胶-凝胶法的原理和应用

溶胶-凝胶法的原理和应用1. 溶胶-凝胶法的概述溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米颗粒材料的方法。

它通过将溶胶转化为凝胶,再通过热处理或其他方式将凝胶转化为纳米颗粒材料。

这种方法可以制备出具有高比表面积和孔隙结构的材料,具有广泛的应用前景。

2. 溶胶-凝胶法的原理溶胶-凝胶法的制备过程一般包括四个步骤:溶胶的制备、凝胶的形成、凝胶的加工和热处理。

以下是具体的原理介绍:2.1 溶胶的制备溶胶是指由固体颗粒悬浮在液体中形成的胶体系统。

在溶胶制备过程中,需要选择合适的溶剂和溶质,并通过物理或化学方法将其混合均匀,形成胶体系统。

2.2 凝胶的形成凝胶是指溶胶中颗粒聚集形成的凝胶网状结构。

在凝胶形成过程中,需要调节溶胶中的各种参数,如pH值、温度、浓度等,以促使颗粒聚集并形成凝胶。

2.3 凝胶的加工凝胶形成后,需要对凝胶进行进一步的加工处理。

加工的方式可以是冷冻干燥、超临界流体萃取等,目的是去除溶剂,使凝胶更加稳定。

2.4 热处理经过凝胶加工后,需要将凝胶进行热处理,将凝胶转化为纳米颗粒材料。

热处理过程中,需要控制温度和时间等参数,以保证颗粒的形成和结构的稳定。

3. 溶胶-凝胶法的应用溶胶-凝胶法具有广泛的应用前景,以下是该方法在一些领域的应用示例:3.1 纳米材料制备溶胶-凝胶法可以用于制备各种纳米颗粒材料,如二氧化硅、氧化铁等。

这些纳米材料具有高比表面积和孔隙结构,广泛应用于催化、传感、光学等领域。

3.2 传感器制备利用溶胶-凝胶法可以制备出高灵敏度和高选择性的传感器。

通过调节溶胶-凝胶过程中的参数和材料组成,可以实现对特定物质的检测和识别。

3.3 催化剂制备溶胶-凝胶法制备的纳米颗粒材料具有较大的比表面积和孔隙结构,非常适合用作催化剂。

这些催化剂可以应用于化学反应、汽车尾气净化等领域,具有高效率和长寿命的特点。

3.4 能源存储材料制备溶胶-凝胶法可以制备出具有高比表面积和孔隙结构的能源存储材料,如超级电容器材料、锂离子电池材料等。

溶胶凝胶法制备纳米材料的工艺研究

溶胶凝胶法制备纳米材料的工艺研究

溶胶凝胶法制备纳米材料的工艺研究纳米材料是指颗粒尺寸在1~100纳米范围内的材料,具有独特的物理、化学和生物学特性,因此在许多领域有着广泛的应用前景。

溶胶凝胶法是制备纳米材料的一种常用方法,通过该方法可以制备出形貌特殊、结构均匀的纳米材料。

本文将介绍溶胶凝胶法的基本原理、工艺步骤以及其在制备纳米材料中的应用。

溶胶凝胶法是一种液相合成法,其基本原理是通过溶胶的凝胶化过程,得到具有特定形貌和尺寸的纳米材料。

在这个过程中,溶胶是一种具有高度分散的固体颗粒悬浮于稀溶液中的胶体系统。

凝胶则是溶胶经过一系列物理或化学变化形成的固体相。

溶胶凝胶法的基本思路是在适宜的条件下,通过控制溶胶的凝胶过程,实现纳米材料的制备。

溶胶凝胶法的工艺步骤主要包括溶胶制备、凝胶形成、凝胶处理和热处理等。

首先是溶胶的制备,通常采用溶胶准备剂和适量的溶剂混合制备。

溶胶准备剂可以通过溶胶沉淀、水热法、溶胶热解法等方法获得,不同的方法会产生不同的溶胶性质和粒径分布。

其次是凝胶形成,溶胶经过一系列处理后,形成凝胶体系。

凝胶形成的方式有很多种,如溶剂蒸发法、酸碱中和法、水热合成法等,根据不同材料的性质选择合适的凝胶形成方法。

然后是凝胶的处理,包括洗涤、干燥和研磨等步骤,目的是去除凝胶中的杂质,得到纯净的纳米材料。

最后是热处理,将凝胶体系在高温下热处理,使其形成纳米材料。

溶胶凝胶法在制备纳米材料中具有许多独特优势。

首先,该方法制备的纳米材料形貌特殊,可以得到不同形状和尺寸的纳米颗粒,如纳米线、纳米球、纳米片等,具有良好的形貌可控性。

其次,溶胶凝胶法制备的纳米材料结构均匀,颗粒尺寸分布窄,具有较高的结晶度和纯度。

第三,溶胶凝胶法适用于大规模纳米材料的制备,可以通过控制制备条件实现纳米材料的批量生产。

此外,该方法还可通过控制溶胶成分、溶胶处理和热处理过程来调控纳米材料的功能性能。

然而,溶胶凝胶法制备纳米材料也存在一些问题。

首先,该方法制备过程复杂,涉及多个工艺步骤,需要严格控制各个步骤的参数,以保证制备的纳米材料的品质。

溶胶凝胶法的原理及基本步骤-解释说明

溶胶凝胶法的原理及基本步骤-解释说明

溶胶凝胶法的原理及基本步骤-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:溶胶凝胶法是一种常见的材料制备方法,其原理是利用溶胶(一种液体中的悬浮颗粒)和凝胶(一种具有网状结构的固体)相互作用,在适当的条件下形成一种新的物质结构。

