第四章微乳液法制备纳米材料
长余辉纳米发光材料SrAl2O4：Eu,Dy的微乳液法合成研究
ａ ｏ ｔ１０ｎｎ，ｄａ ｅｅ ｆ ｈ ｌ ｉ ａ ｕ ０ ６ ｉ ｂ ｕ ０ ｉ ｉ ｍ ｔｒｏ ｅｐ ｅ ｓ ｂ ｔ４ ～ ０ｎｎ．Ｅｍｉ ｉｇ ｓ ｅ ｔ ｍ ｅ ｋ ｏ ｎ ｅｓｓｅ ｃ ｈ ｓ ｈ ｒ ｔ ｏ ｏ ｔ ｎ ｐ ｃｒ ｔ ｕ ｐ ａ ｆｌ ｇ Ｐ ｒｉｔｎ ｅ Ｐ ｏ ｐ ｏ ｓ ｏ Ｓａｌ ： ｒ ２ Ｅｕ， ｓ５０ｎｎ，ａ ｄｅ ｃｔ ｇｓ ｅ ｔｕ ｐ ａ ｓ １ ｎｎ ｂ ｐ ｃｒｐ ｏｏｌｏ ｏ ｔｒ ｏ ｍ ｐ ｒｄ ｗｉ ４ ０ Ｄｙ ｗａ １ ｌ ｎ ｘ ｉｉ ｐ ｃｒ ｍ ｅ ｋｗａ ０ ｒ ｙｓ ｅ ｔｏ ｈ ｔｆ ｒ ｍｅｅ ．Ｃ ｎ ３ ｕ ａｅ ｔ ｈ ｐ ｏ ｕ ｔ ｙ ｔ ｅｉｅ ｙ ｓｌ ｅｈ ．ｅ ｉ ｉｇ ａ ｄ ｅ ｃｔｎ ｐ ｃｒ ｒ ｔ ｈ ｆ ｂｕ ．Ａｔｌｓ ｈ ｏ ｉａ ｔ ｒｄ ｃｓｓ ｎ ｈ ｓ ｄ ｂ ｉ ｍ ｔ ｏ ｚ ｏ ｄ ｄ ｍ ｔ ｎ ｎ ｘ ｉ ｇ ｓ ｅ ｔａｗｅ ｅｂ ｈ ｓ ｉ ｌｅ ｔ ｉ ｏ ｔ ａｔｔ ｅｄ ｍ ｎ ｎ
摘 要 ：采用环己烷／ ｒｏ ０ ｉ辛醇／ Ｔ ｉｎＸ一１０／Ｅ ｔ 水的微乳体系， 合成了均一纳米级的铝酸锶长余辉材料的前驱物， 并在
１０ ２０℃煅烧后得到 了具有长余辉发光性质 的 ＳＡ２ ４Ｅ ， 纳米材料 。经过 ｘ衍 射分析可以知道 ＳＡ１ ： ｕ Ｂ 的晶形结 ｒ １ ： ｕＢ ０ Ｙ ｒ２ Ｅ， ４ ０ Ｙ 构为单斜 晶系 ， 透射 电镜 表征 结果显示 ，２０℃煅烧后 晶格 直径为 ４ ～６ ｌ 的杆 状物 。荧 光光 度法测 定长余 辉发光 材料 １０ ０ ０ｎ ｌ Ｔ
Ｓａ２ ４Ｅ ， ｙ的发射光谱 的峰值 波长为 ５０ｈ／ 激发光谱 的峰 值波长 为 ３ ０ｎｐ 相对 于 固相 法的产 品 ， ｒｌ ：ｕＢ ｏ １ｉ， － ］ １ ｉ， 发射 和激发 光谱均
纳米的制作方法
纳米的制作方法什么是纳米？纳米（Nanometer）指的是长度或尺寸在1到100纳米之间的物质。
纳米级别的物质往往具有特殊的性质和行为，与其在大尺寸下的情况有着显著的差异。
纳米科学和纳米技术是研究和应用纳米级别物质的学科和技术领域，已经在各个领域展现出巨大的潜力。
纳米的制备方法纳米材料的制备方法多种多样，常见的制备方法包括物理方法、化学方法和生物方法等。
1. 物理方法物理方法是一种经典的纳米制备方法，包括以下几种：1.1 球磨法球磨法是一种通过机械碾磨将大颗粒物质转化为纳米颗粒的方法。
其原理是通过高能的碰撞和摩擦使粒子尺寸逐渐减小，最终达到纳米级别。
球磨法具有简单、经济的优点，适用于制备晶体材料、陶瓷材料等。
1.2 溅射法溅射法是一种利用高能粒子轰击靶材表面，使靶材表面原子迅速挥发形成纳米颗粒的方法。
这种方法能够制备出均匀、纯净的纳米材料，适用于制备金属、合金和氧化物纳米材料等。
1.3 热蒸发法热蒸发法是一种利用热源将物质蒸发后在冷凝器上沉积成薄膜或纳米颗粒的方法。
这种方法制备的纳米材料具有均匀性好、结晶度高的特点，适用于制备金属纳米材料和薄膜材料。
2. 化学方法化学方法是制备纳米材料的常用方法之一，常见的化学方法有以下几种：2.1 水热法水热法是将反应体系加热至高温高压条件下进行反应，以形成纳米材料的方法。
水热法具有反应温度低、反应时间短的优点，适用于制备金属氧化物、碳纳米管等材料。
2.2 沉淀法沉淀法是通过控制反应条件，在溶液中形成沉淀，进而得到纳米颗粒的方法。
这种方法制备材料的尺寸和形貌可以通过调节反应条件得到，可用于制备金属、合金、非金属氧化物等纳米材料。
2.3 微乳液法微乳液法是利用乳化剂将两种互不溶的液体通过乳化作用形成微乳液，从而得到纳米颗粒的方法。
