新材料合成与制备
材料合成与制备
材料合成与制备材料合成与制备是现代材料科学领域的重要研究内容之一，它涉及到材料的原子结构、晶体结构、物理性质和化学性质等方面。
在材料科学领域，合成和制备材料是非常关键的环节，它直接影响着材料的性能和应用。
因此，合成和制备过程的优化和控制对于材料的研究和应用具有重要意义。
材料的合成方法多种多样，常见的包括物理方法、化学方法和生物方法等。
物理方法主要是利用物理手段改变材料的结构和性能，如热处理、溶液沉淀、气相沉积等。
化学方法则是利用化学反应来合成材料，例如溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等。
生物方法则是利用生物体或生物体提取物来制备材料，如生物矿化、生物复合材料等。
不同的合成方法适用于不同的材料类型和性能要求，科学家们需要根据具体情况选择合适的方法。
在材料的制备过程中，需要考虑到材料的结构、形貌和性能等方面。
例如，纳米材料的制备需要控制其粒径和形貌，以及表面的化学性质；多孔材料的制备需要控制孔隙的大小和分布等。
因此，在材料的制备过程中，需要对反应条件、原料比例、溶剂选择等方面进行精确控制，以获得所需的材料结构和性能。
材料的合成与制备过程中，还需要考虑到环境友好性和可持续性。
随着人们对环境保护意识的增强，绿色合成和制备技术受到了越来越多的关注。
绿色合成和制备技术强调减少或避免对环境的污染，降低原料和能源消耗，提高资源利用率。
因此，材料的合成与制备过程中，需要尽量采用绿色的合成方法和制备技术，以减少对环境的影响。
总之，材料的合成与制备是材料科学领域的重要研究内容，它直接影响着材料的性能和应用。
科学家们需要根据具体的材料类型和性能要求，选择合适的合成方法和制备技术，以获得所需的材料结构和性能。
同时，还需要考虑到绿色合成和制备技术，以减少对环境的影响，实现可持续发展。
希望通过不断的研究和探索，能够开发出更加高性能、环保的新型材料，为人类社会的发展做出贡献。
温度对新材料合成与制备过程的影响
温度对新材料合成与制备过程的影响随着科学技术的不断进步，新材料的合成与制备过程变得越来越重要。
而其中，温度作为一个关键因素，对于新材料的性质和性能有着重要的影响。
本文将从不同角度探讨温度对新材料合成与制备过程的影响。
首先，温度对于新材料的晶体结构与形貌具有重要作用。
在高温条件下，原子或分子的热运动加剧，使得晶体结构更加有序，晶格常数增大。
这种高温下的晶体结构有利于新材料的导电性和光学性能的提升。
而在低温条件下，原子或分子的热运动减弱，晶体结构更加紧密，晶格常数减小。
这种低温下的晶体结构则有利于新材料的力学性能和磁性能的提升。
因此，通过控制温度，可以调控新材料的晶体结构与形貌，从而实现对其性能的调整和优化。
其次，温度对于新材料的相变行为有着重要影响。
相变是指物质在一定条件下从一种状态转变为另一种状态的过程。
而温度是影响相变行为的主要因素之一。
以金属材料为例，当温度升高超过其熔点时，金属会从固态转变为液态，这就是熔化相变。
而当温度降低到其凝固点以下时，金属会从液态转变为固态，这就是凝固相变。
相变的发生会导致材料的结构和性质发生巨大变化。
因此，在新材料的合成与制备过程中，通过控制温度，可以实现对相变行为的调控，从而获得具有特定性能的材料。
此外，温度还对新材料的晶体生长过程有着重要影响。
晶体生长是指物质从溶液或气相中结晶出固态晶体的过程。
在晶体生长过程中，温度是一个关键参数。
适当的温度可以促进晶体生长速度，使得晶体形成更大的晶粒。
而过高或过低的温度则会导致晶体生长速度过快或过慢，从而影响晶体的质量和尺寸分布。
因此，在新材料的制备过程中，通过控制温度，可以实现对晶体生长过程的调控，从而获得具有良好晶体结构和尺寸分布的材料。
此外，温度对于新材料的化学反应过程也有着重要影响。
在新材料的合成过程中，往往需要进行一系列的化学反应。
而这些化学反应的速率和产物选择性往往受温度的影响。
