微纳米粉体表面包覆技术的应用研究
原子层沉积包覆技术
原子层沉积包覆技术微纳米颗粒由于小尺寸效应与量子尺寸效应具有许多常见块体材料所没有的物理化学特性，对微纳米颗粒的表面进行进一步的修饰、改性或包覆，使其具有适合应用需求的物理化学特性，是其广泛应用于环境、能源、电子、医疗、军事等领域的基础。
目前微纳米颗粒表面包覆改性主要基于液相技术，包括凝胶法、沉淀法、非均相凝固法、非均匀成核法、化学镀法等。
这些方法工艺流程较为成熟，设备需求较为简单，得到一定程度的工业应用。
然而，液相技术也存在明显的不足，如包覆可控性差，包覆层厚度不均匀、不致密，表面活性剂难于彻底移除等问题，限制了其在一些高精尖、可控性要求严格的领域的应用，因此高效可控的微纳米颗粒包覆技术受到行业的重点关注。
原子层沉积(AtomiCLayer Deposition,ALD)技术是一种基于气相化学反应的薄膜沉积技术，可通过在微纳米颗粒表面沉积薄膜实现颗粒的表面改性，具有优异的均匀一致性和亚纳米厚度可控性，其成膜质量高、组分精确可控，在微电子等领域得到了广泛的工业应用。
运用原子层沉积技术对微纳米颗粒进行表面修饰，可精确控制包覆厚度、组分、形貌等。
在对于包覆层的成分、厚度、致密性上要求高，或对反应溶剂环境要求苛刻的情况下，ALD较其他方法有着显著的优势。
ALD对纳米粉末的均匀包覆原子层沉积技术的原理ALD是指通过将气相前驱体交替脉冲通入反应室并在沉积基体表面发生气固相化学吸附反应形成薄膜的一种方法。
其一个周期的沉积过程由四个步骤进行：(1 )第一种反应前驱体气体到达基底表面，发生饱和化学吸附；(2)第一种前驱体反应物化学吸附完成后，通入吹扫气体，除去过量的反应前驱体和反应过程中的副产物；(3 )通入第二种反应前驱体气体，使其与基底表面的活性基团发生饱和化学吸附；(4)待第二种反应前驱体化学吸附完成后，通入吹扫气体，去除过量的反应前驱体和反应副产物。
原子层沉积反应原理示意图（HALD前驱体的选择前驱体气体的选择对ALD生长的涂层质量有着至关重要的作用，前驱体需要满足：（1）具有足够高的蒸气压，保证其能够充分覆盖或填充基体材料的表面；（2）具有良好的化学稳定性，防止在反应最高温度限度内发生自分解；（3）无毒、无腐蚀性，且产物呈惰性，避免阻碍自限制薄膜生长；（4）反应活性强，能迅速在材料表面进行吸附,并达到饱和，或与材料表面基团快速有效反应。
纳米科技在食品包装材料中的创新研究与技术分享
纳米科技在食品包装材料中的创新研究与技术分享随着科技的不断进步，纳米科技在各个领域中都取得了重要的突破和应用。
其中，在食品包装材料领域，纳米科技也得到了广泛的关注和研究。
本文将重点介绍纳米科技在食品包装材料中的创新研究与技术分享。
一、纳米材料在食品包装中的应用1. 纳米陶瓷涂层技术纳米陶瓷涂层技术是一种将纳米材料用于食品包装表面涂层的技术。
这种涂层可以提供高效的屏障性能，有效隔绝外界氧气、湿气和异味的侵入。
同时，纳米陶瓷涂层还可以抑制食品的腐败和氧化，延长其保鲜期，并提高包装物的强度和压缩性能。
2. 纳米复合材料纳米复合材料是一种由纳米颗粒与基础材料相结合而形成的材料。
在食品包装中，纳米复合材料可以增强包装的物理、化学和机械性能。
例如，通过添加纳米粒子，可以提高包装材料的硬度、抗裂性和抗撕裂性，从而防止包装在运输和储存过程中受到外部冲击而破裂。
3. 纳米防菌技术纳米颗粒具有较大的比表面积和独特的化学活性，可以用于制造具有防菌功能的食品包装材料。
通过将纳米银颗粒等添加到包装材料中，可以抑制微生物的生长和繁殖，避免食品被细菌污染，从而延长食品的保鲜期，并提高食品的安全性。
二、纳米科技在食品包装材料中的优势1. 提高包装材料的各项性能纳米科技的应用可以改善食品包装材料的透明度、拉伸性、强度、抗氧化性和防潮性等性能指标。