这种方法具有水溶液中制备纳米颗粒的优势，适用于制备金属、合金和多组分纳米材料。
3. 生物方法生物方法是一种利用生物体或其衍生物合成纳米材料的方法，包括以下几种：3.1 微生物法微生物法是利用微生物合成纳米材料的方法。
纳米材料与制备05
1.3 水热与溶剂热法(hydrothermal andsolvothermal)l h l)水热法：是指在密闭体系中，以水做溶剂，在一定温度水热法中以做溶剂在定(100-1000℃)和压强(1-100MPa)条件下，利用溶液中物质化学反应所进行的合成。
溶剂热法：是在水热法的基础上发展起来的一种新方法，将水热法中的水换成有机溶剂(如：醇类、有机胺、四氯化碳如醇类有机胺四氯化碳或苯等)。
用以制备在水溶液中难以生长、易氧化、易水解或对水敏感的材料，如碳化物、硼化物、氟化物等。
水热与溶剂热合成与固相合成的差别在于“反应性”不同。
机理主要以界面扩散为其特点而水热与溶剂热反应主要机理主要以界面扩散为其特点，而水热与溶剂热反应主要以液相反应为其特点。
或物种，或者使反应在相对温和的溶剂热条件下进行。
或物种或者使反应在相对温和的溶剂热条件下进行①由于在水热与溶剂热条件下反应物反应性能的改变、活性的提高，水并产生一系列新的合成方法。
因此能合成与开发一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物。
解相在水热与溶剂热低温条件下晶化生成。
⑤由于易于调节水热与溶剂热条件下的环境气氛，因而有利于低价态、⑤由于易于调节水热与溶剂热条件下的环境气氛因而有利于低价态中间价态与特殊价态化台物的生成，并能均匀地进行掺杂。
水热与溶剂热条件下典型的反应类型如下水热与溶剂热合成的反应类型水热与溶剂热条件下典型的反应类型如下：(1) 水热氧化：Fe + H 2O FeO n + H 2(2) 水热沉淀：KF +CoCl 2KCoF 2(2)水热还原C O +H C +H O (2) 水热还原：CuO + H 2 Cu + H 2O (3) 水热合成：Nd 2O 3+ H 3PO 4NdP 5O 14(4) 水热分解：FeTiO 3FeO + TiO 2(5)(5) 水热结晶：Al(OH)3Al 2O 3•H 2O在常温常压下一些从热力学看可以进行的反应，往往因热条件下可以使反应发生，与该条件下溶剂的物化性质密切相关。
纳米储氢合金制备方法
纳米储氢合金制备方法一、化学气相沉积法化学气相沉积是一种常用的制备纳米材料的方法，通过控制反应条件，如温度、压力、气体流量等，可以在较低的温度下制备出高纯度的纳米材料。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将合金材料放置在高温炉中，通入氢气等反应气体，通过化学反应生成储氢合金纳米颗粒。
二、物理气相沉积法物理气相沉积法是一种制备纳米材料的方法，通过将材料加热到熔融状态后迅速冷却，再通过物理方法将固态颗粒分散到气体中，形成纳米颗粒。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金材料加热到熔融状态，再通过物理方法将熔融状态的合金分散到气体中，形成纳米颗粒。
三、溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种制备纳米材料的方法，通过将前驱体溶液在恒温下进行水解和聚合反应，形成溶胶，再将溶胶干燥、烧结后得到纳米材料。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将前驱体溶液混合储氢合金元素，通过水解和聚合反应形成溶胶，再将溶胶干燥、烧结后得到纳米储氢合金。