在高温条件下，反应速率会加快，但同时也容易引起副反应的发生，从而降低产物的选择性。
化学工程揭秘新型材料的合成方法
化学工程揭秘新型材料的合成方法为了满足不断变化的社会需求，科学家们在化学工程领域不断探索并研究新的材料合成方法。
这些新型材料在各个领域中发挥着重要作用，如电子、能源、环保等。
本文将揭秘一些新型材料的合成方法，介绍其制备工艺及应用。
一、聚合物材料合成方法1.原位聚合法原位聚合法是一种常见的合成聚合物材料的方法。
它通过在化学反应中加入单体，使其在反应过程中逐渐聚合形成聚合物。
这种方法的特点是简单易行，适用于大规模生产。
例如，聚乙烯和聚丙烯就是通过原位聚合法合成的。
2.溶液聚合法溶液聚合法是将单体溶解在溶剂中，加入引发剂或光引发剂，通过引发剂的作用使单体逐渐聚合形成聚合物。
这种方法的优点是能够控制聚合物的分子量和分子结构，制备出具有特定性能的材料。
举例来说，聚酯和聚酚等材料常采用溶液聚合法合成。
二、无机材料合成方法1.沉积法沉积法是一种通过在底物上逐渐沉积材料的方法。
它包括化学气相沉积、物理气相沉积、溶液沉积等多种形式。
这种方法适用于制备薄膜、纳米颗粒等材料。
例如，气相沉积法常用于制备硅薄膜和二氧化钛薄膜。
2.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将溶胶与凝胶逐渐转化为固体材料的过程。
溶胶指由溶剂中分散的颗粒或分子组成的胶体体系，凝胶则是指由溶液中形成的三维网状结构的凝胶体系。
这种方法适用于制备陶瓷材料、气凝胶等。
铝氧凝胶就是通过溶胶-凝胶法制备的。
三、纳米材料合成方法1.气相法气相法是通过在气相条件下进行反应合成纳米材料的方法。
它包括气相沉积、气相凝胶法等。
这种方法可以制备出高纯度、均匀分散的纳米材料。
氧化铝纳米颗粒常使用气相法进行合成。
2.凝胶法凝胶法是通过溶胶凝胶过程制备纳米材料的方法。
采用这种方法可以控制纳米颗粒的尺寸和形貌，制备出具有特殊性能的纳米材料。
二氧化硅纳米颗粒常采用凝胶法进行制备。
新型材料的合成方法多种多样，不同的材料类型适用于不同的合成方法。
随着科技的发展，更多新型材料的合成方法将被不断探索和发展。
材料合成与制备方法
材料合成与制备方法材料合成是材料科学领域中的关键环节，合成方法的选择直接影响到材料的性能和应用。
本文将介绍几种常见的材料合成方法和制备技术，包括化学合成、物理合成和生物合成等。
一、化学合成化学合成是一种通过化学反应来制备新材料的方法。
通常需要原料物质在特定条件下进行反应，生成目标产物。
常见的化学合成方法包括溶液法、气相法和固相法等。
1. 溶液法溶液法是一种将原料物质溶解在适当的溶剂中，通过溶液中物质的扩散、固相沉淀和晶体生长等过程，制备出所需的材料的方法。
这种方法操作简单，适用于多种材料的合成。
2. 气相法气相法是一种将原料物质气化或溶解在惰性气体中，通过气相反应生成目标产物的方法。
这种方法通常用于制备高纯度、高质量的材料，适用于一些高温、高真空条件下的合成。
3. 固相法固相法是一种将原料物质混合均匀后，在高温条件下进行反应生成目标产物的方法。
这种方法适用于高温烧结、固相反应等制备过程。
二、物理合成物理合成是一种利用物理方法实现材料合成的方式。
常见的物理合成方法包括熔融法、机械合成和溅射法等。
1. 熔融法熔融法是一种将原料物质加热至熔化状态后冷却凝固成材料的方法。
这种方法通常用于金属材料、陶瓷材料等的制备，具有制备工艺简单、成本低廉的优点。
2. 机械合成机械合成是一种通过机械力对原料物质进行机械混合、压缩、研磨等过程，实现材料合成的方法。
这种方法适用于一些不容易发生化学反应的材料，可以制备出高性能的复合材料。
3. 溅射法溅射法是一种利用高能粒子轰击靶材表面，使靶材表面原子或分子脱落并沉积在基底上形成薄膜的方法。
这种方法适用于制备薄膜、涂层等材料，广泛应用于电子、光电等领域。
三、生物合成生物合成是一种利用生物体或生物体系来合成材料的方法。
常见的生物合成方法包括生物体内合成、发酵法和生物模板法等。
