非金属材料纳米二氧化锆概论
二氧化锆吸收980nm
二氧化锆吸收980nm1.引言1.1 概述二氧化锆是一种常见的陶瓷材料，具有高硬度、耐热、耐腐蚀等特性，因而在众多领域中得到广泛应用。
与此同时，980nm光是一种波长较长且能量较高的近红外光波，具有较好的穿透力和光束质量。
本文将重点研究二氧化锆对980nm光波的吸收特性，探讨其吸收机制以及未来的应用前景和展望。
在引言部分，首先将对二氧化锆和980nm光的特性进行简要介绍，并说明为何选择这两者作为研究对象。
在接下来的正文部分，将详细探讨二氧化锆的特性，包括其化学成分、晶体结构、物理性质等方面的内容，以便读者对其有更深入的了解。
接着，将介绍980nm光的特性，包括其波长、能量、穿透力等方面的内容，同时也可以对其在医疗领域、通信领域等方面的应用进行介绍，以强调980nm光的重要性和广泛应用价值。
在结论部分，将对二氧化锆吸收980nm光的机制进行详细讨论，包括在哪些波长范围内吸收能力较强，以及其与材料的微观结构和光学性质之间的关联。
最后，将展望二氧化锆吸收980nm光的应用前景，如新型传感器、光学器件等领域的发展潜力。
通过以上的内容编写，可以为读者提供一个清晰的概述，使他们对文章的研究背景、目的和重要性有更深入的理解。
同时，将引发读者的兴趣，使其愿意继续阅读完整的文章。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是以下内容：本文将按照以下结构进行论述。
首先，在引言部分概述文章的背景和研究的目的，引出二氧化锆吸收980nm光的问题。
接着，在正文部分，首先介绍二氧化锆的特性，包括其化学性质、物理性质以及在材料领域的应用。
然后，对980nm光进行详细描述，包括其光谱特性和在光通信等领域的应用。
在结论部分，将讨论二氧化锆吸收980nm光的机制，包括可能的激发过程和能级结构。
最后，对二氧化锆吸收980nm光的应用前景进行展望，包括在激光材料、光催化等领域的潜在应用。
通过这样的结构安排，希望能够全面而系统地阐述二氧化锆吸收980nm光的相关知识，对读者进行深入的解读和理解。
纳米二氧化硅结构式
纳米二氧化硅结构式纳米二氧化硅，也被称为硅酸盐二氧化硅，是一种具有高度结晶性和高比表面积的无机非金属材料。
其化学式为SiO2，属于氧化物类。
纳米二氧化硅具有许多杰出的特性，如高比表面积、优异的热稳定性、化学惰性和光学透明性等，这使得它被广泛应用于化妆品、医药、材料科学和能源等领域。
纳米二氧化硅的结构式如下：O||O-Si-O||O纳米二氧化硅的结构由无数个硅和氧原子通过共价键连接而成。
在固态结构中，二氧化硅可存在于几种不同的晶型，如α-石英、β-石英、兰德结构和尖晶石结构等。
这些不同晶型具有不同的晶胞参数和结构对称性。
在纳米尺度下，纳米二氧化硅表现出与传统二氧化硅不同的特性。
其最引人注目的特点之一是具有极高的比表面积。
由于纳米二氧化硅由纳米级颗粒组成，其较大的表面积使其在吸附、催化、分离和传感等应用中具有很大潜力。
此外，纳米二氧化硅还表现出优异的光学性质，在光学器件和传感器中有广泛应用。
纳米二氧化硅的制备方法有多种，包括溶胶-凝胶法、气相沉积法、溶剂热法和高温煅烧法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的工艺，通过水解和聚合反应在水溶液中合成纳米二氧化硅。
纳米二氧化硅在化妆品中的应用是其最常见的应用之一。
其具有优异的吸油、吸湿和抗菌性能，常用于制备粉体化妆品、防晒霜和护肤品等。
此外，纳米二氧化硅还可用于药物传递系统的载体、生物传感器的制备和材料增强等领域。
