水热法制备BaF2纳米颗粒
水热法制备纳米材料的实例
水热法制备纳米材料的实例《水热法制备纳米材料的实例》嘿，今天咱就来唠唠水热法制备纳米材料的事儿，我给您讲个我自己亲身经历的实例哈。
那时候我在实验室里，就像个初出茅庐的小探险家，对这个水热法制备纳米材料充满了好奇。
我要制备的是氧化锌纳米材料，这东西可神奇了，别看它小得像个小不点，用处可大着呢。
首先呢，我得把原料准备好。
就像做饭得先买菜一样，我把锌盐小心地称出来，那时候我眼睛都不敢眨一下，生怕多了少了的。
称好后放到容器里，心里还嘀咕着：“小锌盐啊，你可就是纳米材料的前身了，可得给我争点气。
”然后加入水，慢慢地搅拌，看着那溶液逐渐变得均匀，就像是看着魔法药水在慢慢成型。
接下来就是关键的水热反应啦。
我把配好的溶液放到高压反应釜里，这个反应釜就像一个神秘的小盒子，能创造出特殊的环境让纳米材料诞生。
我关上反应釜的盖子的时候，就感觉像是把一个小世界给封闭起来了。
我还清楚地记得，当时我特别紧张，担心这个反应釜会不会突然出啥问题，毕竟这可是我的“宝贝实验”。
然后就是等待啦，这个等待的过程可真是煎熬。
我在实验室里走来走去，眼睛时不时就瞟向那个反应釜。
我还想起来有一次，我看到旁边同学在做一个特别有趣的实验，那是关于液体变色的，我就凑过去看了一会儿。
结果差点忘了我自己的反应釜，吓得我赶紧跑回来守着。
好不容易等到反应时间到了，我小心翼翼地打开反应釜。
一股热气冒出来，就像打开了一个神秘的宝箱，宝藏就在里面呢。
我看到里面有一些白色的沉淀，心里那叫一个兴奋啊。
我把这些沉淀收集起来，然后进行后续的处理。
经过清洗、干燥等一系列步骤后，我终于得到了我的氧化锌纳米材料。
我把它放到显微镜下观察，哇塞，那一个个小小的纳米颗粒就像一个个小星球似的，整整齐齐地排列着。
当时我那个成就感啊，就像自己创造了一个小宇宙一样。
通过这个实例，我算是深刻体会到了水热法制备纳米材料的乐趣和神奇之处。
从最开始的原料准备，到中间紧张的等待，再到最后看到成果的惊喜，每一步都充满了未知和挑战。
水热法制备纳米材料3
水热法制备纳米材料3水热法制备纳米材料3水热法是一种常用的制备纳米材料的方法，其原理是在高温高压的水热条件下，利用水分子的特性，通过化学反应在溶液中制备纳米颗粒或纳米结构材料。
水热法的优点在于其操作简单，反应条件温和，可制备出高纯度、均匀分散的纳米材料。
此外，水热法还具有选择性、晶型可控、易于扩展等特点，因此在纳米材料研究领域得到广泛应用。
水热法制备纳米材料的过程可以分为两步：前处理和水热反应。
前处理包括各种表面活性剂处理、溶解剂选择、PH值调节等。
水热反应的条件包括温度、压力、反应时间等。
下面以制备纳米氧化物为例，介绍水热法的具体操作步骤。
首先，准备所需的原料，例如钛酸四丁酯和乙二醇，同时在实验器具上进行清洗和干燥处理。
随后，将所需的乙二醇加入容器中，并加热至80℃左右，将钛酸四丁酯缓慢地滴加到乙二醇中，同时通过磁力搅拌使其混合均匀。
接下来，调整溶液的PH值，一般采用氨水或盐酸进行调节。
通过控制PH值，可以调节溶液中金属离子的浓度和颗粒的尺寸。
然后，将反应容器密封，加热至所需的温度，并保持一定的压力。
水热反应一般需要较高的温度和压力，因此需要采用特殊的反应器具进行操作。
在反应过程中，要注意保持溶液的温度和压力稳定，并定时采样进行分析。
最后，将反应产物进行分离和洗涤处理。
一般通过离心和洗涤的方法，将纳米颗粒或纳米结构材料从溶液中分离出来，并利用特殊仪器对其进行表征和分析，例如透射电镜、扫描电镜和X射线衍射等。
综上所述，水热法是一种常用的制备纳米材料的方法，其操作简单、条件温和，可以制备出高纯度、均匀分散的纳米材料。
随着纳米材料研究的不断深入，水热法的应用也会越来越广泛，对于制备各种功能性纳米材料具有重要的意义。
水热法
水热反应合成晶体材料的一般程序
(1)按设汁要求选择反应物料并确定配方； (2)摸索配料次序，混料搅拌。 (3)装釜，封釜，加压(至指定压力)； (4)确定反应温度、时间、状态(静止或动态 晶化)； ⑸取釜，冷却(空气冷、水冷)； (6)开釜取样； (7)洗涤、干燥； (8)样品检测(包括进行形貌、大小、结构、 比表面积和晶形检测)及化学组成分析。
水热法始于1845 年，发展至今已经有近两百 年的历史。
水热法的分类
按研究对象和目的的不同
水热法可分为水热晶体生长、水热粉体制备、水 热薄膜制备、水热处理、水热烧结等等，分别用 来生长各种单晶，制备超细、无团聚或少团聚、 结晶完好的陶瓷粉体，完成某些有机反应或对一 些危害人类生存环境的有机废弃物质进行处理， 以及在相对较低的温度下完成某些陶瓷材料的烧 结等。
制备纳米陶瓷粉体
水热法制备陶瓷粉体技术
生物陶瓷粉体一羟基磷灰石
羟基磷灰石简称HA或HAP，它具有与人体硬组织相似 的化学成分和结构，可以作为理想的硬组织替代和修 复材料
电子陶瓷粉体—钛酸钡
钛酸钡是一种性能优异的强介电和铁电材料，实现钛酸钡粉体的高纯， 四方相和纳米化是提高钛酸钡电子元件性能的有效措施之一
纳米陶瓷粉体的制备技 术——水热法简介