四、微乳液法微乳液法是一种制备纳米材料的方法，通过将两种互不相溶的溶剂混合在一起，形成微乳液，再通过控制反应条件制备出纳米颗粒。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金元素溶解在油性溶剂中，再与水性溶剂混合形成微乳液，通过控制反应条件制备出纳米储氢合金。
五、机械合金化法机械合金化法是一种制备纳米材料的方法，通过将金属粉末在高能球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成合金粉末。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金元素粉末放入球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成纳米储氢合金粉末。
六、高能球磨法高能球磨法是一种制备纳米材料的方法，通过将金属粉末和研磨球在高能球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成合金粉末。
该方法可用于制备纳米储氢合金，通常将储氢合金元素粉末放入球磨机中球磨一定时间，使粉末颗粒细化并发生固态反应形成纳米储氢合金粉末。
七、电解还原法电解还原法是一种制备纳米材料的方法，通过电解熔融盐中的金属离子并在阴极上还原生成金属或合金。
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法摘要 本文介绍了纳米材料的几种常用制备方法，并指出各种方法的特点本文介绍了纳米材料的几种常用制备方法，并指出各种方法的特点.. 关键词 纳米材料纳米材料制备方法制备方法 p reparation methods of nanomaterialsAbstract This article describes several commonly used p reparation reparation methodsmethods of nanomaterials and pointed out that the characteristics of various methods.Key words nanomaterials , preparation methods 1、引言纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。
通常所说的纳米材料是指超微粒—即尺寸在Inm~10Onm Inm~10Onm之间的金属、合金、氧化物及各种化合物的颗粒及由超微之间的金属、合金、氧化物及各种化合物的颗粒及由超微粒经高真空压缩技术获得的纳米固体材料，由于纳米粒子具有量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和库伦阻塞效应[1][1]。
也因为纳米粒子小，具有化学反应不知性高、化学催活性大、光学吸附性强。
纳米材料所具有的不寻常的性质，使纳米材料在光学材料、电子材料、磁性材料以及高强度、高密度材料的烧结、催化、传感等方面有广阔 的应用前景。
被认为是二十一世纪新材料的基础纳米材料的研究与应用引起了各国科学家和政府的兴趣和高度重视。
在本文中介绍了目前纳米材料合成与制备常用的几种方法，并指出了各种方法的特点。
纳米材料合成与制备常用的几种方法，并指出了各种方法的特点。
2、纳米材料的合成与制备方法纳米材料的合成主要问题是纳米微粒的纯度、粒度的均匀程度、粒度的可控性及产量等。
一种好的制备方法应能产生纯度高、粒度均匀的纳米微粒匀的纳米微粒. .2.1固相法固相法是通过从固相到固相的变化来制备纳米粉体。
纳米材料的制备方法(液相法)
05
液相法制备纳米材料的前景与展 望
新材料开发与应用
液相法制备纳米材料在新型材料开发 中具有广泛应用，如高分子纳米复合 材料、金属氧化物纳米材料等。