这种方法被广泛应用于制备陶瓷材料、纳米材料、薄膜材料等领域。

本篇文章将系统介绍溶胶凝胶法的原理及基本步骤,以及在材料制备中的应用,旨在帮助读者全面了解这一制备方法,并且对未来的研究和应用提供一定的参考。

文章结构部分内容:1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分。

在引言部分,将对溶胶凝胶法进行概述,并介绍文章的结构和目的。

在正文部分,将详细介绍溶胶凝胶法的原理和基本步骤,以及在材料制备中的应用。

在结论部分,将对文章进行总结,并展望溶胶凝胶法在未来的应用前景,最后进行结束语。

整个文章将全面而系统地介绍溶胶凝胶法的原理及基本步骤,并探讨其在材料领域的应用及未来发展方向。

1.3 目的本文旨在深入探讨溶胶凝胶法在材料制备中的原理及基本步骤,通过对溶胶凝胶法的相关知识进行系统梳理和总结,使读者能够全面了解这一制备方法的工作原理、操作步骤以及在材料制备中的应用。

同时,希望通过本文的介绍,能够为科研工作者和学习者提供一份详尽的参考,促进溶胶凝胶法在材料科学和工程领域的进一步应用和发展。

2.正文2.1 溶胶凝胶法原理溶胶凝胶法是一种常用的化学制备方法,其原理基于溶液中溶质形成溶胶,通过控制条件使其逐渐形成凝胶。

在这一过程中,溶胶的成核和生长是关键步骤。

溶胶的成核是指溶质在溶剂中形成原子团团核,并随后生长成为凝胶。

溶胶凝胶法的原理可以通过几种途径来解释,包括凝胶化理论、溶胶分散理论和溶胶-凝胶相变动力学理论。

首先,根据凝胶化理论,溶胶凝胶法是通过使溶质构成三维网状结构来形成凝胶。

在溶胶形成初期,溶质在溶剂中分散,然后逐渐形成原子团团核。

这些团核互相连接形成网状结构,最终形成凝胶。

根据溶胶分散理论,溶胶凝胶法原理是利用溶剂对溶质的分散作用。

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溶胶-凝胶法在制备纳米材料方面的应用
溶胶-凝胶法在制备纳米材料方面的应用
前言
纳米科技是一个跨学科的研究与开发领域,涉及纳米电子学、纳米材料学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工及表征等。

纳米材料的合成与制备一直是纳米科学领域内一个重要的研究课题,新材料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。

最早是采用金属蒸发凝聚"原位冷压成型法制备纳米晶体,相继又发展了各种物理、化学方法,如机械球磨法、非晶晶化法、水热法、溶胶-凝胶法等
溶胶-凝胶法是上个世纪6、70年代发展起来的一种制备无机材料的新工艺,近年来多被用于制备纳米微粒和薄膜。

溶胶-凝胶法具有反应条件温和通常不需要高温高压,对设备技术要求不高,体系化学均匀性好,可以通过改变溶胶-凝胶过程的参数裁剪控制纳米材料的显微结构等诸多优点。

不仅可用于制备超微粉末和薄膜,而且成功应用于颗粒表面包覆,成为目前合成无机纳米材料的主要技术,引起了材料科学技术界的广泛关注,是一个具有挑战性和应用前景非常广阔的领域。

1.溶胶-凝胶法的工艺原理:
溶胶凝胶法的工艺原理是:以液体化学试剂配制成金属无机盐或金属醇盐的前驱体,前驱体溶于溶剂中形成均匀的溶液(有时加入少量分散剂)加入适量的凝固剂使盐水解、醇解或发生聚合反应生成均匀、稳定的溶胶体系,再经过长时间放置(陈化)或干燥处理使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分、最后得到无机纳米材料。

因此,也有人把溶胶凝胶法归类为前驱化合物法。

根据原料的不同,溶胶凝胶法一般可分为两类,即无机盐溶胶凝胶法和金属醇盐水解法。

(1)在无机盐溶胶凝胶法中,溶胶的制备是通过对无机盐沉淀过程的控制,使生成的颗粒不团聚成大颗粒而生成沉淀,直接得到溶胶;或先将部分或全部组分用适当的沉淀剂沉淀出来,经解凝,使原来团聚的沉淀颗粒分散成胶体颗粒溶胶的形成主要是通过无机盐的水解来完成。