在材料科学领域，纳米二氧化硅常用于合成纳米复合材料和纳米涂层。
其高比表面积和良好的耐热性能可以增强材料的力学性能、热稳定性和防腐蚀性。
此外，纳米二氧化硅还可用于制备光学材料、介电材料和传感器等。
纳米二氧化硅在能源及环境领域也有广泛的应用。
在能源存储方面，纳米二氧化硅可用作锂离子电池的负极材料，具有较高的储能密度和长循环寿命。
在环境污染治理方面，纳米二氧化硅具有良好的吸附性能，可用于处理废水中的有机污染物和重金属离子。
总之，纳米二氧化硅作为一种重要的无机材料，具有许多独特的特性和广泛的应用前景。
纳米氧化锆的制备及其应用
纳米氧化锆的制备及其应用纳米氧化锆，是一种新型的无机材料，由于其优异的物理性质和化学性质，被广泛应用于领域。
一、纳米氧化锆的制备方法1. 热处理法：该方法是将锆盐溶于水中，然后加热至奈米级氧化物。
热处理法具有简单、效率高、方便的优点，但在一定程度上，过高的温度会导致纳米氧化锆的粒度增大。
2. 水热法：将锆盐和水混合物进行高温、高压水热反应，可以得到纳米氧化锆。
该方法具有反应时间短、操作简单的特点，是一种优良的制备方法。
3. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法主要是将金属盐和水混合，形成溶胶，然后通过加热或干燥，形成凝胶，最终制备出纳米氧化锆。
此方法精度高，但操作复杂。
二、纳米氧化锆的应用1. 催化剂：由于其高比表面积和优异的催化活性，纳米氧化锆被广泛应用于多种催化反应中。
比如：环氧化反应、氧化还原反应、酸碱催化等。
2. 电子学领域：纳米氧化锆在电子学领域的应用非常广泛。
比如：制备氧化锆薄膜可以用于电容器、电声元件、光尺电极和太阳电池等领域。
3. 生物医学领域：纳米氧化锆在医学中的应用越来越广泛，如制备新型纳米药物、制备生物传感器等。
4. 涂层材料：纳米氧化锆作为涂层材料，由于其高硬度和耐磨损性，可应用于航空、汽车、电子等领域。
5. 纳米氧化锆超级电容器：将纳米氧化锆导入超级电容器中，可以大幅度提高其存储能力和功率，极大地扩展了超级电容器的应用范围。
三、纳米氧化锆的未来展望随着技术的不断发展和研究的深入，纳米氧化锆越来越多地应用于各种领域中。
未来，纳米氧化锆制备技术将会得到更好的改进和发展，纳米氧化锆的高性能和多功能将使其应用范围得到极大的扩大。
总之，纳米氧化锆制备方法千差万别，应用范围广泛，未来的研究和发展前景广阔，相信随着技术的发展和研究的深入，纳米氧化锆将在更多的领域得到广泛的应用。
纳米氧化锆粉末
纳米氧化锆粉末一、概述纳米氧化锆粉末是一种具有广泛应用前景的新型材料，其具有优异的物理化学性质和广泛的应用领域。
纳米氧化锆粉末主要由氧化锆微粒组成，其平均粒径在1-100纳米之间。
纳米氧化锆粉末具有高比表面积、高活性、高稳定性等特点，是制备高性能催化剂、高强度陶瓷材料、高密度电容器等领域的重要原料。
二、制备方法目前常用的制备纳米氧化锆粉末的方法主要有以下几种：1. 水热法水热法是一种常见的制备纳米氧化锆粉末的方法。
该方法通过控制反应温度、反应时间和反应物浓度等参数，使得产物具有较小的晶体尺寸和较大的比表面积。
水热法制备出来的纳米氧化锆粉末具有较好的分散性和稳定性。
2. 气相沉积法气相沉积法是一种将金属或金属气体转变为固态材料的方法。
该方法通过将氧化锆前驱物蒸发并在惰性气体中沉积，从而制备出纳米氧化锆粉末。
气相沉积法可以制备出较小的晶体尺寸和较高的比表面积，但其制备过程复杂且成本较高。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将溶液中的金属离子转变为固态材料的方法。
