纳米材料学(有机-无机纳米复合微球)
有机无机纳米复合水凝胶的制备和应用.doc
有机/无机纳米复合水凝胶的制备和应用周建华，王林本，孙根行（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021）纳米材料具有直径小、比表面积大以及易于实现表面功能化的优点，受到广泛的关注。
将纳米尺寸的无机物颗粒分散在水凝胶中可制备有机/无机纳米复合水凝胶，与普通水凝胶相比，纳米材料复合水凝胶的机械性能、光学性能、热力学性能都有较大的提高。
本文综述了TiO2、SiO2、Fe3O4等无机物作为填充剂或交联剂制备复合水凝胶的研究进展，分析了其在环保、医药等领域的应用。
关键词：纳米复合水凝胶；二氧化硅；二氧化钛；四氧化三铁Synthesis and Applications of Organic / Inorganicmedicine and other fields are analyzed.Key words：Nanocomposite ; hydrogel; silica 水凝胶是一类在空间上具有三维网状结构，在水屮能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物［1"3］。
因其具有良好的吸水、保水及良好的生物相容性等特性，被广泛应用于工业、农业、医药和生物工程材料等领域［4］。
传统的聚合物水凝胶存在光学透明性差、吸水脱水速率低、强度低、脆性大等问题，在应用上受到极大限制。
近年来，水凝胶在纳米材料改性方面的研究愈来愈多。
纳米材料独特的尺十和界而效应，使其在电子、机械、生物等领域展现出巨大的潜力，受到人们的极大关注［5］。
通titanium dioxide ; ferroferric oxide 过向轻微化学交联的水凝胶屮引入无机纳米材料Aioi,如Ti o2> SiO2、Fe3O4等，制备的有机/无机纳米复合水凝胶不仅保持了纳米材料自身的功能性质，而且还将纳米TiO2、SiO2、Fe3O4等材料的刚性、尺寸和热稳定性与水凝胶的软湿性能相融合，从而明显改善水凝胶的机械性能、热稳定性［8L 因此，有机/无机纳米复合水凝胶是一种极具发展前景的新材料。
无机纳米材料的制备和表征
无机纳米材料的制备和表征随着纳米科技的快速发展，无机纳米材料作为一类重要的纳米材料，在科学研究和应用领域中得到了广泛关注。
无机纳米材料具有较大比表面积、尺寸和形态可控等独特的物理和化学性质，因此在催化、传感、能源、材料、生物医学等领域展示了许多优异的性能和应用前景。
本文旨在介绍无机纳米材料的制备和表征方法。
一、无机纳米材料的制备无机纳米材料的制备方法有很多种，常用的方法包括溶剂热法、水热法、溅射法、还原法、燃烧法、微波法、气相法等。
这些方法的选择取决于所需的纳米材料类型、形态和性质等因素。
下面分别介绍几种常用的无机纳米材料制备方法。
（一）溶剂热法溶剂热法是通过加热反应溶液或混合溶液，使其发生溶解、反应或析出等反应过程，从而制备出纳米材料的方法。
它具有反应条件温度、反应时间、反应物浓度和添加剂等因素可调控、形态可控、易于操作等优点。
溶剂热法可以用于制备金属氧化物、金属硫化物、金属基合金、半导体材料、复合材料等无机纳米材料。
例如，以二元氧化物ZnO为例，可通过将Zn（NO3）2和NaOH按一定比例混合，并在甲醇中进行反应，得到球形ZnO纳米粒子。
（二）水热法水热法也被称为热水法或水烁热法，是指在高温高压水热环境下制备无机纳米材料的一种方法。
水热法具有反应时间短、纳米颗粒尺寸分布狭窄、粒径可控等特点。
该方法可用于制备金属氧化物、金属硫化物、金属基合金、半导体材料等无机纳米材料。
例如，以四面体纳米铁酸铁氧化物为例，可以将FeCl3和（NH4）2C2O4按一定比例混合，加入蒸馏水后，在高温高压水热条件下反应，制备出四面体型的纳米铁酸铁氧化物。
（三）溅射法溅射法是一种利用高能离子束或电子束轰击固体靶材，从而使靶材表面原子解离成原子或离子，并沉积到基片上形成薄膜或纳米结构的方法。
溅射法具有对原材料选用不受限制、薄膜质量高、膜厚均匀等优点。