这些优化可以保护食品的质量和新鲜度，避免食品腐败和变质，从而提高食品的安全性和保鲜期。
2. 减少包装材料的使用量纳米科技可以提高材料的性能，使其在相同厚度下具有更好的耐磨损和防水性能。
这意味着我们可以使用更薄的包装材料，减少对环境的负荷和能源的消耗。
这对于建立可持续发展的包装材料制造业具有重要意义。
3. 增加产品附加值纳米科技可以为食品包装材料增加新的功能，如智能感应功能、气味传感功能和防伪功能等。
这样的附加值可以提高产品的市场竞争力，并提供更多的选择和便利性给消费者。
三、纳米科技在食品包装材料中的挑战与未来发展1. 安全性问题尽管纳米科技为食品包装材料带来了新的机遇，但纳米材料本身也存在一定的安全性问题。
纳米铝粉表面包覆改性研究的最新进展
中图分 类号 ： Ｔ ３ Ｂ４
文献 标识 码 ：Ａ
文章 编号 ：１１— ９９ （０ ）０ — ０ １ １ ８ ２ １１ ２ １ １ ２ ０ ８—０
０ 引言
铝粉是现代固体火箭推进剂常用的添加剂之
一
强 、喷管 的两 相流 损失 和形 成羽 烟排 出等 缺陷 。 纳米 铝 粉 由于其 优 异 的热 释放 和低 温 氧化 能
低 ， 因此 被 广 泛 采 用 …ｌ ＿＿ 而 ，普 通 铝 粉 和微 ３ 。然 米 级 铝粉 的点 火 延 迟 时 间 较 长 、燃 烧 效 率 较 低 ， 而且 ，在推 进剂 燃烧 过 程 中易 在推 进剂 燃 烧 表 面 发 生 团聚而 形成 大 的凝 滴 ，从 而产 生特 征 信 号过
第 ８卷第 ２期
２ １ 年 ４月 ０１
纳
米 科 技
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纳米铝粉表面包覆改性研究 的最新进展
姚二 岗，赵凤起 ，安 亭
（ 西安 近代 化 学研 究所 ，陕 西 西安 ７ ０６） １０ ５ 摘 要 ： 综 述 了 固体推 进 剂 用纳米 铝粉 的几 种 包覆 改性 方 法 ， 包括 ：碳 包覆 、金 属 包覆 、氧 化 物 包覆 、 聚合 物 包覆 、有机 酸 包覆 及推 进 剂 组分 包覆 ，评 述 了各 种 方 法的优 缺 点 ，分 析认 为若 在 固体 推进 剂 中应 用 ，可 重点发展 碳 包覆 、金 属 包覆 和 推进 剂组 分 包覆 等 方 法。
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纳米包覆技术
纳米包覆技术随着科技的发展，纳米技术逐渐成为了实现许多领域的重要手段。
其中，纳米包覆技术则是一种将纳米材料包裹在目标物质表面的技术，可应用于生物医学、材料科学、环境工程等领域。
纳米包覆技术的关键是材料的选择与合成，以及覆盖在目标物表面的方法与效果评价。
一、纳米包覆技术的原理及应用纳米包覆技术是指将一种纳米材料包覆在目标物质表面形成所谓的“复合材料”的技术。
这种技术可将纳米材料的独特性质与目标物质的特性相结合，从而增强目标物质的物理化学性质和机械性能等。
纳米材料包覆方式包括物理、化学和生物方法，其中物理法主要有溶液共混和蒸发法、离子束辐照法、气相沉积等；化学法常用的有还原法、沉淀法、化学还原负载法等；而生物法则是采用由生物材料释放得到纳米材料的方法。
纳米包覆技术应用广泛，其中在生物医学、能源材料、纳米电子学等领域中应用较为广泛。
例如，在生物医学领域中可利用纳米包覆技术来改善药物稳定性、发射性、降低毒性和提高生物利用率；在能源材料领域则可利用其提高太阳能电池的效率和降低污染物的排放、改善电池储电性能。
以纳米电子学领域为例，也可以利用包覆技术来改善储存器的存储密度，提高纳米电子学器件的性能。