目前，制备纳米粉体的方法可分为三大类：物 理方法、化学方法和物理化学综合法。化学方 法主要包括水解法、水热法、溶融法和溶胶凝胶法等。其中，用水热法制备纳米粉体技术 越来越引起人们的关注的原理
水热法，是指在特制的密闭反应器中，采用水 溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加 压(或自生蒸汽压)，创造一个相对高温、高压 的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解 并重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有 效方法。
水热法制备氧化钯纳米颗粒
Ｖｉ 吸 收 光 谱 、 射 电 子 显 微 镜 （ Ｍ ） Ｘ 射 线 衍 射 ｓ ） 透 ＴＥ 和 ＿ （ ＲＤ 对 产 物 进 行 了 表 征 。 Ｘ ）
分 别测定 水 热 条 件 下 反 应 不 同时 间所 得 产 物 的
ＵＶ Ｖｉ 吸 收 光 谱 。 — ｓ １ ４ Ｐ Ｏ 纳 米 颗 粒 的 Ｔ Ｍ 分 析 ． ｄ Ｅ Ｔ Ｍ 测 试 在 Ｆ Ｉ ｃ ａ Ｇ ０型 透 射 电 子 显 微 Ｅ Ｅ ｎ ｉ ２ Ｔｅ
ｍＬＰ Ａ 的水 溶液 （ ２ Ａ ３ ０ｍｍｏ ・ ） 搅 拌 ２ ｉ ， ｌＬ ， ０ｒ ｎ 加 ａ
入 ２ｍＬ 双 氧 水 （ Ｏ ） 转 入 ３ ３ ， ０ｍＬ反 应 釜 中 ，０ ℃ １０
热法 制 备 了粒 径 小 、 布 窄 的 高 分 子 稳 定 的水 见报 道 。因此 ， 讨 Ｐ Ｏ 纳 探 ｄ
ｍＬ Ｎａ ０Ｈ水 溶液 （ ２ｍｍｏ ・Ｌ ） 合 均 匀 ， ３ ｌ 混 加入 ７
米颗粒 的控 制合成具 有重要 的理 论意义 和应用 价值 。
作 者所在课 题组 曾采用 常规加 热水解 法及微 波加
纳米 颗粒 属介 观相 ， 由于 它 与宏 观物 质 具有 不 同
的 能 态 结 构 和 性 质 ， 而 受 到 学 术 界 的 普 遍 关 注 ］ 因 。
所有试 剂均 为分析 纯 。
水 热高 压反 应 釜 ； ａ ｄ ｉ ３ Ｌ ｍｂ ａＢｏ ５型紫 外 可 见 光 谱 仪 ； Ｅ ｅｎ ｉ ０型透射 电子显 微镜 ； ｒ ｋ ｒ ８ Ｆ Ｉ ｃａ Ｇ ２ Ｔ Ｂ ｕ ｅ Ｄ 型 Ｘ 射线 衍射 仪 。 一
外 可 见 吸 收光 谱 、 透射 电子 显 微 镜 和 粉 末 ｘ 射 线 衍 射 对 产物 进 行 了表 征 。 ．
水热法制备SnO2纳米颗粒及其在气体传感器中的应用
水热法制备SnO2纳米颗粒及其在气体传感器中的应用摘要纳米SnO2颗粒的化学稳定性好,灵敏度高，气体选择性好，因此在气体传感器方面具有潜在的价值.纳米SnO2颗粒的制作方法多种多样，本文重点就水热法加入制备纳米SnO2颗粒及其气敏性进行研究,并对进一步提高其气体传感性进行了展望.关键词：SnO2纳米颗粒、水热法、气敏性Hydrothermal prepared SnO2 nanoparticles and their applications in gas sensorsAbstractSnO2 Nano-particles in the gas sensor has potential value because of its good che mical stability, high sensitivity, good gas selectivity. Nano SnO2 particles has a wide variety of production methods, the focus of this paper is the hydrothermal method of preparation of nanometer SnO2 particles and gas sensing research, in addition how to further improve its gas sensing prospect.Key Words: SnO2 nanoparticles；hydrothermal method ；gas sensing引言SnO2是一种重要的无机化工原料，具有优良的气敏特性以及阻燃性、光电性能，同时还具有活性大、性能易于控制、制备方法灵活多样等特点，被广泛应用于气敏元件、湿敏元件、液晶显示、催化剂、光探测器、半导体元件、电极材料、保护涂层及太阳能电池等技术领域[1].多晶纳米材料具有表面效应、体积效应和量子尺寸效应，其物理和化学性质明显优于普通材料，近些年来围绕SnO2为基体的气敏材料制备及元件制作技术的研究十分活跃.1水热法制备SnO2纳米颗粒水热法又称热液法[2]，是在特制的密闭反应容器高压釜里,采用水溶液或其它流体为反应介质,在高温大于100℃、高压大于0.981MPa的条件下进行有关化学反应的总称.水热法制备的纳米粒子具有晶粒发育完整、粒度小、分布均匀、颗粒团聚较少、分散性好和成分纯净等优点，而且制备过程污染小、成本低、工艺简单，尤其是无需后期的高温处理，避免了高温处理过程中晶粒的长大、缺陷的形成和杂质的引入，制得的粉体并且具有较高的烧结活性.