微乳液法制备纳米材料研究进展
纳米三氧化二铝粉体的制备与应用进展
2011年6月北京化工大学北方学院JUN.2011北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY2008级纳米材料课程论文题目: 纳米三氧化二铝的制备与应用进展学院：理工学院专业：应用化学班级：学号：姓名：指导教师:2011年6月6日文献综述前言纳米材料一般是指在一维尺度小于100nm，并且具有常规材料和常规微细粉末材料所不具有的多种反常特性的一类材料。
作为纳米材料的一种，Al2O3拥有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一切特殊性质，所以具备特殊的光电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象、在高温下仍具有的高强度、高韧、稳定性好等奇异特性，从而使Al2O3近年来备受关注研究并且在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等领域有广阔的应用前景[1]。
近年来从用途大体可以把氧化铝分为两类：第一类是用作电解铝生产的冶金氧化铝，随着氧化铝材料的广泛应用该类氧化铝占产量的大多数；第二类为非冶金氧化铝，主要包括非冶金用的氢氧化铝和氧化铝，也是通常所说的特种氧化铝，因其作用不同而与冶金氧化铝有较大的区别，主要表现在纯度、化学成分、形貌、形态等方面。
由于粒径细小，纳米氧化铝可用来制作人造宝石、分析试剂以及纳米级催化剂和载体，用于发光材料可较大的提高其发光强度，对陶瓷、橡胶增韧，要比普通氧化铝高出数倍，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳等。
纳米氧化铝已用于YGA激光器的主要部件和集成电路基板，并用在涂料中来提高耐磨性[2]。
随着人们对自身健康的关注和环保意识的增强，绿色化学理念正在材料制备与应用领域备受关注[3]。
第一章纳米Al2O3的一般物理化学特性Al2O3在地壳中含量非常丰富的一种氧化物。
Al2O3有许多同质异晶体，根据研究报道的变种有10多种，主要有3种：α-Al2O3 、β-Al2O3 、γ-Al2O3其中α-Al2O3是最稳定的一种无色晶体粉末，具有比表面大、熔点高、热稳定性极好、硬度高、吸水率极好、电绝缘性能好和耐酸碱腐蚀等许多优点，所以此类粉体广泛应用于各种氧化铝陶瓷的制备[4]；γ-Al2O3是在400℃到800℃内由水合氧化铝脱水形成，不溶于水，能溶于酸或碱，强热至1273K，经一定保温时间能转变为α-Al2O3[2]；热处理工艺参数对三氧化铝粒子颗粒特性的影响由强到弱：煅烧温度、水合氧化铝在300℃分解温度点的保温时间、在煅烧温度点的保温时间；通过控制其热处理工艺参数，可获得尺寸范围大小均匀、分散性好的球形γ-Al2O3[5]；γ-Al2O3具有强的吸附能力和催化活性，所以其一般又叫活性氧化铝，它属于立方面心紧密堆积构型，四角晶系，与尖晶石结构十分相似。
纳米氧化锌的微乳液法合成及表征
关 键 词 ： 米 Ｚ Ｏ；微 乳 液 ； 成 ； 征 纳 ｎ 合 表 中 图 分 类 号 ： ６ １４ Ｏ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ４ ０ （ ０ ８０ —０ ５ －０ １０ — ７ ２ ２ ０ ） ３ ０５ ５
０ 引 言
纳 米 氧化锌 作为 一种 面 向 ２ 世 纪 的新 型 功能 性纳 米材 料 ， 粒径 介 于 １ ０ ｍ， 称超微 细 Ｚ Ｏ， １ 其 ～１ ０ｎ 又 ｎ 与 传 统氧 化锌 相 比 ， 有 比表 面积 大 、 学活 性高 、 品粒度 为 纳米级 、 点低 、 具 化 产 熔 较低 的致 密化温 度 、 良好表 面活