二、纳米包覆技术的优点与局限纳米包覆技术相对于传统材料增强方法的优点包括以下几个方面：（1）纳米包覆材料不仅能够强化目标物质的物理性能，而且还能够调节表面电性质或磁性能，从而为实现特定的应用需求提供了更加丰富的选择;（2）纳米包覆技术可以避免目标物质相互起化学反应等缺陷，提高增强材料与目标物质的相容性和稳定性。
（3）纳米包覆材料的表面积相对较大，更有利于与外部物体产生作用。
然而，纳米包覆技术也存在一些局限。
例如，纳米材料的制备方法对复合材料的质量和效率具有关键作用；纳米包覆技术的复杂性增加了生产成本，限制了其规模生产的量级上限，从而提高了实际运用的难度。
纳米包覆技术的发现和应用是材料科学的重大突破。
虽然该技术目前已经在某些领域取得了成功，但是，它的应用还面临一些挑战和问题。
超细粉体表面包覆技术研究进展
超细粉体表面包覆技术讨论进展超细粉体通常是指粒径在微米级或纳米级的粒子。
和原大块常规材料相比具有更大比表面积、表面活性及更高的表面能，因而表现出优异的光、热、电、磁、催化等性能。
超细粉体作为一种功能材料近些年在得到人们的广泛讨论，并在国民经济进展各领域得到越来越广泛的应用。
然而由于超细粉体独有的小尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应所引起的团聚及分散问题使其失去了很多优异性能，严重制约了超细粉体的进一步进展及工业化应用。
因此，如何避开超细粉体的团聚失效已成为超细粉体进展应用所面临的难题。
通过对超细粉体进行肯定的表面包覆，使颗粒表面获得新的物理、化学及其他新的功能，从而大大改善了粒子的分散性及与其他物质的相容性。
表面包覆技术有效地解决了超细粉体团聚这一难题。
1超细粉体表面包覆机理超细粉体包覆技术所形成的核/壳结构是一种新型的复合结构，目前对于其形成机理，学者们的观点重要有静电相互作用、化学键合、过饱和度、吸附层媒介等。
2超细粉体的表面包覆技术目前关于超细粉体的表面包覆技术依据不同方式有几种分类方法。
如依照反应体系状态可分为固相包覆法、液相包覆法、气相包覆法；按壳层物质性质分为金属包覆法、无机包覆法和有机包覆法；依照包覆性质可分为物理包覆法和化学包覆法等等。
本文就固相、液相、气相包覆法的分类方式对超细粉体的表面包覆技术近年的讨论进展进行论述。
2.1固相包覆法2.1.1机械球磨法该方法是利用球磨过程中粒子之间的挤压、冲击、剪切、摩擦等机械应力作用，使被包覆颗粒表面激活吸附表面改性物质从而达到表面包覆目的。
该方法具有处理时间短、反应过程简单掌控、操作简单等优点；但仅适用于微米级粉体的表面包覆，且要求粉体具有单一分散性。
袁华堂、冯艳等采纳球磨的方法对四元非晶合金Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni进行了石墨表面包覆。
讨论表明，石墨对Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni的包覆使合金电极容量和循环寿命都有所提高，从而有效改善了Mg基贮氢合金的电化学性能。
纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体的作用
纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体在实际应用中有着重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 增强材料的稳定性和耐久性纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体能够有效增强材料的稳定性和耐久性。