水热法制备SnO2纳米颗粒的影响因素有很多，在反应过程中反应物浓度、时间、温度、酸度、有机溶剂、压强、表面活性剂等对SnO2纳米颗粒的形成都有一定的影响.陈祖耀[3]等利用水热法将一定摩尔比的SnCl4溶液和浓硝酸溶液混合,于150℃的温度下加热12小时,水洗后干燥得5nm的四方相SnO2纳米粉体.李燕[4]利用醇和水溶液法得到平均粒径为10nm的纳米粉体.与单纯用水作溶剂相比,发现醇作溶剂时制得的粉体分散性好、粒径小,团聚状况减轻.Chen等[5]以氯化锡为锡源，氢氧化钠为沉淀剂，在不同的反应介质中，结合水热法合成了维数可调的金红石型氧化锡纳米棒，通过分析发现，在乙醇反应介质中，可以得到约4.5-39.1nm的纳米棒；在水/醇（体积比为1比1）的反应介质中，得到了约42-197nm的氧化锡纳米棒；等体积水醇混合溶液中加入十六烷基苯磺酸钠后，得到了5.5-19.3nm的纳米棒.李振昊等[6]，用超重力与水热法相结合，以SnCl4·5H2O和氨水为原料,用旋转填充床制备出均一、细小的SnO2前驱体，为水热后处理提供一个良好的溶液粉环境，并研究了水热温度、反应物浓度和水热时间等实验条件对的纳米SnO2体的晶体结构、粒度及分散性的影响.结果表明,在SnO2溶液浓度为0.05 mol/ L、水热温度240～280℃以及陈化时间3～8h得到的粉体结晶性良好、比表面积大(90～170m2/g)、粉体的颗粒大小在2～6nm左右,并具有良好的分散性.王东新等[7]利用氯化锡和氨水作为反应试剂,通过水热合成技术制备了近球形,棒状,椭球形,六角形等粉体形貌和粒径范围从4nm至120nm的纳米氧化锡粉体,并对水热合成条件对粉体的粒径和形貌的影响进行了研究.所制备的粉体的XRD分析结果显示,合成温度在160℃以上并且合成时间在3h以上,粉体全部具有氧化锡晶体结构.魏妙丹[8]等人发现，以SnCl4·5H2O为主要原料，与NH3.H2O反应制备出颗粒粒径为10-30nm分散性较好的近似球形的纳米SnO2颗粒，探求出用乙醇为溶剂，样品的分散性较好；以十六烷基铵作为分散剂与Sn4+的比例为10:1时分散效果最佳.当SnCl4溶液的浓度0.2mol/L时，分散性较好，粒径较小，30-90℃作为反应温度较为适宜.不同的水热处理时间所合成的SnO2粉体具有不同粒径的棒状形貌.近来，有学者对水热法进行了改进，张等[9]用水热法制备出颗粒的粒径7.9nm 近似球状的的SnO2纳米晶体，但发现其分散性不好，同时，他们利用共沸蒸馏法得到颗粒疏松，最小尺寸为4.6nm平均粒径约为20nm的SnO2纳米晶体.用正丁醇代替水分子时，消除了颗粒间Sn-O-Sn化学键的形成.利用溶胶-凝胶法制备最小尺寸为8.2nm,平均粒径约为70nm左右的三角锥形颗粒，使用超声波技术防止团聚使粒径分布更均匀.国外也有一些新的方法取得了新进展.Masayoshi Yuasa等[10]将500mL浓度为1.0mol/L的NH4HCO3溶液滴入100mL浓度为1.0mol/L的SnCl4·5H2O溶液中，利用水热处理得到锡酸悬浮液，通过离心机洗涤并且去离子水数次然后15g的锡酸溶液在压强为10MPa温度为200°C,PH为4.5，体积为300mL的氨溶液中处理3个小时，得到SnO2稳定悬浮液.利用光化学沉积法制备经水热处理Pd改性的二氧化锡稳定悬浮液，通过改变PH值利用旋转涂膜法得到Pd改性的SnO2纳米薄膜式气敏传感器.同时还有美国的Kistler利用渗透膜水解SnC14制胶合成了SnO2粉体，日本的八木秀明用Sn(OC4H9)4水解成胶后焙烧得到SnO2纳米晶体，芬兰H．Tor vela的SnSO4热解法得到SnO2纳米晶体等.综上所述,控制反应物浓度、温度、时间、压强等初始条件可改变晶体的粒径.在合成体系中加入表面活性剂和水溶性多聚物，会在沉淀颗粒表面形成可阻止纳米粒子团聚的保护层，也可使纳米粉体的粒径分布较窄、分散性能更好.添加乙醇、正丁醇等有机溶剂可改变晶体团聚现象.2纳米SnO2颗粒的气敏性及其在传感器方面的应用SnO2属于立方晶系，具有金红石结构.呈N型半导体特性，结构上禁带宽度较宽（3.7eV）.因此，SnO2材料具有物理、化学稳定性好，耐腐蚀性强，对气体检测可逆，吸脱时间短；可靠性较高，机械性能良好；电阻随气体浓度的变化呈抛物线变化趋势等特点，由于纳米SnO2本身的结构和特点，使其具有较大的比表面及较高的活性,对其气敏、电导、光敏吸收产生巨大影响，适用于微量、低浓度气体检测等性能，可应用于气敏材料湿敏材料.经研究发现，纳米化气敏材料的气敏特性可以从比表面大小的控制机理和晶界势垒控制机理两方面提高:随着纳米粒子粒径的减小,会产生更多的晶界,晶界势垒也相应的增加,由于吸附气体而产生的势垒变化也更为明显;同时,粒径的减小使得材料的比表面积增大,表面原子数大量增加,表面原子数的增多及表面原子配位的不饱和性导致更多不饱和键,使表面吸附气体的能力大大增强,因此表面电荷层厚度受气体吸附的影响更大.目前SnO作为应用最广泛的气敏材料[11]，可对H2、CO、NO2、C2H2、H2S、2NH3、CH4、天然气等还原性、可燃性和有毒气体进行全面检测.