溅射法可用于制备金属、合金、氧化物、氮化物等各种无机材料纳米膜。
例如，以氧化铜为例，可以将Cu靶材和氧气的混合气体放置于反应腔内，在较高的真空环境下，通过离子轰击实现氧化铜纳米薄膜的制备。
无机纳米材料的制备及其性能研究
无机纳米材料的制备及其性能研究无机纳米材料是指不含碳原子的纳米粒子，其尺寸在1-100纳米之间。
这些材料具有特殊的物理、化学、光电性能，广泛应用于能源、生物医学、环境保护等领域。
一、无机纳米材料的制备方法无机纳米材料的制备方法多种多样，可以通过化学合成、物理制备、生物合成等方法制备出来。
1.化学合成法化学合成法是最常用的制备无机纳米材料的方法之一。
它是利用化学反应将原子分子逐级聚合形成纳米颗粒。
化学合成法有溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。
2.物理制备法物理制备法是将大颗粒材料通过气相、凝聚相等方式得到纳米材料。
物理制备法有溅射法、电子束制备法、化学气相沉积法等。
3.生物合成法生物合成法是利用微生物、真菌和植物等生物体内或表面的成分，经过调节条件获得具有纳米尺寸的无机纳米材料。
生物合成法有微生物培养法、植物培养法等。
二、无机纳米材料的性能研究无机纳米材料具有独特的物理、化学、光电性能，主要表现在以下几方面。
1.电学性能无机纳米材料因其尺寸小并且表面容易受到氧化、还原等反应的影响，电学性能比普通材料要具有明显的差异。
2.光学性能无机纳米材料的光学性能主要包括散射、吸收、发射等，这些性能随着颗粒尺寸的变化而发生变化，且可以通过改变材料的化学组成来调节这些性能。
3.磁学性能无机纳米材料的磁学性能主要体现在微观结构和外部场的影响下。
微观结构因为尺寸小，自旋取向而产生强磁性。
外部场可以通过调节磁场的大小和方向，来调节磁性材料的性能。
4.化学性能无机纳米材料在化学反应中可用于催化，也可以用于吸附有机物，去除水中的污染物，从而具有良好的环境应用前景。
总结无机纳米材料的制备方法众多，制备过程需要考虑材料性质、成本、环境等多方面的因素，进而选择适宜的方法。
同时，无机纳米材料的性能研究对于开发新型材料、提高性能、扩展材料应用等方面有着积极的推动作用。
在未来的科技发展过程中，无机纳米材料的应用前景仍然非常广阔。
无机纳米材料的合成和应用
无机纳米材料的合成和应用无机纳米材料，是指粒径在1-100纳米之间的无机物质。
这种材料具有许多普通无机材料所不具备的独特性质，如高比表面积、折射率等，因此在许多领域得到了广泛的应用。
一、无机纳米材料的合成方法1. 水热法水热法是一种简单易行的无机纳米材料制备方法。
它的特点是将矿物质在高温高压的水热条件下反应制备成纳米晶体。
此法制备出的纳米晶体能够较好地控制粒径、形貌和晶型。
2. 气相沉积法气相沉积法是将粉末原料逐步加热，在惰性气体的气氛下渐渐地沉积在物体表面上。
这种无机纳米材料的制备方法适合制备较为均匀、纯净的无机纳米材料。
同时，该法能制备出高质量的晶体，并且可控性较好，适合生产大规模的纳米材料产品。
3. 电化学沉积法电化学沉积法利用离子在电场作用下的运动，将金属离子或者一些化合物离子通过电化学沉积的方法成为一个有序的晶体。
这种方法生产成本低，可控性较好，可以控制粒径和形貌。
特别适用于微观结构研究。
二、无机纳米材料的应用1. 催化剂由于其超高比表面积和活性，无机纳米材料在催化领域应用广泛。
例如在石油化工和化学制品的生产中，用纳米材料作为催化剂能够提高反应效率和产率。
2. 电子学无机纳米材料在电子学领域也有很大应用，比如能够用于制备超硬材料、高性能电池、高分子电解质等领域。
特别在新型的半导体领域，无机纳米材料也被广泛运用。
3. 纳米合金纳米合金是由两种或更多的金属合成的材料，具有优异的机械性能和热稳定性。
这种纳米材料因其特殊的物理和化学性质，被广泛地应用于航空、航天和汽车等工业领域。
三、展望无机纳米材料在生物医药、环境治理、能源领域等各方面都有广泛的应用前景。