1. 生物体内合成生物体内合成是一种利用生物体自身代谢过程中产生的物质合成材料的方法。
这种方法适用于生物体本身就能够合成目标产物的情况，具有环境友好、资源可再生的优点。
新版材料合成与制备.pdf
第一章绪论1．材料按化学组成可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料四类。
2．材料合成与制备是通过一定的途径，从气态、液态或固态的各种不同原材料中得到化学上及性能上不同于原材料的新材料。
研究内容：一是研究新型材料的合成方法；二是研究已知材料的新合成方法、新合成技术，从而指定节能、经济、环保的合成路线及开发新型结构和功能的材料。
3．材料科学与工程的四个基本要素：合成与加工、组成与结构、性质、使用性能。
第二章无机材料合成实验技术1．表征真空泵的工作特性的四个参量：起始压强、临界反压强、极限压强、抽气速率。
2．平衡分离过程：借助分离媒介（如热能、溶剂或吸附剂）使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。
3．速率分离过程：在某种推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差等）的作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离。
4．吸附分离过程：利用混合物中各组分与吸附剂表面结合力强弱的不同，即各组分在固体相（吸附剂）和流体相间的吸附分配能力的差异，使混合物中难吸附组分与易吸附组分得以分离。
特点：①多数吸附剂具有良好的选择性，同时，被吸附组分又可在不同的条件下脱附，方便被吸附组分的分别收集和吸附剂的再生利用；②吸附剂化学稳定性好，分离所得产物纯度高；③吸附与解吸速度快，为快速分离和获得小体积淋洗液创造了条件；④吸附剂价廉易得，实验操作简单；⑤为了增加表面作用位置，吸附剂通常制成多孔结构和大比表面积。
吸附机理：⑴吸附作用机理复杂，包括静电吸附、氢键作用、离子交换、络合作用等多种物理和化学过程；⑵从分子间作用力的观点来看，吸附作用是吸附剂表面的立场与吸附质分子之间相互作用的结果，主要是物理吸附；⑶硅胶、Al2O3表面含有大量羟基及O原子，能与许多物质形成氢键。
氢键和电荷转移相互作用均产生较强的吸附能；⑷极性吸附剂与极性分子之间的吸附力较强，选择性也较高。
人工合成新型生物材料的制备
人工合成新型生物材料的制备近年来，人工合成新型生物材料的制备在生物医学领域引起了广泛的研究与应用。
随着技术的不断发展，合成复杂结构的生物材料逐渐成为可能。
这些新型生物材料具备许多优越的性能，如高生物相容性、良好的药物递送能力和特殊的生物学功能。
下面我们将介绍一些制备这类新型生物材料的方法。
一、自组装合成法自组装合成法是指将具有亲水性和亲油性的分子混合在一起，通过自发的化学反应形成结构层次分明的纳米材料。
这种方法制备的新型生物材料可以模拟天然组织中的生物大分子，因此具备极高的生物活性和生物相容性。
例如，利用自组装合成法，可以制备出一种自组装纳米胶束，具有优异的抗癌药物输送性能。
二、生物合成法生物合成法是通过改变生物体内的代谢途径来产生新的生物材料。
这种方法具有高效、环保的特点，也向着实现人类制备高性能新型生物材料的愿景迈进了一大步。
例如，通过转基因技术，可以将某些传统的大分子结构改变为纳米结构，从而获得具有新的性质的生物材料。
三、仿生结构制备法仿生结构制备法是指利用生物大分子的持续自组装和自组织能力，从而制备出新型生物材料。
这种方法可通过仿生材料的超分子结构来模拟其在自然界中的作用和特点，从而获得优越的性能。
例如，通过合成仿生进化后的二面角序列的合成骨架，可以获得具有良好生物相容性和高度定位响应的人工生物材料。
总之，人工合成新型生物材料是一项重要的技术和研究领域。
许多制备方法都在不断发展中，这些新型材料的应用前景很广泛，包括组织工程、药物递送、医用器械等方面。