近年来利用纳米技术制成了超细SnO2粉体，并开发出性能优良的薄膜型[12-13]、厚膜性、体型气敏元件.应用中发现SnO2粉体颗粒的大小、形状及均匀性等都直接影响到元件的灵敏度、选择性和稳定性，要得到灵敏度高的气敏元件，必须先合成粒度分布均匀、单分散性好的超细SnO2粉体[14-15]，粉体颗粒越小，比表面积越大，活性越高，对气体的吸附就越多，响应恢复时间会更短，气敏元件灵敏度也就越高.ChaonanXu[16]等发现SnO2粉末粒径低于5nm时，气敏元件灵敏度急剧增大.一般认为，半导体氧化物传感器的传感机理是吸附气体分子对半导体表面电子传导性能的调控作用.也就是：半导体氧化物的表面导电特性在气体分子吸附前后会发生显著变化（灵敏度）；吸附不同的气体分子，导电性能的改变程度不同（选择性）.由于SnO2纳米的气敏机理是表面电导模型，即当空气中的氧化气体吸附在半导体的表面，电子由半导体的表面形成电荷耗尽层，结果使半导体的电子浓度下降，电导率下降，SnO2纳米材料制备的气敏元器件的工作机制如下：当器件在洁净的空气（氧化性气氛）中加热到一定温度时，将对氧进行表面吸附，在膜表面覆盖氧负离子，这种氧负离子由于温度的不同，可以是O2,O2-,和O-.由于从材料中抽取了电子，吸附的氧在膜的表面形成空间电荷层，呈现出高电阻状态；而在还原性被测气氛中，被测气体与氧负离子发生反应，电子重新回到金属氧化物中，使晶体的吸附氧脱附，致使表面势垒降低，从而使器件的电阻降低，以此来检测气体.其中气体的机制可以分为耗尽型吸附和积累型吸附.耗尽型吸附即当气体分子接触到SnO2表面时，若气体分子（原子)的电子亲和力大于SnO2的功函数时，为了使二者的费米能级相同，吸附的气体分子会从SnO2表面俘获电子，直至平衡为止.增强型吸附即若气体分子的电子亲和力小于半导体的功函数时，电子将由吸附的气体分子处漂移到半导体表面.半导体表面将聚集多余的电子，造成半导体表面的导电性增加.导致半导体表面电荷耗尽层的消失或减少，半导体电子浓度增加，电导率上升，因此可以根据传导器电导的变化来检测环境中的各种气体.对气体传感器的研究表明，金属氧化物半导体材料SnO2已趋于成熟化，特别是在CO2，C2H5OH，CO等气体检测方面，为了进一步提高其性能，这方面的工作主要是利用化学修饰改性方法，对现有气敏感膜材料进行掺杂、改性和表面修饰等处理，并对成膜工艺进行改进和优化，提高气体传感器的稳定性和选择性.在影响气敏性方面有多种因素方面上，掺杂效应的影响最为显著.研究发现制成的气敏元件的灵敏度、稳定性和选择性，可尝试掺杂为了更好的提高SnO2过渡金属阳离子（Fe3+、Cu2+、Ni2+等)[17-20]和贵金属（Pt、Pd、Ag、Sb、In、V 等)[21].耿丽娜等[22]采用水热法、苯胺原位聚合法制备了聚苯胺/二氧化锡(PAn/SnO2)杂化材料，结果表明苯胺单体在SnO的表面发生原位聚合，得到壳型PAn/SnO22杂化材料.气敏性试验发现，当测试温度升高到90℃时，PAn/SnO2杂化材料对乙醇气体表现出较好的选择性，并且响应、恢复时间短，可逆性好，适于在较宽浓度范围内对乙醇气体进行检测.邓等[23]发现在SnO2中掺入V2O5可改变元件的电阻，提高稳定性.V2O5含量为0.56wt%时电阻最小.掺碱土金属氧化物的SnO2薄膜元件提高了对乙醇的灵敏度，而对苯、丁烷、液化气、氨气、煤气几乎不敏感，对元件的增敏顺序与碱土金属氧化物的活性顺序一致：MgO>CaO>SrO>BaO.贾维国[24]等通过控制SbCl3的掺杂量来改变SnO2薄膜的电阻率，当Sb的含量达到10%时，电阻率达到极小值.Liu等[25]硅片为基片,分别得到了钯、锑、铂铟掺杂的氧化锡薄膜.结果表明,少量掺入这些金属并没有改变SnO2的粒径,但是少量锑的掺入,增加了氧化锡的费米能级,铟和钯的掺杂降低了SnO2的费米能级,而铂的掺入对SnO2的费米能级值没有影响;氢气吸附到薄膜上,不仅改变了锑和钯的化学价态,而且还改变了SnO2的电子结构.方等[26]发现Fe3+的加入对样品晶型的影响，即水热法可以直接制备Fe3+改性的金红石SnO2纳米颗粒,Fe3+进入SnO2的晶格之中形成固溶体.纳米颗粒为单分散状态,具有较大的比表面积,粒径分布均匀,粒径小于10nm;随着Fe3+添加量的增大,样品的粒径减小，样品的比表面积增大,当Fe3+添加量为15%时,样品的比表面积达到259.8m2·g-1.进一步证明,Fe3+的加入有效地抑制了颗粒的长大.添加Fe3+所提高的比表面积对于SnO2的Fe3+气敏性能是非常有利的.Masayoshi Yuasa等[27]通过光化学沉积法将PdCl42-将钯负载在SnO2表面改变其气敏性.研究发现当钯浓度为0.12%mol时SnO2的气敏性最强.和等[28]采用超声波喷雾技术，以SnCl4·5H2O和CO(NH2)2为前驱原料制备了氧化锡以及Ce稀土离子掺杂纳米粉体．结果表明，制备的SnO2粒子呈球状，尺寸在10～20nm，纳米颗粒均匀，分散性好．以该粉体为基础制备的相应气敏元件测试表明，纳米SnO2半导体气敏元件对NO2气体有着良好的响应－恢复特性，并且具有较高的灵敏度和较低的工作温度.