然而，纳米材料在不断发展过程中存在许多问题和挑战，如如何精确控制纳米材料的粒径、形貌和晶型等，应该加强高分辨率表征技术研发，制定规范性文件和标准，以改善和进一步保障纳米材料的质量和安全。
微乳液法制备纳米材料
微乳液法制备纳米材料仇乐乐摘要：本文介绍了使用微乳液法制备纳米材料的一些基本理论和应用。
从微乳液的定义、形成和稳定性理论方面简单的介绍了微乳液。
又从微乳液制备纳米材料的原理和制备出的纳米粒子的特点方面介绍了微乳液法的一些基本知识。
接着又着重讲述了从微乳液法制备纳米材料的影响因素和应用。
最后对微乳液法制备纳米材料做了总结和展望。
关键词：微乳液，纳米材料，影响因素，应用一、引言微乳液是两种不互溶液体形成的热力学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的分散体系，微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种液体的微滴所构成。
它的特点是使不相混溶的油、水两相在表面活性剂(有时还要有助表面活性剂)存在下，可以形成稳定均匀的混合物。
因而在医药、农药、化妆品、洗涤剂、燃料等方面得到了广泛的应用。
微乳可将类型广泛的物质增溶在一相中的能力已被作为反应介质用于无机、有机各类反应。
当在微乳中聚合时，可得到纳米级的热力学稳定的胶乳，微乳质点的纳米级范围使得能够利用微乳技术制备所要求的大小和形状的超细粒子。
实验装置简单，操作容易，已引起人们的重视。
二、微乳液内超细颗粒的形成机理用来制备纳米粒子的微乳液往往是W／O型体系，该体系的水核是一个“微型反应器”，或叫纳米反应器，水核内超细颗粒的形成机理有三种情况：(1)将两个分别增溶有反应物的微乳液混合,由于胶团颗粒间的碰撞，发生了水核内物质相互交换或传递，引起核内的化学反应。
由于水核半径是固定的，不同水核内的物质交换不能实现。
于是在其中生成的粒子尺寸也就得到了控制。
由此可见，水核的大小控制了超细微粒的最终粒径；(2)一种反应物在增溶的水核内，另一种以水溶液的形式与前者混合。
这时候，水相内反应物穿过微乳液界面膜进入水核内，与另一反应物作用产生晶核并生长，产物粒子的最终粒径是由水核尺寸决定的。
超细颗粒形成后，体系分为两相，其中微乳相含有生成的粒子，可进一步分离得到超细粒子；(3)一种反应物在增溶的水核内，另一种为气体。
无机纳米微球材料-概述说明以及解释
无机纳米微球材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述无机纳米微球材料作为一种新兴的纳米材料，具有独特的物理和化学性质，逐渐引起了人们的广泛关注。
纳米微球是一种具有球形形态的微小颗粒，其尺寸范围通常在1到1000纳米之间。
相比于传统的材料，无机纳米微球具有更大的比表面积和更好的可控性，从而赋予了它们许多优越的性能和广阔的应用前景。
无机纳米微球的制备方法多种多样，常见的包括溶胶-凝胶法、微乳液法、溶液法等。
这些方法可以通过调控反应条件和材料组成，实现对纳米微球的形貌、尺寸和组成的精确控制。
同时，无机纳米微球的合成过程中还可以引入掺杂物或功能化表面修饰，从而赋予材料更多的特殊性能和功能。
无机纳米微球具有广泛的应用领域。
在材料科学领域，无机纳米微球被广泛应用于催化剂、传感器、电池和超级电容器等器件的制备中，由于其高比表面积和分散性能，可以有效提高材料的活性和效率。
在药物传递和生物医学领域，无机纳米微球可以作为药物载体，实现针对性的靶向治疗，并且可以通过控制释放速率，延长药物的作用时间。
此外，无机纳米微球在光学、电子学、能源储存等领域也显示出了巨大的应用潜力。
总之，无机纳米微球作为一种新兴的材料，在科学研究和工程技术中具有重要的地位和广阔的应用前景。
本文将详细介绍无机纳米微球的定义和特点、制备方法以及应用领域，旨在全面展示无机纳米微球材料的优势和潜力，并对其未来的发展进行展望。
1.2文章结构文章结构是组织和安排文章内容的框架，它有助于读者理解文章的逻辑和思路。
本文将按照以下结构进行阐述无机纳米微球材料的相关内容：1. 引言1.1 概述在这一部分，将简要介绍无机纳米微球材料的基本概念和特点，为后续内容做一个整体的铺垫。