不过，要将这些新技术成功应用到实践中，仍需要进一步深化科学研究，丰富制备技术，并探索它们与人类自然体系之间的关系。
材料的合成与制备
材料的合成与制备材料的合成与制备是现代科学技术领域中一个非常重要的研究方向，它涉及到材料的物理、化学性质以及在工程应用中的性能表现。
材料的合成与制备技术的发展，对于推动材料科学和工程技术的进步具有重要意义。
本文将从合成与制备的基本原理、常见方法及其应用等方面进行介绍。
首先，材料的合成与制备是指通过化学反应、物理方法或生物技术等手段，将原料转化为所需的材料。
合成与制备的基本原理包括原料选择、反应条件控制、反应机理等内容。
在材料的合成过程中，原料的选择对于最终产物的性能具有至关重要的影响。
同时，合成过程中的反应条件控制也是至关重要的，例如温度、压力、溶剂选择等因素都会影响反应的进行和产物的性质。
此外，了解反应的机理对于优化合成过程、提高产物纯度和性能也具有重要意义。
其次，常见的材料合成与制备方法包括化学合成、物理合成和生物合成等。
化学合成是指通过化学反应将原料转化为所需的产物，常见的化学合成方法包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等。
物理合成是指通过物理手段将原料转化为所需的产物，常见的物理合成方法包括溅射法、磁控溅射法、电化学沉积等。
生物合成是指利用生物技术手段进行材料的合成与制备，例如利用微生物、植物等生物体进行材料的合成。
不同的合成方法适用于不同类型的材料，选择合适的合成方法对于提高产物的纯度和性能具有重要意义。
最后，材料的合成与制备在各个领域都有着广泛的应用，例如在材料科学、化工、能源、环境等领域中都有着重要的地位。
在材料科学领域，合成与制备技术的发展推动了新型材料的研发和应用，例如纳米材料、功能材料等的合成与制备技术的进步为材料科学的发展提供了重要支持。
在化工领域，合成与制备技术的发展为新型化工产品的研发和生产提供了重要技术支持。
在能源和环境领域，合成与制备技术的应用也为新能源材料、环境治理材料等的研发和应用提供了重要技术支持。
总之，材料的合成与制备是一个非常重要的研究方向，它涉及到材料的物理、化学性质以及在工程应用中的性能表现。
新材料合成与制备
新材料合成与制备新材料合成与制备是一门涵盖多个学科知识的领域，包括化学、物理、材料科学等。
随着科学技术的进步，人们对新材料的需求越趋多样化，因此新材料合成与制备的研究变得尤为重要。
本文将介绍新材料合成与制备的基本原理、常用方法以及现代合成技术的发展。
新材料合成与制备的基本原理是利用化学反应或物理方法将原材料转化为所需材料。
新材料的合成可以通过化学合成、物理沉积以及生物合成等多种方法来实现。
化学合成是最常见的合成方法之一，通过原子间的化学键形成和断裂，从而得到所需的新材料。
物理沉积则是通过物理方法将原材料分解或聚集，形成新的材料。
生物合成则是利用生物体内的生物反应来制备材料。
化学合成是新材料合成与制备的重要方法之一、常见的化学合成方法包括溶液法、气相法以及固相法等。
溶液法是将原材料溶解在溶剂中，通过反应产生新的材料。
气相法是将气体或蒸汽转化为所需材料，常见的有化学气相沉积法和物理气相沉积法。
固相法则是将固态材料通过物理或化学方法转化为新材料。
除了化学合成，物理沉积也是新材料合成的重要方法之一、常见的物理沉积方法包括溅射法、激光沉积和离子束沉积等。
溅射法是将原材料蒸发或溅射到基底上，形成新的薄膜。
激光沉积则是利用激光加热、蒸发原材料，使其沉积在基底上。
离子束沉积则是利用离子束轰击原材料，在基底上形成薄膜。
生物合成是一种新兴的合成方法，它利用生物体内的酶或细胞等生物性材料来合成新材料。
生物合成具有高效、环境友好等特点，被广泛应用于制备新材料。
例如，利用微生物合成聚合物材料、纤维素材料等。
随着现代科学技术的发展，新材料合成与制备也得到了许多创新。
现代合成技术包括纳米材料合成、薄膜制备、二维材料制备等。
纳米材料合成是将材料分解至纳米级别，以获得其特殊性质。