稀土元素的掺杂一方面可以起到稳定剂的作用，另一方面起活化中心的作用，从而进一步增强元件的气敏特性，掺杂少量稀土元素铈能明显提高纳米SnO2粉体的气敏性能.除掺杂效应对气体传感器单一的影响外，我们还可通过改变掺杂物的量，空气的质量改善气体传感器方面的气敏性.Hae-Ryong Kim等[29]通过在SnO2中掺杂NiO后的他们发现如下图图1取自[29]图1为纯的SnO2，0.64NiO- SnO2的和1.27NiO- SnO2的分层球在干燥气氛（空心符号）和25％相对湿度（rh）（实心符号）的气敏性，（气体：50ppm的CO）.a1-a4分别为纯SnO2的分层传感器：气体响应（Ra/Rg中）（a1）中，90％的响应时间（τres）（a2）中，90％的恢复时间（τrecov）（a3）中，在空气中的电阻（Ra）（a4）.b1〜b4分别为0.64NiO-的SnO2分层传感器：Ra / Rg中（b1）中，τres（b2）中，τrecov（b3）中，和Ra（b4）.C1-C4分别为1.27NiO-的SnO2分层传感器：Ra/Rg（c1）中，τres（c2）中，τrecov（c3）中，和Ra（c4）中.图2取自[29]图2为50ppm下的CO暴露在干燥的空气中（a）和4％的湿空气（b）的1小时的期间的吸收光谱.其中非特异性吸光的较大改变仅对纯物质可见.在传感器的应用方面，叶晨圣等[30]发现利用热处理过的二氧化锡纳米粒子对甲醇、乙醇和丙醇有很好的探测灵敏度，最低的探测浓度能达到1.7ppm.另外对不同碳链的醇类和探测讯号间有很好的关联性.图3取自[30]图3为合成的二氧化锡(a)和热处理过的的二氧化锡(b)在220˚C下对乙醇的灵敏度进行测试.(A)对25ppm的乙醇进行再现性实验;(B)不同乙醇浓度(1.7-500ppm)的灵敏度变化.表1取自[30]表1为热处理过的二氧化锡纳米粒子在220˚C下测试甲醇、乙醇和丙醇在不同浓度(1.7ppm到500ppm)的灵敏度，*NA表示未探测.综上可知，今后就水热法制备金属离子或贵金属改性的SnO2纳米颗粒的气敏性能以及光电性能等方面进行研究将是一个新的方向.直接制备有金属或金属氧化物负载的SnO2纳米颗粒对改善晶体气敏性方面有显著的影响.3展望在晶体制备方面，可以通过改变反应条件，添加不同的有机溶剂来制备颗粒较小、更加稳定、比表面积较大的SnO2晶体，如添加其他醇类，或醇类衍生物来改变晶体团聚的方法将是改变粒径的一个新方向.我们还可以通过多种方法结合制作更为需要的晶体，如De liang Chen[31]等则利用微乳液法与水热法相结合的方法在SnCl4·5H2O中加入戊醇、正己烷、CTAB、尿素以及乙醇，在较温和的条件下制备了晶粒尺寸为几纳米的SnO：粉体，其晶粒分布范围只有3nm.从半导体气敏传感器的发展情况看，气敏材料的选择性问题，传感器的稳定性问题，与纳米SnO2性能不稳定和粒径较大有关，因此改善SnO2的粒径和稳定性还是当今研究方向的重要内容，同时气敏材料向多功能、薄膜化、集成化、小型化和智能化发展，也要从SnO2性能方面入手.因此，以后的研究开发中纳米技术和薄膜技术将成为主要方向，如果解决了稳定性问题，那成本低、响应时间短、灵敏度高的SnO2薄膜材料将有很大的发展前景.在纳米SnO2合成、制备中我们可以更多采用表面修饰技术，掺杂技术以改善气敏元件的性能.完善机械化学法制备SnO2纳米晶的装备和工艺，进一步提高纳米晶材料纯度和粒径的稳定性，提高产率.如在增大比表面积来改善气敏性方面可将单层SnO纳米片转换成多层SnO2纳米片[32]，这种方法简单，容易制作，使其在制造高灵敏度的SnO2占巨大优势.参考文献:[1]Hell egouarch F,Arefi-Khonsari F,et al.Sensors and Actuators B,2001,73:27[2]Laudise RA,KolbED,Key PL,In:Somiya S.edat.the first inter.Symp.Proc.onHydrothermal Reactions[C].Japan,1982:527-530.[3]陈祖耀，胡俊宝等.低温等离子体化学法制备SnO2超微粒子粉末[J].硅酸盐学报，1986,14(3):326-331.[4]李燕.醇水溶液加热法制备SnO2纳米粉[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2000,8(2):66-68[5]Chen D L，Gao L Facile synthesis is of single-crystal tin oxide nanorodswith tuable dimensions via hydrothermalprocess[J].Chen.Phys.Lett,2004,398(1-3):201-206.[6] 李振昊，乐园，郭奋，等.纳米二氧化锡粉体的超重力-水热制备与表征[J].北京化工大学学报，2007，34（4）：354-357.[7]王东新，钟景明，孙本双等.水热合成法对纳米氧化锡粉体粒径和形貌的控制研究[J].无机化学学报，2008,24（6）：892-896[8]魏妙丹，庞雪蕾，王磊，等.