随着科技的发展，液相法制备的纳米 材料在能源、环保、生物医学等领域 的应用前景广阔，如燃料电池、太阳 能电池、生物传感器等。
提高制备效率与质量
液相法制备纳米材料具有较高的生产效率和可控性，能够实 现规模化生产。
通过优化制备条件和工艺参数，可以进一步提高纳米材料的 性能和质量，如粒径分布、结晶度等。
降低制备成本与能耗
液相法制备纳米材料具有较低的成本和能耗，能够降低生 产成本，提高经济效益。
通过改进制备技术和设备，可以进一步降低液相法制备纳 米材料的成本和能耗，实现绿色可持续发展。
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微乳液法
总结词
通过将前驱体溶液包含在微小的水或油滴中来制备纳米材料的方法。
详细描述
微乳液法是一种制备纳米材料的有效方法。在微乳液法中，将前驱体溶液包含在微小的水或油滴中， 形成微乳液。通过控制微乳液的尺寸和前驱体的反应条件，可以制备出具有特定形貌和尺寸的纳米材 料。微乳液法可以用于制备有机或无机纳米材料，具有较高的应用价值。
液相法具有操作简便、成本低、 可大规模生产等优点，适用于制 备多种纳米材料，如金属、氧化 物、硫化物等。
液相法的分类
01
02
03
化学还原法
通过化学还原剂将金属盐 或氧化物还原成金属纳米 粒子。
沉淀法
通过控制溶液的pH值、温 度等条件，使金属离子或 化合物沉淀为纳米粒子。
微乳液法
利用微乳液作为反应介质， 通过控制微乳液的组成和 反应条件，合成纳米粒子。
纳米材料-制备方法
纳米粒子合成的物理方法-PVD -- 优点
材料適用氣體蒸發法
可合成金屬、合金、陶瓷、複合化合物、 有機化合物的奈米微粒子。 優點：乾淨、粒徑很一致，粒度分佈小、 容易控制粒徑。
纳米粒子合成的物理方法-PVD -- 加热方式
纳米粒子合成的物理方法-PVD -- 电阻加热法
PVD电阻加热法 --影響金屬奈米微粒製作之因素
氣相法
化學氣相沈積法 利用金屬化合物蒸氣的化學反應合成奈米材料。其特點產品純度高，粒度分 佈窄。
奈米微粒子合成技術要求
奈米微粒之純度及表面乾淨度；
奈米微粒之平均粒徑及粒度分佈；
奈米微粒之粒型及晶相穩定度； 奈米粉體是否容易團聚，二次粒子粒徑為何？ 能長時間運轉、容易收集、安定而保存性良好； 生產成本符合商業化量產。
纳米粒子合成的物理方法-构筑法
构筑法是由小极限原子或分子的集合体人工合成超微粒子 块体材料 如何使块体材料 通过物理的方法 原子分子化？
蒸发、 离子溅射、 溶剂分散…… 惰性气体中或不活泼气体中凝 电阻加热、等离子体加热、 激光加热、电子束加热、 电弧放电加热、高频感应加 热、太阳炉加热……
原子分子化
纳米粒子合成的物理方法-PVD
物理氣相沉積法的原理可由蒸發金屬以產生奈米粒子的 現象加以說明；通常，在高度真空下將金屬加熱-蒸發，金 屬原子會在容器壁或固體表面上形成薄膜，即一般的真空 蒸鍍作業。但是，若在0.01至數百torr的惰性氣體環境下， 被蒸發的原子則會和環境中的氣體分子相互碰撞-冷卻，而 於氣相中凝結成奈米粉體。綜合以上說明，可知氣相沉積 法是利用加熱原材料，使其成為氣相原子或分子，離開熱 源到達冷的一端，藉由濃度過飽和而沉積為奈米材料的方 法。氣相沉積法又依加熱方式的不同，可分為電阻式、電 漿法、電弧法、輝光放電法、高周波加熱法、電子束、離 子束、雷射加熱法以及微波加熱法等。
材料工程中的纳米材料加工技术
材料工程中的纳米材料加工技术纳米材料是具有尺寸小于100纳米的特点的材料。
纳米材料加工技术是指将一定的物质转化为具有纳米级尺寸，形态多样的分子结构，从而具有特殊的物理和化学性质的一种加工技术。
纳米材料的研究和应用领域涉及到物理学、化学、生物学、材料学、信息等许多领域，具有广阔的应用前景。