通过包覆二氧化硅粉体，可以有效防止材料受到外界环境的侵蚀和氧化，延长材料使用寿命。
这在一些高要求的领域，如化妆品、涂料等行业中尤为重要。
2. 提高材料的光学性能纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体能够提高材料的光学性能。
通过合理的包覆工艺，可以有效改善材料的光反射性能和透明度，使其在光学领域有着更为广泛的应用。
这对于一些需要具备优异光学性能的产品，如太阳能电池板、光学镜片等具有重要的意义。
3. 增加材料的抗菌性能纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体还可以增加材料的抗菌性能。
经过包覆处理的二氧化硅粉体具有较大的比表面积，能够更好地发挥二氧化钛的抗菌作用，从而使材料具有更好的抗菌性能。
这在医疗器械、食品包装等领域具有重要意义。
4. 改善材料的分散性能纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体能够改善材料的分散性能。
由于纳米颗粒易于团聚，采用包覆处理可以有效防止颗粒团聚，使其在溶液中更均匀地分散，从而确保材料具有更稳定的性能。
纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体在材料工业中具有重要的作用，通过提高材料的稳定性、光学性能、抗菌性能以及分散性能，为材料的应用提供了更广阔的空间。
在今后的材料研究和应用中，纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体有着非常广阔的发展前景。
纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体在材料工业中的重要作用是不可忽视的。
除了上文提到的稳定性、光学性能、抗菌性能和分散性能之外，它还在其他领域展现出了广泛的应用潜力。
纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体在环境保护方面具有重要意义。
由于其高度稳定的性能和抗氧化能力，它在环境污染控制和治理中发挥着积极作用。
在大气污染防治中，可以将其应用于吸附和催化氧化有害气体的领域，以提高处理效率和减少对环境的污染。
纳米二氧化钛包覆二氧化硅粉体在能源领域也有着广泛的应用前景。
利用纳米包覆技术提高肉类产品的保鲜期的研究
利用纳米包覆技术提高肉类产品的保鲜期的研究随着人们生活水平的提高，对食品品质与安全要求也日益增加。
肉类作为人们膳食中重要的来源之一，其保鲜期限直接关系到食品安全与消费者的健康。
然而，由于肉类自身的易腐性以及微生物的作用，肉类产品的保鲜一直是一个挑战。
随着科技的进步，纳米材料的应用逐渐成为提高肉类产品保鲜期的一种有效方法。
一、纳米包覆技术的原理纳米包覆技术是将一种或多种纳米材料包裹在肉类表面或包装材料上，形成一层纳米薄膜，起到一种保护层的作用。
这些纳米材料可以是纳米粒子、纳米管、纳米纤维等，具有较小的尺寸和高比表面积，能够增加肉类与外界环境的隔离程度。
同时，纳米材料还可以具有抗菌性能、防氧化性能等功能，从而延长肉类产品的保鲜期。
二、纳米包覆技术的措施在利用纳米包覆技术提高肉类产品的保鲜期过程中，可以采取以下几种措施：1. 添加纳米材料将纳米材料以适量添加到肉类中，通过与肉类表面的微生物相互作用，实现抑菌、杀菌等功能。
举例来说，纳米银粒子在与肉类表面的细菌接触时，可以破坏细菌细胞的结构，从而达到抑制细菌生长的效果。
2. 制备纳米包覆薄膜通过采用溶剂法、溶胶凝胶法等制备纳米薄膜的方法，将纳米材料均匀地涂覆在肉类表面或包装材料上。