反应式如下
(2)金属醇盐水解法通常是以金属有机醇盐为原料 ! 通过水解与缩聚反应而制得溶胶’首先将金属醇盐溶入有机溶剂 ! 加水则会发生如下反应:
式中M为金属R为有机基团,如烷基。

经加热去除有机溶液得到金属氧化物材料。

2.溶胶-凝胶法的工艺过程:
溶胶凝胶法制备无机纳米材料过程主要包括5个步骤
(1)均相溶液的制备:溶胶凝胶法的第一步是制取包含醇盐和水均相溶液,以确保醇盐的水解反应在分子级水平上进行。

在此过程中,溶剂的选择和加入量是关键。

(2)溶胶的制备:在溶胶凝胶法中,最终产品的结构在溶胶形成过程中即已初步形成,后续工艺均与溶胶的性质直接相关,因此溶胶制备的质量是十分重要的。

有两种方法制备溶胶,一是先将部分或全部组分用适当沉淀剂先沉淀出来,经解凝,使原来团聚的沉淀颗粒分散成原始颗粒。

这种颗粒的大小一般在
溶胶体系中胶核大小的范围内,因而可制得溶胶;另一种方法是由同样的盐溶液,通过对沉淀过程的严格控制,使首先形成的颗粒不致团聚为大颗粒而沉淀,从而直接得到胶体溶液。

(3)凝胶化过程:缩聚反应形成的聚合物或粒子聚集体长大为小粒子簇,后者逐渐相互连接成为一个横跨整体的三维粒子簇连续固体网络。

在陈化过程中,胶体粒子聚集形成凝胶,由于液相被包裹于固相骨架中,整个体系失去活动性,随着胶体粒子逐渐形成网络结构,溶胶也从Newton体向Bingham 体转变,并带有明显的触变性。

在许多实际应用中,制品的成型就是在此期间完成的。

(4)凝胶的干燥:湿凝胶内包裹着大量的溶剂和水,干燥过程就是除去湿凝胶中物理吸附的水和有机溶剂及化学吸附的氢氧基(-OH)或烷氧基(-OR)等残余物。

干燥过程往往伴随着很大的体积收缩,因而容易引起开裂。

防止凝胶在干燥过程中开裂是溶胶凝胶工艺中至关重要而又较为困难的一个环节,特别是对尺寸较大的块体材料。

(5)干凝胶的热处理:热处理的目的是消除干凝胶中的气孔,使成品的相组成和显微结构满足产品的性能要求。

在加热过程中,干凝胶先在低温下脱去吸附在表面的水和醇。

265~300℃时-OR被氧化;300℃以上则脱去结构中的-OH。

由于热处理伴随有较大的体积收缩和各种气体(如CO2,H2O,ROH)的释放,所以升温速度不宜过快。

3.溶胶凝胶法的特点
在溶胶凝胶工艺中,由于材料的初期结构在溶液-溶胶-凝胶过程中已形成,通过灵活的制备工艺和胶体改性,可在材料制备的初期就对其化学状态、几何
构型、粒径和均匀性等超微结构进行控制。

这种从无控制状态到有控制状态的改变并不是一个简单的量变递进,它已在众多方面显示出其独特的价值和新的现象。

目前,溶胶凝胶法应用研究所涉及的材料领域相当广泛,从已有的研究看,溶胶凝胶法至少在以下方面有其独到的优势:
(1)合成温度低
运用该法时的烧结温度通常比传统方法低400~500℃,这不但降低了对反应系统工艺条件的要求及能耗,而且可制得一些传统方法难以得到或根本得不到的材料,尤其在制备薄膜的工艺中降低了对基底材料的要求,扩大了应用范围。

(2)化学均匀性好
由于在溶胶凝胶过程中,溶胶由溶液制得故胶粒内及胶粒间化学成分完全一致,该方法使反应物在分子水平进行反应和混合,能使产物达到很高的均一度及高度的细化。

(3)化学计量准确
成分配比可控,易于改性,可掺杂范围宽。

(4)产品形态多样化
从同一种原料出发,通过改变工艺过程即可获得不同形态的产品,如粉料、薄膜、纤维等。

(5)成本低廉
原料来源丰富,工艺简单,不需要昂贵的设备。

结语
溶胶凝胶法因其工艺独特的优点日益受到人们的重视。

近年来,溶胶凝胶法在无机纳米微粒纳米薄膜的制备及纳米微粒的表面包覆等方面得到了广泛应用,但它也存在着许多不足之处。

如反应周期太长,工艺参数的控制极为困难,难以实现大型工艺化生产;金属醇盐和多数有机物原料价格昂贵,且在生产过程中污染严重,不利于环境保护;热处理过程时间较长,制品易产生开裂等。

这些问题都有待于解决,但不可否认的是,它为纳米材料的制备提供了一种便易可行的方法,而且具有极大的潜在应用价值。

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