在材料工程领域中，纳米材料加工技术的引入推动了材料工程的快速发展，为新材料的研究提供了全新的视角。
材料工程中纳米材料加工的主要方法有物理方法、化学方法、生物方法和机械法四种。
而这些方法以不同的方式实现了材料工程的新材料研究和开发应用。
物理方法包括靶材蒸发法、溅射法、化学气相沉积法和电子束加工法等。
其中靶材蒸发法是最开始应用较多的一种纳米材料制备方法。
其原理是采用高温的蒸发技术将靶材蒸发并使其沉积在基底表面上，从而形成一定尺寸的颗粒，进而制备纳米材料。
靶材蒸发法的优点是制备的纳米材料粒度小、分布均匀，但如此高温处理会使选材范围受到限制，因为许多材料在高温下容易变形或气化。
其次，该方法制备的单个颗粒的质量难以控制。
化学方法包括微乳液法、溶胶-凝胶法、水热、水热合成法、反相微乳液法、水相复合反硝化-深度还原法等。
其中微乳液法是一种较好的制备非晶态纳米材料的方法。
其原理是以表面活性剂作为驱动剂同时也作为乳化剂将两种反应物分别在微乳液中混溶得到非晶态纳米材料。
该方法制备的纳米材料粒度小、粒度分布均匀，在许多方面具有高度的控制性和可重复性。
生物方法主要是利用生物学的参数来制备纳米材料，其中最为常见的是利用生物微生物合成法、酶切法、生物矿化、生物模板等。
生物合成法利用微生物在新陈代谢过程中产生的产品，在其代谢过程中一定程度上改变了产物的生物物理与化学性质，由此产生的一类纳米材料被称为生物纳米材料。
生物合成法是一种低成本、低污染的纳米材料加工方法，其制备的纳米材料在光、电、磁等领域具有广泛的研究应用。
机械法主要是利用高能量的机械碰撞力量使材料在机械力量作用下进行微小的形变、破裂，从而实现纳米级粒子的制备。
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结论
实验装置简单，操作方便，应用领域广； 可有效的控制微粒的粒度和形貌； 可制备均匀的双金属和混合金属氧化物材料。
A 表面活性剂
表面活性剂性质决定微乳体系中“水池”界面性 质，对纳米粒子的形貌和粒径具有关键作用。
H2O/S浓度比
表面活性剂浓度恒定时，H2O/S 浓度之比ω0 越小，液滴 越小，形成的被活性剂包裹的核越小，最终的 粒子尺寸 就越小。 H2O 水核半径∝ 表面活性剂
在一定的W（水与表面活性剂的摩尔数之比）范围内， “水池”半径
形成沉淀
气体通常为NH3，H2S
CoAl2O4 天蓝纳米陶瓷颜料的制备采用如下几个步骤: ⑴25℃下,将Span80和Tween60的复合表面活性剂和正己醇的 助表面活性剂按照一定的比例混合,在搅拌中缓慢加入一定量的 120#汽油,不停搅拌30min至澄清透明备用。 ⑵CoCl2 和Al (NO3 ) 3 按照CoCl2 :Al(NO3 ) 3 = 1: 2 (摩尔比) 的比例混合,分别配制成Co2+质量百分比浓度为6%、8%和 10%的前驱体水溶液,在搅拌下向上述汽油液中缓慢滴加Co2 + 、Al3 +混合溶液,制得外观澄清的含有Co2 + ,Al3 +的微乳液。 ⑶不断搅拌中向上述微乳液中通入NH3 气至pH值为9,生成混合 氢氧化物纳米粒子并沉淀完全,滴加适量破乳剂丙酮并烘干乳液。 ⑷所得的干燥粉体在马弗炉中于1000℃保温40min,合成钴铝尖 晶石陶瓷颜料。
CTAB-H2O-n-hexanol体系中用还原法合成金属镍
2Ni 2+ + N2H4 + 4OH 730C
2Ni(fcc) + N2 + 4H2O
Transmission electron micrograph and size distributionof nickel nanoparticles. [NiCl2]= 0.05 M; [N2H5OH]=1.0 M; water/CTAB/n-hexanol= 22/33/45; 73 °C
大很多，而且表面活性剂被烧掉，浪费很大。