纳米氧化锡粉体的制备及性能表征[J].河北工业科技，2011,28(6):351-354.[9]张倩瑶，苑媛，刘金鑫，等.纳米二氧化锡的多种方法制备、表征及其对比[J].化学工程师，2012，07:5-7.[10]Masayoshi Yuasa,*Tetsuya Kida,and Kengo Shimanoe.2012 American ChemicalSociety.2012, 4, 4231−4236.[11] Edwin A,et al.Mater Res Bull,2001,36:837.[12] Hellegouarch F,Arefi-Khonsari F,et al.Sensors and Actuators B,2001,73:27.[13] Nam S B,et al.Sensors and Actuators B,2000,65:97.[14] Song K C,Kang Y.Materials Letters,2000,42:283.[15] Sager W,Eicke H F,Sun W.Colloids Surfaces A:Physichem EngAspects,1993,79:199.[16]高艳阳，崔子文，高建峰.华北工学院学报，1996，(2):124.[17]Kurihara,L.A.;Fujiwara,S.T.;Alfaya,R.V.S.;Gushikem,V.;Alfaya,A.A.S.;Ca stro,S.C.J.Colloid and Interface Science,2004,274:579.[18] Tana,O.K.;Caoa,W.;Zhua,W.;Chaib,J.W.;Pan,J.S.Sensors and ActuatorsB,2003, 93:396.[19] Kotsikau,D.;Ivanovskaya,M.;Orlik,D.;Falasconi,M.Sensors And Actuators B,2004, 101:199.[20] Tan,O.;Zhu,W.;Yan,Q.Sensors and Actuators B,2000, 65:361.[21] Weber,I.T.;Valentini,A.;Probst,L.F.D.;Longoa,E.;Leite,E.R.Sensors and Actuators B,2004, 97:31.[22]耿丽娜，吴世华. 聚苯胺/二氧化锡杂化材料的制备、表征及气敏性测试[J].无机化学学报.2011，27(1):47-52.[23]邓希敏.材料研究学报[J]，1995，（5）:438.[24]贾维国，宋晓琴等.内蒙古大学学报（自然科学版）[J].1999，(6):697.[25]Liu W,Cao X P,Zhu Y F,et al The effect of dopants on the electron ic structure of SnO2 thin film [J].Sens.Ac2 tuators B,2000,66(1-3):219-221.[26]方丽梅,李志杰,刘春明等.物理化学学报（自然科学版）[J].2006,22(10):1212～1216.[27] Masayoshi Yuasa,*Tetsuya Kida,and Kengo Shimanoe.2012 American Chemical Society.2012, 4, 4231−4236[28]和宁宁，夏海平，王冬杰.超声喷雾共沉淀法制备纳米氧化锡粉体及其气敏性研究[J].中国稀土学报，2011,29（1）：88-94.[29]Hae-Ryong Kim , Alexander Haensch , Il-Doo Kim , Nicolae Barsan , * Udo Weimar ,and Jong-Heun Lee* The Role of NiO Doping in Reducing the Impact of Humidity on the Performance of SnO 2-Based Gas Sensors: Synthesis Strategies, and Phenomenological and Spectroscopic StudiesAdv. Funct. Mater. 2011, 21, 4456–4463[30]葉晨聖*、邱惠琪.水熱法合成二氧化錫奈米粒子並應用在醇類氣體的感測器上[J].Phys.Chem.C.2007,111,7256-7259.[31]CHENDL，GAOL．Novel synthesis of wel·dispersed crystallineSnO2 nanoparticles by water—in—oil microemulsion-assisted hydrother-mal process．Journal ofColloid and Interface Science，2004，(279)：137—142．[32]Kun-Mu Li; Yi-Jing Li; Ming-Yen Lu;Chung-I Kuo;and Lih-JuannChen*;Adv.Funct.Mater.2009,19,2453–2456.。