薄膜制备是将材料制备成薄膜的形式，广泛应用于电子器件、光学器件等领域。
二维材料制备是利用现代技术制备出尺寸仅有几个原子层的材料，例如石墨烯。
综上所述，新材料合成与制备是一门包含多个学科知识的领域，其基本原理是通过化学反应和物理方法将原材料转化为所需材料。
- 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)。
新材料合成与制备1 前沿纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要新型材料和科技领域之一。
早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。
1992年，《 Nanostructured Materials 》正式出版, 标志着纳米材料学成为一门独立的科学。
纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。
当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。
自1991年Iijima 首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。
纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。
美国自1991 年开始把纳米技术列入“政府关键技术”, 我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目[1]。
所以，纳米材料的制备在当前材料科学研究中占据极为重要的位置,新的材料制备工艺和过程的研究对纳米材料的微观结构和性能具有重要的影响。
制备出清洁、成分可控、高密度( 不含微孔隙) 的粒度均匀的纳米材料是制备合成工艺研究的目标。
因此,如何控制及减少纳米材料尤其是界面的化学成分及均匀性、以及如何控制晶粒尺寸分布是制备工艺研究的主要课题[2]。
2 纳米材料的特性及其特性[3]“纳米材料”的命名出现在20世纪80年代,它是指三维空间中至少有一维处于1nm -100nm 或由它们作为基体单元构成的材料。
2.1 纳米材料的分类纳米材料按维数可分为三类: (1)零维,如纳米尺度颗粒、原子团簇等；(2)一维,如纳米丝、纳米棒、纳米管等；(3)二维,如超薄膜、多层膜、超晶格等。
按照形态一般分为四类:(1)纳米颗粒型材料；(2) 纳米固体材料；(3) 颗粒膜材料；(4) 纳米磁性液体材料。
2.2 纳米材料的特性纳米材料具有普通材料所不具备的三大效应: (1)小尺寸效应,指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时,其周期性的边界条件将被破坏,光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应。
(2)表面效应,可用纳米微粒表面原子与总原子数之比来量度。
随着粒径减小,表面原子数迅速增加。
由于表面原子数增加,原子配位不足及高的表面能,使得这些表面原子具有高的活性,极不稳定,使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性。
(3)宏观量子隧道效应。
研究发现,一些宏观量,如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应,称为宏观量子隧道效应。
由于纳米材料具有以上的三大效应,才使它表现出令人难以置信的奇特的宏观物理特性:(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等。
3 国内外纳米材料制备方法研究现状[3]国内外纳米材料的制备方法比较成熟，有物理方法和化学方法两种。
3.1 物理方法3.1.1 机械法机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。