该方法通过控制反应条件和添加剂量等参数，使得产物具有较小的晶体尺寸和较大的比表面积。
溶胶-凝胶法制备出来的纳米氧化锆粉末具有良好的分散性和稳定性。
三、物理化学性质1. 晶体结构纳米氧化锆粉末主要由立方相（c-ZrO2）和单斜相（m-ZrO2）组成。
其中，立方相是常见的结构形式，在高温下转变为单斜相。
2. 粒径大小纳米氧化锆粉末平均粒径在1-100纳米之间，其粒径大小对于其物理化学性质和应用性能具有重要影响。
3. 比表面积纳米氧化锆粉末的比表面积较大，通常在50-400平方米/克之间。
其高比表面积使得其在催化剂、吸附剂等领域具有广泛应用前景。
4. 热稳定性纳米氧化锆粉末具有较高的热稳定性，可在高温下保持其结构和性质不变。
这种特性使得其在高温环境下的应用具有广泛前景。
四、应用领域1. 催化剂纳米氧化锆粉末作为一种优异的催化剂，已经广泛应用于各种催化反应中。
氧化锆和二氧化锆
氧化锆和二氧化锆氧化锆(ZirconiumOxide)是一种氧化性的金属络合物，它以其优良的物理和化学特性越来越受到人们的关注，并且已经在生物医学、化学、环境科学、电子材料等多个领域中用作新的材料。
氧化锆的基础结构是四方晶体，它们由催化剂构成，这些催化剂被称为晶体螺旋，它们可以改变与环境有关的特性，如光学、热学和电学性能。
氧化锆在电子器件中被大量使用，因为它具有良好的耐热性和电学性能。
它可以用于电阻器和电容器，因为它可以稳定电阻和电容。
此外，氧化锆作为一种良好的导体材料，可以用于拉线和电源线，它具有极佳的热导率和耐热性，因此它可以被用来制造电路板和补偿器，它能有效抗热浪和抗放射性污染。
氧化锆也在生物医学领域得到广泛的应用，例如，用于消毒器和晶体药物。
它具有优异的物理性质，可以用于外科医学中的器械和材料。
此外，氧化锆也可以用于放射治疗，因为它具有优异的抗穿透性，可以阻挡x射线、γ射线和其他射线。
此外，氧化锆也用于环境科学领域，如废水处理和污染控制等，它具有酸碱耐蚀性好的特性，可以有效抗酸雨的影响，可以抵御大气中的有毒物质，保护环境。
二氧化锆(Zirconium Dioxide)是氧化锆的无机化合物，它也是一种常用的多功能材料。
它具有优良的耐用性，耐高温，耐腐蚀，热膨胀性小等优点，可以用于陶瓷和玻璃熔融，用于超高温情况下的催化剂，以及用于生物和拓扑学制备等。
二氧化锆具有优异的物理和化学性能，可以用于加工铸造工艺的锆钢，以及制造抗高温、高强度和耐磨损的高级合金。
此外，它也可以用于仿生材料的设计中，它可以作为药物的载体，可以用于高效的钙离子脱除剂，以及具有辐射防护功能的医用材料等。
总之，氧化锆和二氧化锆是多功能的材料，它们可以用于各种领域，如生物医学、电子材料、环境科学、铸造工艺等，它们具有优异的耐用性和物理性质，可以满足各种要求。
因此，氧化锆和二氧化锆有望在未来发挥重要的作用，并成为新的材料技术的发展方向。
锆的氧化物及其应用
工业氧化锆又称为氧化锆、二氧化锆等，二氧化锆(ZrO2)是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机非金属材料。
其具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。
另外氧化锆还有良好的化学性质。
它是一种弱酸性氧化物,对碱溶液以及许多酸性溶液(热浓H2SO4、HF及H3PO4除外)都具有足够的稳定性。
用氧化锆制成的坩埚可熔炼钾、钠、铝和铁等多种金属。
它对硫化物、磷化物等也是稳定的。
许多硅化物的熔融物及矿渣等对烧结氧化锆亦不起作用。
氧化锆有3种晶型,属多晶相转化的氧化物。