纳米材料制备方法资料
纳米材料制备方法
水热法制备纳米材料
水水热热法法的的特局点限：性：
水热法实在特制的密闭反应容器里（高压釜），采用水溶液作为介质，通过 对 由于在水热条件下反应物反应性能的改变、活性的提高，水热法有可能代替
反固应相容反器应加以热及，难创于造进一行个的相合对成高反温应、，高应压产的生反一映系环列境新，的使合得成通方常法不。溶或者难溶的
合成程序
1、选择反应物料 2、确定合成物料的配方 3、配料序摸索及混料搅拌 4、装釜封釜 5、确定反应温度、时间与状态 6、取釜冷却 7、开釜取样 8、过滤样品
纳米材料的水热法合成与表征
纳米材料的水热法合成与表征1 水热法合成水热法合成指的是将原料（水溶液）在高温的高压条件下，应用水热法（沸石+水）的反应条件而进行的反应，来合成出特定的纳米材料。
用简单的话来说就是，一种特定的物质通过水热法反应来生成其他物质的过程。
水热法合成的优点是可在一定的温度和压力条件下，在接近热平衡状态下合成出各种纳米材料，而且这些水热材料的粒径可以很容易地微调，同时可以更好的控制形貌和结构。
2 纳米材料的水热法合成水热法合成是利用热量、压力和物质的特殊性质，将不同的原料在特定的条件下反应在一起而产生新的物质的过程。
在这种过程中，除了需要拥有足够的热量和压力之外，还需要拥有一定数量的原料，这些原料在水热条件下反应出特定的纳米材料。
常用的原料有有机化合物、无机化合物以及金属离子等。
一般来说，水热法合成纳米材料的过程可以分为几个步骤：（1）将原料混合在一起，构成需要合成的物质；（2）在特定的温度和压力条件下，将原料放入反应容器中，并给予有效的加热和加压；（3）将反应液中的物质性质控制在一定的范围内，以保持反应的均衡性；（4）随着反应的进行，纳米材料随时间的推移稳定下来，并形成所需要的纳米结构；（5）反应完成后，清洗干净反应液，装置简单的过滤即可得到预期的纳米产品。
3 纳米材料的水热法表征纳米材料的水热法表征指的是在合成出纳米材料之后，通过对其形貌、结构、化学性质等性质进行表征的过程。
（1）形貌表征形貌表征是通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对样品进行的表征，以确定其表面形貌、尺寸、粒径和结构等特性。
（2）结构表征结构表征是指根据样品的衍射图，通过 X 射线衍射（XRD）和热重法（TG）等方法，来确定样品的结构信息，包括粒径、结构尺寸、结构参数等等。
（3）化学性质表征化学性质表征指的是通过样品的化学分析、X 射线光电子能谱（XPS）、红外漫反射（IR）等技术，来确定样品的化学组成、表面活性位点、外层官能团等等。
水热法纳米材料 原理
水热法纳米材料原理
嘿，朋友！今天咱来聊聊超酷的水热法纳米材料原理！你知道吗，这就好比一场神奇的魔法表演！
想象一下，我们把各种材料放进一个特殊的“魔法罐子”，也就是反应釜里，然后加上适量的水，就像给魔法注入魔力一样。
接下来，在一定的温度和压力下，神奇的事情发生了！那些材料就开始发生奇妙的变化，就像一群小精灵在里面活蹦乱跳，逐渐变成了纳米级别的小颗粒。
比如说，我们把一些金属盐放进去，哇塞，在水热的环境下，它们就慢慢变成了超级微小的金属纳米粒子。
这多有意思啊！就像你种下一颗种子，期待着它长出美丽的花朵一样。
水热法的原理可重要啦！为啥这么说呢？你想想看，如果没有这个原理，我们怎么能制造出那么多神奇的纳米材料呢？这些纳米材料可是有大用处的哦，可以用于各种高科技领域，比如制作更高效的电池、更厉害的催化剂，那不就相当于给我们的生活加了一把超级马力吗？
你难道不觉得这很神奇吗？这可不是随随便便就能做到的事情呀！我们通过控制水热条件，就像一个厉害的指挥家，指挥着材料们变成我们想要的样子。
而且哦，这个过程还特别像一场冒险！有时候可能会出现一些小意外，但正是这些小意外才让我们对水热法纳米材料的研究更有挑战性和乐趣呀！不是吗？
我觉得水热法纳米材料原理真的是太神奇太重要了，它为我们打开了一扇通往高科技世界的大门，让我们能创造出更多令人惊叹的东西！所以，我们一定要好好研究它，好好利用它，让我们的生活变得更加精彩！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电子 湮没 谱仪 ， 使 谱仪 的分辨 率 和计 数效 率 均得 到很 大 的提 高． 此外 ， 它还 可 用 于光 学玻 璃 、 陶瓷 色料 、 玻
璃 光 导纤 维 、 助熔 剂 、 防腐 剂 、 正 电子 发射 层 析 照相 （ 简称 Ｐ Ｅ Ｔ） 等方 面 ｌ ＿ １ ］ ． 作 为 电介 质 材料 ， 其 在微 电子 和 光 电子器 件 中用 途很 广 ， 如： 宽 隙绝 缘层 、 门脉 冲介 质 、 激 光发 生 器 、 半 导 体 和绝缘 体 结 构 的缓 冲层 以及 ３维 结 构器 件 中 ｊ ． 同时 Ｂ ａ Ｆ 也 是 一种 理 想 的基 质 材料 ． 众 所 周知 ， 当材料 尺 寸 达 到纳 米 尺度 范 围 内时 ， 将 呈现 出与 体材 料所 不 同的优 异性 能． 纳米 材料 的形 貌及 尺寸 对其基 本性 质有 着重 要 的影 响 ， 关 于纳米 材 料 的形 貌控 制 及其 形成 机 理研 究 是纳 米材 料科 学 研究 的热点 之一 ． 综上， 纳米 级 Ｂ ａ Ｆ 。 晶体 的制 备和 研究