机械球磨法无需从外部供给热能, 通过球磨让物质使材料之间发生界面反应,使大晶粒变为小晶粒,得到纳米材料。
范景莲等采用球磨法制备了钨基合金的纳米粉末。
xiao等利用金属羰基粉高能球磨法获得纳米级的Fe- 18Cr- 9W合金粉末。
机械粉碎法是利用各种超微粉机械粉碎和电火花爆炸等方法将原料直接粉碎成超微粉,尤其适用于制备脆性材料的超微粉。
超重力技术利用超重力旋转床高速旋转产生的相当于重力加速度上百倍的离心加速度,使相间传质和微观混合得到极大的加强,从而制备纳米材料。
刘建伟等以氨气和硝酸锌为原料,应用超重力技术制备粒径20nm-80nm、粒度分布均匀的ZnO纳米颗粒。
3.1.2 气相法气相法包括蒸发冷凝法、溶液蒸发法、深度塑性变形法等。
蒸发冷凝法是在真空或惰性气体中通过电阻加热、高频感应、等离子体、激光、电子束、电弧感应等方法使原料气化或形成等离子体并使其达到过饱和状态,然后在气体介质中冷凝形成高纯度的纳米材料。
Takaki等在惰性气体保护下,利用气相冷凝法制备了悬浮的纳米银粉。
杜芳林等制备出了铜、铬、锰、铁、镍等纳米粉体,粒径在30nm # 50nm 范围内可控。
魏胜用蒸发冷凝法制备了纳米铝粉。
溶液蒸发法是将溶剂制成小滴后进行快速蒸发,使组分偏析最小, 一般可通过喷雾干燥法、喷雾热分解法或冷冻干燥法加以处理。
深度塑性变形法是在准静态压力的作用下,材料极大程度地发生塑性变形,而使尺寸细化到纳米量级。
有文献报道,φ82mm的Ge在6GPa准静压力作用后,再经850℃热处理,纳米结构开始形成,材料由粒径100nm的等轴晶组成,而温度升至900℃时,晶粒尺寸迅速增大至400nm。
3.1.3 磁控溅射法与等离子体法溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子,交换能量或动量, 使得靶材料表面的原子或分子从靶材料表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。
在该法中靶材料无相变,化合物的成分不易发生变化。
目前,溅射技术已经得到了较大的发展,常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。
等离子体法是利用在惰性气氛或反应性气氛中通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,从而使原料溶液化合蒸发, 蒸汽达到周围冷却形成超微粒。
等离子体温度高,能制备难熔的金属或化合物, 产物纯度高,在惰性气氛中,等离子法几乎可制备所有的金属纳米材料。
以上介绍了几种常用的纳米材料物理制备方法,这些制备方法基本不涉及复杂的化学反应, 因此,在控制合成不同形貌结构的纳米材料时具有一定的局限性。
3.2 化学制备方法3.2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。
Stephen等利用高分子加成物(由烷基金属和含N 聚合物组成)在溶液中与S 反应,生成的ZnS颗粒粒度分布窄,且被均匀包覆于聚合物基体中,粒径范围H2可控制在2nm-5nm之间。
MarcusJones等以CdO为原料,通过加入Zn(CH3)2和S[Si( CH3) 3 ]2制得了ZnS包裹的CdSe量子点,颗粒平均粒径为3.3nm,量子产率(quantum yield,QY)为13.8%。
3.2.2 离子液法离子液作为一种特殊的有机溶剂,具有独特的物理化学性质,如粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好以及具有较宽的液态温度范围等。
即使在较高的温度下,离子液仍具有低挥发性,不易造成环境污染,是一类绿色溶剂。
因此,离子液是合成不同形貌纳米结构的一种良好介质。
Jiang等以BiCl3和硫代乙酰胺为原料,在室温下于离子液介质中合成出了大小均匀的、尺寸为3um-5um 的Bi2S3纳米花。