稳定的低温相为单斜晶结构,高于1000℃时四方晶相逐渐形成,直至2370℃只存在四方晶相,高于2370℃至熔点温度则为立方晶相。
二氧化锆在加热升温过程中伴随着体积收缩,而在冷却过程中则体积膨胀，为使其不发生体积变化,必须进行晶型稳定化处理，常用的稳定剂有Y2O3、CaO、MgO、CeO2和其它稀土氧化物。
随着电子和新材料工业的发展,氧化锆除应用于增韧、强化陶瓷，研磨体，陶瓷釉体，耐火材料，半导体材料及氧探测器行业，氧化锆还有许多用途,诸如做燃料电池、压电陶瓷、光记录材料等。
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纳米级氧化锆电池概念
纳米级氧化锆电池概念 嘿，朋友！今天咱来聊聊纳米级氧化锆电池这新奇的玩意儿。 你想想，咱平常的电池，是不是总觉得用着用着就不太给力啦？要么续航不行，要么体积太大，携带不方便。这时候，纳米级氧化锆电池可就像一位神秘的超级英雄，说不定能解决好多难题呢！
纳米级氧化锆电池，这名字听起来就挺高大上的，是不？其实啊，它的原理就像一场精妙的舞蹈。氧化锆这种材料，在纳米级别下，展现出了神奇的特性。就好比一个小小的舞台，每一个纳米粒子都是舞台上的舞者，它们有序地排列、协作，产生出强大的能量。
你可能会问，这纳米级的东西，咱能看得见摸得着吗？那可不容易！纳米级就像灰尘中的灰尘，小得让你难以想象。但可别小瞧了这小小的纳米世界，它里面蕴含的能量可大着呢！
纳米级氧化锆电池的优点那可多了去了。它的充电速度快得像闪电，一会儿的功夫就能让你的设备活力满满。而且它的寿命长啊，不像有些电池，用不了多久就“累垮”了。这是不是很棒？
再说说它的应用场景，那可真是广泛得让人惊叹！在医疗领域，那些小巧的医疗设备，靠着纳米级氧化锆电池，能更精准地为病人服务。在通信领域，让你的手机、电脑等设备时刻保持在线，不再为电量担忧。 不过呢，这纳米级氧化锆电池也不是完美无缺的。研发和生产的过程可不简单，就像攀登一座陡峭的山峰，需要克服好多困难。成本也是个问题，要想大规模推广，还得好好琢磨怎么降低成本呢。
但咱能因为有困难就放弃吗？当然不能！就像当年电灯的发明，不也是经历了无数次的失败才成功的吗？只要不断努力，纳米级氧化锆电池说不定能给我们的生活带来翻天覆地的变化。
所以说，纳米级氧化锆电池虽然现在还不是完全成熟，但它的未来充满了无限可能。让我们一起期待它大放异彩的那一天吧！
非金属晶体纳米材料-概述说明以及解释
非金属晶体纳米材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述非金属晶体纳米材料是指晶粒尺寸在纳米级别的非金属材料。
随着纳米科技的快速发展，非金属晶体纳米材料在各个领域的研究和应用逐渐受到了人们的关注。
与传统的非金属材料相比，非金属晶体纳米材料具有许多独特的特点和优势。
首先，非金属晶体纳米材料具有较大的比表面积。
由于晶粒尺寸较小，相同质量的材料拥有更多的表面积，从而提高了材料的活性和反应性。
这种高比表面积使得非金属晶体纳米材料在催化、传感、吸附等领域表现出卓越的性能。
其次，非金属晶体纳米材料呈现出尺寸效应和量子效应。
由于晶粒尺寸与材料的性质密切相关，当晶粒尺寸在纳米级别时，材料的性质会发生显著变化。
例如，非金属晶体纳米材料的光学、磁学、电学等性能会因尺寸效应和量子效应的存在而表现出新的特点和行为。
此外，非金属晶体纳米材料还可以通过调控晶粒尺寸、形貌和结构来实现对材料性能的精确控制。
通过选择不同的合成方法和条件，可以制备出具有不同性质和功能的非金属晶体纳米材料。