制 备 了结 晶 良好 的 Ｂ ａ Ｆ ｚ 纳米颗粒． 考察了 Ｐ ＶＰ用量 对 纳 米 颗 粒 生 成 的 影 响 ． 利用 ｘ射线衍射（ Ｘ ＲＤ ） 、 透 射 电镜
（ ＴＥ Ｍ） 和红外光谱 （ Ｉ Ｒ） 等 测 试 手 段 对 样 品 进 行 了表 征 ． 结果表 明， 以Ｐ ＶＰ为 表 面 活 性 剂 可 以完 善 Ｂ ａ Ｆ 的 结 晶
新 方 法． Ｚ ｈ ａ ｏ等［ ９ 采用 中温 水 热合 成 方法 合成 出系列 氟化 物 ， 但其 合 成 周期 较 长 ， 反应 效 率较 低． 以Ｐ ＶＰ
作 为表 面活性 剂 ， 在水 热环 境 中成功 制备 了 Ｂ ａ Ｆ 纳米 颗粒 ， 并研 究 了实验 条件 对其 性质 的影 响．
ｔｏｍ ．ｃｎ
第 ２期
桑蓉栎等 ： 水热法 制备 Ｂ ａ Ｆ 。 纳 米 颗 粒
・５ ７・
峰 强度 增 加 ， 导 致这 种 现象 的愿 因是 纳米 微 晶 的“ 表 面
原 子 效应 ” ． 引入 Ｐ ＶＰ之后 所 制备 的 Ｂ ａ Ｆ 纳 米 颗 粒粒
径减小 ， 随着 粒 径 减 小 ， 表面原子数增多 ， 大量 空 价 原
Ｖ ｏ １ ． ４ ６ Ｎ Ｏ ＿ ２
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ３
文章编号 ： ０ ４ ６ ５ — ７ ９ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ５ ５ — ０ ５
水 热法制备 Ｂ ａ Ｆ ２ 纳米 颗 粒
桑蓉栎 ， 张庆军 ， 马雪刚 ， 崔志敏 ， 李远亮 ， 刘益春
（１ ．河 北 联 合 大 学 分 析 测 试 中心 ，河 北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ９ ；２ ．东 北 师范 大学 物 理学 院 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ４）
摘要 ： 采 用水热合成 法 ， 以Ｂ ａ Ｃ １ ｚ 和Ｋ Ｆ为反应物 ， 在 聚 乙烯 吡 咯 烷 酮 （ Ｐ Ｖ Ｐ ） 作 表 面活 性 剂 的 水 一 醇体系 中
１ 实 验 部 分
１ ． １ 试 剂 与 仪 器
氯化钡 （ Ｂ ａ Ｃ Ｉ 。 ） ， 分析 纯 ， 广 东汕 头 市西 陇化 工 厂 ； 氟化 钾 （ ＫＦ） ， 分析 纯 ， 北京 化工 厂 ； 聚 乙烯 吡咯烷 酮
（ Ｐ ＶＰ ） ， 分 析纯 ， 天津 天 泰精 细化 学 品有 限公 司 ； 无水 乙醇 ， 分 析纯 ， 北京 化工 厂．
日益受 到重 视．
然而， 氟 化物 晶体 生 长设备 复 杂 ， 条 件苛 刻 ， 而且耗 费 昂贵 ； 氟化 物 吸湿性 强 ， 机 械强 度差 ， 同氧 化物相 比， 稳定 性 也 相对 较 差 ； 传 统制 备方 法 是 采用 高 温 固相 反 应 ， 张 向华 等 ［ ７ 用 高 温 固相 反 应 法制 备 了 Ｅ ｒ ”／ Ｙｂ 抖共 掺杂 Ｂ ａ Ｆ 粉末 ， 刘 海 霞［ ８ 以氟硅 酸 、 氨 为 原料 ， 高 温下 制 备 出纯 度达 到 ９ ９ 的Ｂ ａ Ｆ 。 成 品． 但 氟化 物 易挥发 、 腐 蚀性 强 、 对于 反应 设备 要求 苛刻 等 ， 基 于 以上这 些原 因 ， 使 得氟 化 物 的制 备在 工艺 上受 到很大 的 限制． 研究 表 明 ， 水 热 合成 的氟化 物具 有 物相 好 、 结 晶好 、 含氧 低 和污染 少 等优 点 ， 是 合成 氟 化物 较好 的
第２ ４ ６ 卷 ２期 ０ １ ３年 第 ４月
南 开 大 ｔ 学 学 报（ 自然 科 学 版 ） Ａｃ ｔ ａ Ｓ ｖ ｒ ｓ ｉ ｔ 口 ｔ ｉ ｓ Ｎｄ ｋ 口 ｉ ｅ ｎ ｓ ｉ
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ３ — １ ４ 基金项 目： 唐 山市 科 学 技术 研 究 与 发 展 指 导 计 划 （ １ ２ １ １ ０ ２ ０ ６ ａ ）
作 者 简 介 ：桑 蓉 栎 （ １ ９ ８ １ 一） ， 女， 河北唐 山人 ， 讲师 ， 主 要 从 事 无 机 纳 米 材 料 的 制 备 研 究 ．ｅ ｍａ ｉ ｌ ：ｓ ａ ｎ ｇ ｒ ｏ ｎ ｇ ｌ ｉ ＠ｙ ａ ｈ ｏ ｏ ．
质量 ， 以形 成 立 方 结 构 的 Ｂ ａ Ｆ 纳米颗粒．
关键词 ： Ｂ ａ Ｆ ２ ； Ｐ ＶＰ； Ｂ ａ ７ Ｃ １ ２ Ｆ １ ２ ； 水 热
中图 分 类 号 ： ＴＢ ３ ２ １ 文献标识码 ： Ａ
０ 引
言
Ｂ ａ Ｆ 发 光性 能好 ， 是最 快 的 闪烁 晶体 ， 除 了在高 能物 理 中应用 之 外 ， 该 晶体在 低能 物理 方 面 已用 于正