这样可以形成一层保护层，隔离肉类与外界环境的接触，减少微生物的侵入和氧化反应的发生，从而延长肉类产品的保鲜期。
3. 利用纳米包装材料以纳米材料为基础，制备新型的肉类包装材料。
这种材料具有良好的防氧化性能和抗菌性能，可以在一定程度上延长肉类产品的保鲜期。
同时，通过改变包装材料的透气性和湿度调控能力，可以进一步降低微生物的生长速度，并保持肉类的新鲜度。
三、纳米包覆技术的应用目前，纳米包覆技术在肉类产品的保鲜方面已经得到广泛的应用。
1. 包装材料利用纳米包覆技术，可以制备高效抗菌和防氧化性能的包装材料。
这些纳米包装材料能够有效抑制微生物的生长，延长肉类产品的保鲜期，并提高食品的安全性。
【精品文章】超细粉体的表面包覆改性简述
超细粉体的表面包覆改性简述
超细粉体不仅是一种功能材料，而且为新的功能材料的复合与开发建立了坚实的基础，在国民经济与国防各领域有着重要的作用和意义。
超细粉体粒子较为实用的优异特性主要是表面效应和体积效应，随着颗粒尺寸减小，面积与体积的比例随之增大。
由于超细粒子的比表面积很大，很容易产生团聚现象，所以对粉体表面进行处理，使其处于分散状态，充分发挥其优异特性很有必要。
近年来，粉体表面改性技术一直为人们所关注。
表面包覆改性只是表面改性技术中重要的一种。
粉体的表面包覆是根据需要应用物理或化学方法对颗粒表面进行处理，利用无机物或有机物对颗粒表面进行包覆，在其表面引入一层包覆层，这样包覆改性后的粉体可以看成是由“核层”和“壳层”组成的复合粉体。
通过在粉体表面涂敷一层组分不同的覆盖层，能够改变其光、磁、电、催化、亲水、疏水以及烧结特性，提高其抗腐蚀性、耐久性、使用寿命以及热、机械和化学稳定性等。
图1 表面包覆改性粉体的投射及扫描照片
1.超细粉体表面包覆改性的机理及基本原则
1.1 超细粉体表面包覆改性机理
由无机超细粉体表面包覆形成的新粉末是一种核-壳结构的复合粉末。
包覆机理主要有如下几种观点：
（1）库仑静电引力相互吸引机理。
这种观点认为，包覆剂带有与基体表面相反的电荷，靠库仑引力使包覆剂颗粒吸附到被包覆颗粒表面。
（2）化学键机理。
这种观点认为，通过化学反应使基体和包覆物之间形成牢固的化学键，从而生成均匀致密的包覆层。
包覆层与基体结合牢固，。
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微纳米粉体表面包覆技术的应用研究
当前社会发展背景下，新的科学技术不断出现，新一代纳米技术的进步，使微/纳米颗粒以其特有的宏观量子隧道效应以及小尺寸效应等众多的应用优点引起人们的高度关注。
微/纳米粉体表面有机包覆技术的应用
有机包覆技术应用过程中的自组装技术分析。
自组装技术是通过静电作用使溶液中的高分子单体自由吸附于胶体颗粒以及将带有相反电荷的高分子过饱和溶液中的高分子自由单体进行洗涤和离心分离。
一般而言，可以采用高分子电解质对可分解的球形聚合物模板进行修饰，从而使其表面中带有静电，然后将二氧化硅粒子与吸附纳米级的金粒有效吸附，然后经过离心运动多次循环往复洗涤分离，最终获得致密而且均匀的多层包覆膜。
另外，还可采用两步组装技术对聚合物中的电解质进行包覆组装，将经过有效组装包覆的基体置于悬浮溶液中，悬浮液中的粒子在受到表层聚合电解质作用就会不断下沉，从而制备成完整的多层超薄膜。
该技术具有操作简便的优点，而且在实际的操作中不需过多特殊的操作设备。
因此这种技术可以逐渐朝着实用化以及功能化方向发展。
有机包覆技术应用过程中的聚合物包裹技术分析。
聚合
物包裹法主要是将单体在纳米颗粒中的聚合物经过纳米颗
粒以及聚合物的作用使其成功得到包裹，这种包裹方式与自组装包裹技术相比，具有很好的分散性，而且相对于上一种包裹技术，操作过程更加简单，有广泛的适用面，不仅可以实现在无机粒子中进行包裹，而且可以实现在有机粒子中进行包裹。