烘干洗涤法－让含有纳米粒子的微乳液在真空箱中放置以除去其中的水 和有机溶剂，残余物再加同样的有机溶剂搅拌，离心沉降，再分别用水
和有机溶剂洗涤以除去表面活性剂。
此法未经高温处理，粒子不会团聚，但需要大量溶剂，且表面活性 剂不易回收，浪费较大。
絮凝、洗涤法－在己生成有纳米粒子的微乳液中加入丙酮或丙酮与甲醇
增加内相物质使其体积超过一定值 （74.02%） 环境条件（温度等）
广泛用于微乳状液的制备，且不需要使用助剂(琥珀酸-2-乙基己基磺酸钠)
3 微乳液体系
Na+ -O3S CH COOCH2CH(C2H5)C4H9 组成：
水溶液
机溶剂：C6-C8直链烃或环烷烃
内容
微乳液基本原理
影响微乳法制备无机纳米材料的因素
微乳法合成无机纳米材料
结论
1 微乳液基本原理
定义：微乳液是由两种互不相溶液体在表面活性剂的作用 下形成的热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明的 液体分散体系，分散相直径约为1-100nm。
亲油端 O/W W/O
W
亲水端
习惯上将不溶于水的有机物称油，将不连续以液珠形式存在的相称 为内相，将连续存在的液相称为外相。
其它无机化合物纳米微粒的制备 李亚栋研究小组在Triton X—环己烷—正戊醇微乳 系统中合成了CaSO4纳米棒(线)，PbSO4纳米片晶；王雪 松等则在Span 80和Tween 60作为复合乳化剂的微乳系 统中合成了纳米尖晶石型MgFe2O4；Ohde等在水和超临 界二氧化碳微乳系统中制备了AgX ( X = Cl，Br，I ) 纳米粒子。
4 纳米微粒的微乳液制备法原理
将微乳液“水池”作为“微反应器” ，利用微乳液“水 池”间可以进行物质交换的原理制备纳米粉体
将两种反应物分别溶于组成完全相同的两份微乳液中 一定条件下混合 两种反应物通过物质交换而彼此遭遇，产生反应，纳米微粒可在 “水池”中稳定存在 通过超速离心，或将水和丙酮的混合物加入反应完成后的微乳液 中等办法使纳米微粒与微乳液分离 以有机溶剂清洗以去除附着在微粒表面的油和表面活性剂 在一定温度下进行干燥处理，即可得到纳米微粒的固体样品
1 粉体的制备
先配制微乳液A和B, A的水相为Fe3 +和Sn4 + 、Au3 +的混合溶液, B的水相为 氨水溶液(其中表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚含量为32. 8% (质量分数, 下同) 、 油相环己烷含量为43. 8%、助表面活性剂正己醇含量为16. 4%、水相含量为 7%). 剧烈搅拌下将B慢慢加入A中, 继续搅拌2h后, 用高速离心机分离(10 000 r/min, 20 min) , 沉淀物用无水乙醇洗涤数次, 再用去离子水洗涤, 直至无Cl- 检 出干燥, 得氧化铁前驱体, 经400 ℃下灼烧1 h后得到氧化铁粉体
在微乳液界面强度较大时，反应产物的生长将受到限制。如微乳颗粒大小 控制在几十个埃，则反应产物以纳米微粒的形式分散在不同的微乳液“水 池”中。
W/O型微乳夜中超细颗粒形成的机理
(1)
两种微乳液混合
两微乳液A、B混合碰撞聚结形成AB沉淀
反应物A 液滴间碰撞传质 发生化学反应
混合两个微乳液
反应物B
形成沉淀
乳液法概述
乳液法：利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用 下形成一个均匀的乳液，从乳液中析出固相，这样可使成核、 生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从 而可形成球形颗粒，避免了颗粒之间进一步团聚。
方法的关键：使每个含有前驱体的水溶液滴被一连续油 相包围，前驱体不溶于该油相型乳液中，也就是要形成油包 水（w/O) 型乳液。 特点：非均相的液相合成法，具有粒度分布较窄并且容 易控制