这种可调控性使得非金属晶体纳米材料在能源储存、生物医学、纳米电子器件等领域具有广泛的应用前景。
综上所述，非金属晶体纳米材料具有较大的比表面积、尺寸效应和量子效应以及可调控性等独特特点。
这些特点使得非金属晶体纳米材料在各个领域的研究和应用具有重要意义。
未来，随着对非金属晶体纳米材料制备方法和性能的深入研究，我们可以进一步拓展其应用领域，并实现更多重要科学问题的解决。
1.2 文章结构文章结构部分：本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
引言部分主要对非金属晶体纳米材料进行概述，并介绍了本文的结构和目的。
正文部分包括两个小节：非金属晶体纳米材料的定义和特点以及非金属晶体纳米材料的制备方法。
在第一个小节中，我们将详细介绍非金属晶体纳米材料的基本定义和其特点，包括晶体结构、粒径大小、表面性质等方面的特征。
在第二个小节中，我们将探讨制备非金属晶体纳米材料的方法，包括溶胶-凝胶法、气相沉积法、水热合成法等常用的制备方法，同时也会介绍一些新兴的制备技术。
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非金属材料纳米二氧化锆 摘 要：本文介绍了纳米二氧化锆的结构和性质，纳米二氧化锆的一些制备方法及应用。由于纳米二氧化锆具有优良的物理和化学性能，它的应用也将会越来越受人瞩目。 关键词：纳米二氧化锆；制备方法；应用； 纳米材料是指在三个维度空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料的分类方法很多，如果按照维数分类的话，可分为四类：零维纳米颗粒、纳米团簇、一维纳米线、纳米管、纳米带及纳米棒等、二维纳米片、超晶格及厚度在纳米尺度的薄膜等、三维以零维、一维或二维材料为结构单元的聚集材料和多孔材料等。通过研究已问世的纳米材料有很多种，包括金属纳米材料、半导体纳米材料、陶瓷纳米材料、高分子纳米材料以及由它们组成的各种复合材料等。纳米材料繁多的组成形式和千变万化的结构特征，开拓了化学领域特别是材料化学的研究新阵地，同时也大大扩展了材料的应用范围。作为一种重要的结构功能材料，二氧化错具有耐高温、硬度大、热稳定性和化学稳定性好等特点，在燃料电池、隔热、信息、电子及仿生材料等领域有着广泛的应用，业界对二氧化锆纳米材料的研究也非常活跃，其合成与应用已引起广大研究者的重视。
1.二氧化锆的结构与性质 1.1二氧化锆的结构 二氧化锆(ZrO2)有三种物相结构:当温度高于2370℃时,二氧化锆为立方蛮石型结构(c-ZrO2;),空间群为Fm3m,由Zr4+构成的面心立方点阵占据二分之一八面体空隙,O2-占据面心立方点阵所有的四面体空隙;1170-2370℃之间二氧化结以四方相形式存在(t-ZrO2;),四方二氧化锆相当于蛮石结构沿着C轴伸长而变形的晶体结构,空间群为P42/nmc;室温下二氧化浩以单斜形式存在(m-ZrO2),单斜二氧化锆晶体则可以看作四方结构晶体沿着P角偏转一定角度而构成的,空间群为P21/c (如图1-1所示)。不同物相的二氧化锆的晶格常数和密度列于表1-1[1]