1.2 文章结构此部分将详细说明本文的章节划分和内容组织框架，让读者了解全文的脉络和内容安排。
1.3 目的在这一小节里，将明确阐述本文的撰写目的和意义，明确研究无机纳米微球材料的目标和价值。
有机无机纳米复合材料的合成及性能表征
有机无机纳米复合材料的合成及性能表征纳米材料的出现和应用，是人类材料科学领域的一次伟大革命。
其中有机无机纳米复合材料因其优异的性能备受关注。
本文将介绍有机无机纳米复合材料的合成方法及其性能表征。
一、有机无机纳米复合材料的合成方法1. 溶胶-凝胶法溶胶凝胶法是合成无机有机纳米复合材料最重要的方法之一。
这种方法利用无机某些物质，例如硅酸三乙酯、钛酸酯等，在溶剂中制备出乳状溶胶，然后通过退火、焙烧等处理方式，最终获得相关纳米复合材料。
溶胶凝胶方法具有操作简便、成本低廉、制备周期短等优点。
2. 真空旋转涂布法真空旋转涂布法（VAC method）是复合材料制备的一种快速、简单、成本低廉的方法。
该方法利用真空吸附技术将有机材料温度控制在50~200℃，然后通过旋转混合的方式制备出有机无机复合薄膜。
VAC方法对于制备微纳米薄膜有很好的应用价值。
3. 热解法热解法是一种高温方式制备无机有机纳米复合材料。
通常采用两步加工，首先在常温下将有机物质与无机物质在某些溶剂中混合，形成溶胶。
然后在高温条件下热解，得到有机无机复合材料。
这种方法制备出的纳米复合材料晶体纯度高，晶粒大小均匀，但需要较高的制备技术。
4. 电沉积法电沉积法基于电化学原理设计的一种制备纳米复合材料的方法。
在外加电场作用下，金属离子在电极表面还原，同时有机分子在电场下定向积聚形成有机无机复合材料。
电沉积法可以制备出非常规形态的有机无机纳米复合材料，并且具有高度的可控性。
二、有机无机纳米复合材料的性能表征1. 感光性能如何增强复合材料的感光性能是当前研究的热点之一。
有机无机纳米复合材料具有较高的紫外吸收能力，同时对于光子的感应性能也比较高，还可以通过分子工程等方法进行增强。
这种材料可以被用作开关、存储、感测器等领域。
2. 光催化性能有机无机纳米复合材料的催化性能也受到了广泛的研究。
复合材料的光催化性能主要由金属氧化物、活性小分子、有机分子等组成，其中的能带结构和光吸收特性会影响催化反应。
草莓型PVAc／SiO2有机-无机复合微球的合成
１ ０
胶 体 与 聚 合 物
第２ ６卷
定性 良好 ，Ｅ 观 察呈草莓 形 。但酸 性纳米 ＳＯ ＴＭ ｉ： 溶胶 制备 的复 合微球 ， 静 置稳 定 １ 以上 。而 可 月 碱性 纳米 ＳＯ 溶 胶制备 的复合微 球 ， ｉ： 静置 １ 即 周 分层 。这 是 因 为碱 性 环境 下 所 得 乳 胶 粒 粒 径较 大 ， 利于复合微 球 的稳定 。 不
１ 实验 部 分
１ 实验药 品 ． １ 醋酸 乙烯酯 （ Ａ ）分 析纯 ， Ｖ ｃ， 上海 化学试 剂公 司； 甲基 丙 烯 酸 甲酯 （ ＭＭＡ） 分 析 纯 ， 津精 新 ， 天 通精 细化 工有 限公 司 ； 纳米 二 氧化 硅溶 胶 Ｂｎｚｌ ｉｄｉ
２ ４ Ｎ （０ ｍ， Ｈ＝ ０ ４ ０ ０ Ｈ４ ２ ｎ ｐ １ ， ０％） Ｂ ｎ ｚｌ ０ ４ Ｉ 及 ｉｄ ｉ２ ３ Ｄ
２ 结 果 与 讨 论
２１ Ｐ Ａｃ ｉ 有 机一 ． Ｖ ／ Ｏ： Ｓ 无机 纳米 复合微 球 的制备 无 皂 乳 液 聚合 法 制 得 Ｐ ＡｃＳＯ 复 合 微 球 Ｖ ／ｉ： 如 图 １ 示 。纳米 ＳＯ 粒 子吸 附在有 机 相表面 ， 所 ｉ 复合 微 球呈 草 莓型 ， 径均 一 。本体 系 未加 乳 化 粒
唐琴琼 舒兴 旺 张玉红
（ 湖北大学材料科学与工程学院 武汉 ４０６ ） ３ ０２
摘
要
用无皂乳液聚合法制备了草莓 型的聚醋酸乙烯酯 ／ 二氧化硅（ Ｖ ｃ ｉ 纳米复合微球 ， Ｐ Ａ ／Ｏ） Ｓ 探讨 了纳米
ＳＯ 溶 胶 的 ｐ 值 和用 量对 复 合 微 球 粒 径 与形 态 的影 响 。研 究 表 明纳 米 ＳＯ 粒 子 被 吸 附在 有 机 相 表 面 ， 成 ｉ Ｈ ｉ： 形