TEM image of single ZnO nanowires
金属硫化物纳米微粒的制备
在CS2–water–ethylenediamine中合成CdS 纳米球
H2N–CH2–CH2–NH2 + CS2
n(H2N–CH2–CH2–NH–CS–SH)
H2N–CH2–CH2–NH–CS–SH
(1)
(–HN–CH2–CH2–NH–CS-) n+ nH2S (2)
检验水包油乳状液
加入水溶性染料 加入油溶性的染料 如亚甲基蓝，说 红色苏丹Ⅲ，说明 明水是连续相。 油是不连续相。
表面活性剂
亲油基 亲水基
链尾 直链或支链 碳氢链或碳氟链
头基
正、负离子 或极性非离子
2 乳状液的类型转化
O/W型和W/O型乳状液相互转化的现象，通 常称为反相。 外加物质（乳化剂、电解质等）
微乳液制备的方式
总结
发生化学反应
（ I）
反应物A
混
反应物B
合
形成AB沉淀 还原反应
（II）
可溶金属盐
加入还原剂
形成金属沉淀
发生化学反应
（III）
阳离子可溶盐
气泡穿过微乳液
形成沉淀
纳米粒子的收集
沉淀灼烧法－用离心沉淀法收集含有大量表面活性剂及有机溶剂的粒子， 经灼烧得到产品。此法虽然简单，但粒子一经灼烧就会聚集，使粒径增
微乳法合成ZnO 纳米线
Zn(ACAC)+NaOH
PH=14
CTAB-Zn(OH)42- solution-n-hexanol-n-heptane
stirring
SEM image of ZnO nanowires
autoclave
1400C13h
diameter: 30-150nm Single crystal structure
的混合液，立刻发生絮凝。分离出絮凝胶体，用大量的丙酮清洗，然后 再用真空烘干机干燥即得产品。
5 影响微乳法制备无机纳米材料的因素
纳米尺寸的“水池”是制备纳米粒子的关键，所以 选择合适的微乳系统是材料制备的前题。
影响因素
表面活性剂性质的影响 水/表面活性剂摩尔比的影响 反应温度和时间的影响
Synthesis of Ni–Co needle-like alloys
3ml Ⅰ After 5min Ⅱ 80OC回流 Ⅱ
Ⅰ
65OC回流
a)
t=10min
b)
t=50min
c)
t=150min
合成金属氧化物
Survey from the Literature of Oxides Prepared from Microemulsions
增加柔性，减少微 乳液生成时所需的 弯曲能，使微乳液 液滴易生成
“水池”
定义：微乳液中，微小的“水池”被表面活性剂和助
表面活性剂所组成的单分子层界面所包围而形成微乳颗 粒，其大小可控制在几十至几百个埃之间。 微小的“水池”尺度小且彼此分离，因而构不成水相，通常称之为“准 相” 。 作用：这种特殊的微环境，或称“微反应器”是多种化学反应，如酶催 化反应、聚合物合成、金属离子与生物配体的络合反应等的理想的介质， 且反应动力学也有较大的改变。 微乳颗粒在不停地作布朗运动，不同颗粒在互相碰撞时，组成界面的表 面活性剂和助表面活性剂的碳氢链可以互相渗入。与此同时，“水池” 中的物质可以穿过界面进入另一颗粒中。
第四章
——微乳液法
研究背景和进展
早期人们认为：油和水不能完全混溶，但可以形成不透明 的乳状液分散体系 1928年美国化学工程师Rodawald在研制皮革上光剂时意 外地得到了“透明乳状液” 1943年Hoar和Schulman证明了这是大小为8～80nm的球形 或圆柱形颗粒构成的分散体系 1958年Schulman给它定名为微乳液（microemulsion）， 意思是微小颗粒的乳状液 60-90年代，微乳液的理论方面得到一定程度的发展 90年代以来微乳液的应用研究得到快速发展