图1-1 立方(a)、四方(b)、单斜(c)二氧化锆的单胞结构 单斜相（(monoclinic）四方相（(tetragonal）立方相（(cubic） （1-1） 从热力学角度来说,室温下单斜相是稳定相,四方相和立方相是亚稳相。如方程式1-1所示,加热时二氧化锆由单斜相转变为四方相,体积收缩;在温度变化、应力或其它外界条件作用下亚稳的四方相会转化为单斜相,并伴有3%~5%的体积膨胀,同时这种相变与四方相的颗粒大小及含量也有密切关系[1]。 表1-1纯二氧化锆的晶格常数和密度 晶型 晶格常数 密度 a b c d (g/cm3) 单斜 0.51507 0.52028 0.53165 99.2 5.55 四方 0.5074 0.5074 0.5088 90 6.1 立方 0.5117 0.5117 0.5117 90 6.27 1.2二氧化锆的性质 二氧化锆中Zr-O键强约为Si-O键强的94%,在后者中每个Si与4个O配位,而二氧化锆中每个Zr与7个以上的O配位,因此二氧化锆具有很高的化学稳定性。除热的浓硫酸和氧氟酸之外, 二氧化锆不溶于其它无机及有机溶剂。二氧化锆具有弱酸、弱碱双重性质,与碱和碳酸盐共焰时反应生成锆酸盐,它能溶解于馆融的硼砂、玻璃和硫酸氧钾等溶体中[2]。二氧化锆具有耐高温、耐腐烛、耐磨、不导电、不导磁等特性,抗热冲击性好、折射率高、热稳定性好。1979年Nakano等人还通过实验发现了二氧化锆的氧化和还原性[3]。二氧化锆易于产生氧空位(又被归类于P型半导体),能与活性物质发生独特的相互作用,因此也是颇具特色的催化剂和催化剂载体[1]。 1.2.1影响二氧化锆物相结构的因素 二氧化锆是一个多相体系，不同相结构显示不同的性质。在二氧化锆单斜相和四方相转变的过程中会有3 %-5%的体积变化(加热时单斜相转变为四方相，体积收缩;冷却时四方相转变为单斜相，体积膨胀)，从而引起剪切应力的增大，使得材料的热抗震性能大大降低，易发生开裂[1]。为了克服因相变引起体积变化这一问题，近年来科学家们围绕二氧化锆物相结构的稳定性开展了大量研究。 首先，二氧化锆晶粒的尺寸大小对其物相结构有影响。二氧化锆纳米颗粒从四方相向单斜相转变的过程中存在一个临界尺寸，这已被很多实验所证实，不过对于临界尺寸的大小还存在很多争论。1965年，Garvie首先借助热力学理论提出了这一看法，因四方相二氧化锆比单斜相二氧化锆具有更低的表面能，在一定温度和压力下，随着二氧化锆纳米颗粒尺寸的增大，两相结构间的表面能差别逐渐减少，在颗粒长大到某一尺寸之前，四方相二氧化锆可以在低温条件下稳定存在[4]。1978年，Garvie又研究了二氧化锆纳米晶的相稳定性，并且估计临界尺寸约为l0nm[5];尺寸在11-30nm之间时四方相和单斜相共存;当尺寸接近30nm时，形成单斜相的二氧化锆;Shukla等人利用溶胶凝胶法合成了无添加剂的室温稳定的四方相二氧化锆，利用HR-TEM观察表明当颗粒粒径达到45nm时才出现单斜相二氧化锆[6].Iversen等人在超临界水或超临界异丙醇的条件下，利用连续合成法制备了粒径小于10nm的单斜相二氧化锆，因此他们认为二氧化锆由四方向单斜相转变的临界尺寸为5-6nm[7]。目前，虽然二氧化锆由四方相向单斜相转变的临界尺寸尚无定论，但可以肯定的是减小晶体粒径有利于形成室温稳定的四方相二氧化锆。 其次，掺杂对二氧化锆物相结构也有重要影响。目前，室温稳定的四方相或者立方相二氧化锆的获得主要通过以下掺杂方法:(1)通过掺杂离子半径比错离子大的四价金属来增大阳离子和阴离子的半径比，如Ce4+[8]; (2)通过掺杂离子半径小于四价错的碱土和稀土金属离子，如Ca2+[9], Mg2+[10],Y3+[11], Er3+[12]等。理论和实践都已证实，当在二氧化锆晶体中引入一定量的低价态阳离子时，它们会取代错离子的位置，此时为了保持材料的电中性会引入氧空位，分布在错离子周围的空位降低了局部氧氧之间的排斥力，使配位层产生较大的畸变，从而促进室温条件下四方相或者立方相二氧化锆的稳定[1];(3)利用碳、氮等阴离子的掺杂稳定室温下的四方或立方相二氧化锆[13]。 再者，外界环境的变化对二氧化锆的相变也有着重要的影响。大连化物所的李灿等人利用多种实验技术对掺杂二氧化锆表面和体内的相稳定进行了研究，发现表面吸附的硫酸根等物质在一定程度上增加了二氧化锆的相变起始温度[14] 。Sato等人通过简单溶剂热法合成了尺寸小于1 0nm的二氧化锆纳米粒子，通过调节颗粒表面包覆剂所带电荷的正负性，可以控制合成单斜相或四方相二氧化锆[15]。