他们认为溶液的pH值、反应温度、反应时间等条件对纳米花的形貌和晶相结构有很重要的影响。
他们证实,这些纳米花由直径60nm-80nm的纳米线构成,随老化时间的增加,这些纳米线会从母花上坍塌,最终形成单根的纳米线。
赵荣祥等采用硝酸铋和硫脲为先驱原料,以离子液为反应介质,合成了单晶Bi2S3纳米棒[5,6]。
3.2.3 溶剂热法溶剂热法是指在密闭反应器(如高压釜)中,通过对各种溶剂组成相应的反应体系加热,使反应体系形成一个高温高压的环境,从而进行实现纳米材料的可控合成与制备的一种有效方法Lou等采用单源前驱体Bi[S2P(OC8H17)2]3作反应物, 用溶剂热法制得了高度均匀的正交晶系Bi2S3纳米棒,且该方法适于大规模生产。
Liu等用Bi(NO3)3·5H2O、NaOH及硫的化合物为原料,甘油和水为溶剂,采用溶剂热法在高压釜中160℃反应24- 72 h制得了长达数毫米的Bi2S3纳米带。
3.2.4 微乳法微乳液制备纳米粒子是近年发展起来的新兴的研究领域,具有制得的粒子粒径小、粒径接近于单分散体系等优点。
1943年Hoar等人首次报道了将水、油、表面活性剂、助表面活性剂混合,可自发地形成一种热力学稳定体系,体系中的分散相由80nm- 800nm 的球形或圆柱形颗粒组成,并将这种体系定名微乳液。
自那以后,微乳理论的应用研究得到了迅速发展。
1982年, Boutonnet 等人应用微乳法, 制备出Pt、Pd 等金属纳米粒子。
微乳法制备纳米材料,由于它独特的工艺性能和较为简单的实验装置,在实际应用中受到了国内外研究者的广泛关注。
4 纳米材料制备存在的问题现有纳米材料的制备技术还不成熟,对制备技术中具体工艺条件的研究还很不够,已取得的成果仅停留在实验室和小规模生产阶段,对工业化生产实施将涉及的问题,目前研究的很少,纳米材料实用化技术的研究不够系统和深入,现有工业化生产的设备有待进一步的研究和改进,以提高微粒的产率、产量并降低成本。
结论纳米材料由于具有特异的光、电、磁、催化等性能,可广泛应用于国防军事和民用工业的各个领域。
它不仅在高科技领域有不可替代的作用,也为传统的产业带来生机和活力。
随着纳米材料制备技术的不断开发及应用范围的拓展,工业化生产纳米材料必将对传统的化学工业和其它产业产生重大影响。
但到目前为止, 开发出来的产品较难实现工业化、商品化规模。
主要问题是:对控制纳米粒子的形状、粒度及其分布、性能等的研究很不充分；纳米材料的收集、存放,尤其是纳米材料与纳米科技的生物安全性更是急待解决的问题。
这些问题的研究和解决将不仅加速纳米材料和纳米科技的应用和开发,而且将极大地丰富和发展材料科学领域的基础理论。
同时我也对本课程比较满意，使我接触了更多的材料知识，开阔了视野。
参考文献[1] 尹衡.纳米材料制备方法研究[J].现代商贸工业，2009（15）:274-275.[2] 高善民，孙树.声纳米材料的制备[J].现代化工，1999,19（10）:46-47.[3] 陈思顺，李彦林，牛新书.纳米技术和纳米材料制备技术技术研究进展[J].漯河职业技术学院学报( 综合版),2005,4(3):15-16.[4] 余丽萍，肖伟.浅析纳米材料及制备技术的进展[J].江西冶金，2005,25（3）:27-28. [5] Lou Wen jing, Chen Miao,WangXiaobo,et al .Novelsinglesource precursors approach to prepare highly uniform Bi2S3and Sb2S3 nanorods via a solvoth ermal treatment[J].Chem .Mater.,2007,19(4):872-878.[6] Liu Zhaoping, Liang Jianbo, Li Shu , et al.Synth esis and GrowthMechanism of Bi2S 3 Nanoribbon s [J] . Chem . Eur. J. , 2004, 10(3) : 634-640.。