通常适用于一些形状不太规则的粒子包裹过程中，但是其也具有一定的包裹局限性，例如这种包裹法会导致核粒径在高分子的聚合物母体中产生严重的团聚现象。
有机包覆技术应用过程中的微胶囊化改性技术分析。
微胶囊化改性技术是指在颗粒子的表层中覆盖一层厚膜，从而使颗粒表面受到良好的屏蔽作用和保护作用。
主要的应用优点是具有良好的稳定性与吸光率。
微/纳米粉体表面无机包覆技术的应用
无机包覆技术应用过程中的气相包覆技术分析。
这种技术是利用气体或者其它的手段使壳层物转化为一种气体，这种气体经过化学反应或者物理反应使纳米颗粒被有效包覆。
这种包覆技术所制备的复合粉体尽管纯度高、组分易于控制、团聚少，但是这种包覆技术在实际应用过程中对包覆设备的要求很高，因此不利于其广泛推行应用。
无机包覆技术应用过程中的固相包覆技术分析。
与有机包覆技术相比，无机包覆技术主要是采用其它机械设备以及混料设备、研磨设备对固相材料进行机械处理从而得到微/
纳米包覆粉体，这一包覆技术可以有效缓解包覆电离子在充放电过程中总电阻增加的局面，使包覆材料的高温循环性能可以得到大大优化。
这一包覆技术尽管操作过程简便以及操作设备简单；但是由于其壳一核结构的结合性能性不强，因此在实际的应用过程中，颗粒的粒度分布以及颗粒的形貌呈现难以达到一定的设计预期效果，因此在我国的纳米技术领域尚未得到广泛的应用。
无机包覆技术应用过程中的液相包覆技术分析。
与固相包覆法相比，气相包覆技术主要包括了溶胶一凝胶技术以及沉淀法、微乳法三种子技术工艺。
第一种溶胶一凝胶法主要是通过壳层源物质的综合化学反应以及醇解作用、水解作用等得到前驱物溶胶物质，这种溶胶物质还要经过事先处理的被包裹颗粒进行混合，从而使溶胶转化为凝胶，最终获取被包覆的粉体。
从粉体物质的制备过程中可以看出，被包覆的复合型粒子不仅化学均匀性更好，而且能够使粒子的抗氧化性以及烧结性能得到不断的优化，所以此种技术工艺在实际的应用过程中能量损耗低、工艺设备相对简单、化学反应的温度较低，综合这些不同的应用优势，目前已被我国众多的工业生产方所使用。
沉淀法主要是将沉淀剂加入含有粉体颗粒中的混合性溶液中，也可以经过化学反应的沉淀生成剂使改性离子发生沉淀化学反应，最后在颗粒表面中析出，最终获得微/纳米粉
体。
这种技术工艺可以对各组分的实际含量进行精确控制，此外制备过程中所采用的工艺设备较为简单，因此有利于我国工业化生产中的规模化生产。
微乳液技术工艺主要的操作原理是采用油包水型微乳液中的微小核未对工业中需要进
行包覆的超细粉体进行科学制备，然后采用微乳聚合技术工艺对微/纳米粉体进行包覆改性。
这一技术工艺是一种有效制备爆覆型颗粒的有效方式。
微/纳米粉体表面金属包覆技术的应用。
金属包覆技术主要包括粉末冶金技术以及化学镀法、氢还原法三种，粉末冶金是通过非金属粉末与金属粉末的混合，然后采用烧结成型的方式制备包覆型复合材料的一种技术方式；当前这一种技术工艺凭借其低成本以及高性能的优势，已经成为我国工业化发展过程中生产陶瓷基以及高性能金属基复合材料的重
要技术工艺；而化学镀法是一种不需要任何外加电流，能够规模化应用的金属包覆技术：与其相比，氢还原技术是一种最常用的技术工艺，主要通过将催化剂以及核心粉末加入到镍盐溶液中，通过氢气对镍进行还原，从而形成一种包覆型复合粉末物质。
综上所述，本文主要针对我国微/纳米粉体表面包覆的基本形成理论以及实际的形成机制进行分析，通过微/纳米粉体表面包覆物质的不同情况，分别对微/纳米粉体表面有机包覆、金属包覆以及无机包覆等几大不同技术进行研究，对常用的
微/纳米粉体表面包覆技术的相关内容进行阐述，在此过程中对微/纳米粉体表面包覆技术中存在的不足之处进行探究，提出相关的解决对策。