2. 二氧化锆纳米材料的制备方法 二氧化锆纳米材料的制备有多种方法,一般将它们分为物理法和化学法两大类。目前报导的制备纳米二氧化锆的物理方法主要包括冷冻干燥法、高温喷雾热解法、高能球磨法等。冷冻千燥法是将含有错盐的待干燥物快速冻结后,在高真空条件下将其中的冰升华为水蒸气去除,再通过后续热处理得到二氧化锆纳米颗粒的方法[16]。高温喷雾热解法是将含有结盐的水溶液或醇溶液进行雾化,雾化得到的小液滴均含有相同化学计量比的前驱体,然后在烟雾状态下进行高温分解、干燥、提纯,得到二氧化锆粉体。通过改变二氧化锆粉体的生成速率、前驱体的浓度以及氧化剂分散气流速率等参数,可以调节二氧化锆纳米粉体产物的形貌、平均粒径、尺寸分布、结晶度以及纯度等[17]。二氧化锆纳米材料的化学制备方法较多,使用更为普遍,在纳米晶形貌、尺寸等控制方面表现出一定的优势,其中主要包括沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法和水热/溶剂热法等。 下面主要对沉淀法进行详细介绍，因为本实验室所用到的合成方法就是共沉淀法。 2.1沉淀法 沉淀法是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合,然后在混合液中加入适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧,从而制得相应的粉体颗粒,它是液相化学反应合成金属氧化物最常用的办法。对于二氧化锆的合成,常用的沉淀法包括共沉淀法和均匀沉淀法。 共沉淀法是指溶液中稳定存在两种以上的阳离子,往溶液中加入沉淀剂使它们一起沉淀下来,生成沉淀化合物或者固溶体前驱体,再经过过滤、热分解等处理得到复合氧化物的方法。Wang等人以水合硝酸锆和水合硝酸钇为原料,将它们溶解在水和乙醇的混合溶剂中(体积比为1:5;),向溶液中加入一定量的PEG(MW 6000)作为分散剂,以提高产物的分散性。然后向溶液中滴加氨水形成锆和钇的氧氧化物共沉淀,再进行洗涤、筛分、冷冻干燥,最终得到氧化钇稳定的二氧化锆纳米粉体[18]; Santoyo-Salazar等人将氧化钇稳定的二氧化锆纳米颗粒分散在含有硝酸铝的水溶液中,用氨水进行共沉淀,再用水和乙醇洗涤沉淀物,待干燥后将产物进行烧结处理得到氧化铝/氧化钇稳定的二氧化锆纳米粉体[19]; Nayak等人在氧氯化锆和氯化镍的水溶液中滴加水合肼溶液,通过共沉淀的方法合成了镍稳定的四方相二氧化锆粉体[20]。在共沉淀的过程中,pH值、阴离子、温度等对金属阳离子的配位、水解及聚合过程都有着很大的影响,所以比较难以控制产物的尺寸、形貌和化学组成等[21]。 为了克服以上困难，人们又开发了均匀沉淀法。均匀沉淀法是通过某些化学反应使溶液中的构晶离子阴离子、阳离子缓慢均匀的释放，通过控制反应液中沉淀剂的浓度，使得沉淀剂的生成和沉淀的形成处于一种平衡状态，从而均匀地析出沉淀。这种体系中，沉淀剂不会直接与阳离子发生反应，而是通过化学反应使得沉淀缓慢均匀形成。对于氧化物纳米粉体，常用尿素做沉淀剂。常温下，尿素在水溶液中不会与金属阳离子发生反应，当温度升高到左右时发生水解生成氨水方程，氨水能够用作沉淀剂，与金属阳离子反应生成强氧化物或者碱式盐沉淀。
2242(NH)CO+3HO2NHOH+CO