射 （ Ｄ 、 光粒度分布仪 、 ＸＲ ） 激 荧光 光度 计 、 外 光 谱 法 对 产 物 进 行 表 征 ． Ｒ 分 析 结 果 表 明 ： 制 得 的 纳 米 Ｚ Ｏ 为 红 Ｘ Ｄ 所 ｎ 六方 晶型 ， 均 粒径 为 ２ ． ｍ， 显 小 于 激 光 粒 度 分 析 结 果 ． 平 ３ ９ｎ 明 荧光 分 析 结 果表 明 ，２ ｍ 左 右 处 有 一 荧 光 蓝 紫光 ４ ５ｎ 发 射 峰 ． 外 分析 结 果显 示 ， 着 煅 烧 温 度 升 高和 制 备 微 乳 体 系 中碱 浓 度 的 增 大 ， ｎ ０伸 缩 振 动 峰 的 吸 收 频 率 发 红 随 ｚ～
２０ ０ ８年 ６月
湛江师 范 学 院学报
Ｊ ０ＵＲＮＡＩ ＯＦ ＺＨＡ ＮＪ ＡＮＧ Ｉ ＮＯＲＭ ＡＬ ＣＯＬＬ ＥＧＥ
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．， ０ ８
Ｖｏ ． ＮＯ Ｉ ２９ ．３
第 ２ ９卷 第 ３ 期
纳 米 氧 化 锌 的 微 乳 液 法 合成 及 表 征
陇 化工 厂 ； 酮 ， 析纯 （ 丙 分 ＡＲ） 天津 市科 密欧 化学 试剂 开发 中心 ； 酸铵 ， ， 碳 分析 纯 （ ＡＲ） 广州 化学试 剂 厂． ， 仪器 ： 电子 天平 ， 上海 精 密科学 仪器 有 限公 司 ； 电热恒 温鼓 风干燥 箱 （ ＤＨＧ一０ —Ａ） ８ — 恒 温 磁力 搅 拌 １ １３ ； ５１
微乳液法制备纳米TiO2粒子
第５ ９卷
第 １ 期
有 色 金 属
Ｎｏ ｆ ｇｏ ８ Ｍ ｅ ａｓ ｎ ｅ ｒ ｕ ｔ ｌ
Ｖｏ ． ９． Ｎｏ． １５ １ Ｆｅ ｒ ａ ｙ ２ ０ ０ ７ ｂｕ ｒ
２ ０ ０ ７ 年 ２ 月
微乳液 法制备纳米 ＴＯ 粒子 ｉ２
造 成物 料局部 浓 度 过 大 ， 子形 态 分 布 不均 。反 相 粒 微 乳法 （ ｏ） 用反 相 胶 团作 为 “ 反应 器 ”３， ｗ／ 利 微 ＿ 可 Ｊ 达 到控 制微粒 大小 、 状 的 目的 。 形 因此 可 采用反 相微 乳 法制备 纳 米 级 颗 粒 ［ ， 此 方 法 设 备 简 单 、 作 ４ 且 ］ 操 容 易 、 径 大 小 可 控 、 散 好 、 布 窄 ＿ 。 施 利 粒 分 分 ５ Ｊ 毅 ［Ｊ ６、 Ｖ．Ｃ ｈ ｂａ Ｖ．Ｐｌ ｉ 牛 新 书Ｉ 等 分 别 采 ｈ ａｒ， ｉａ［ ｌ 、 ｓ ］
微乳 液 的 配 制 。 先将 ＯＰ１ ，０和 正 戊 醇 配 成 质 量 比 ４ １的混合 溶 液 ， ： 向其 中加 入适 量环 己烷 ， 合 混 均匀， 分成 两 份 ， 中一 份加入 一 定量 的 ０５ ｍｏ／ 其 ．６ ｌＬ 的 ＴＣ 的 盐 酸 液 ， 一 份 加 入 与 之 相 同 量 的 ｉｈ 另
Ｔ Ｍ 和 Ｂ Ｔ等分析 手段对粉体的粒径 、 Ｅ Ｅ 物相 、 形貌进行表征 结果表明 ． 采用 反相微乳 液可 以合成 出纳米级 ＴＯ ｉｚ粒子 。当体 系 内古水量较高时 。 产物粒度较小 ， 且分布均匀。适 当的陈化 ， 可使产物粒度变小 ， 分布 变窄。
关键 词 ： 无机非金属 材料 ； 纳米 Ｔ０ ； ｉ２微乳液法
益 帼 一 邓瑞 红 聂基 兰 ，， ，
微乳液-共沸蒸馏法制备钛酸钡纳米粉体
助
能
材
料
２０年第８ ３） ０６ 期（ 卷 ７
微 乳 液一 沸蒸 馏 法 制 备钛 酸钡 纳 米 粉 体 共
李 凌峰 纪 ， 箴 张 ， 跃
（． １ 北京科 技 大学 材 料物 理与化 学 系 ， 北京 １ ０ ８ ； ０ ０ ３
２ 北 京科 技 大学 固体 电解质 冶金测 试技 术 国家专 业实验 室 ， 京 １ ０ ８ ） ． 北 ０ ０ ３
摘 要 ： 以水／ 辛烷／ 己醇／ 正 正 司班 ８ ０油 包水体 系 中 的 微 乳 液 滴 为 纳 米 反 应 器 ， 过 微 乳 液 滴 中 增 溶 的 通 醋酸钡 和油相 中草 酸酰 化的钛 酸 四 丁脂反 应 生成钛 酸
２ ４ 前 驱体 合成 反 应过 程 ．
得 到纳米 粉体 ， 是 这 些 制备 过 程 都 是 在 水 相 中进 行 但 的 ， 在两 方 两 的不 足 ： １ 它 们难 以控 制 纳 米 粉体 的 存 （） 形 貌 以及粒 度分 布 ； ２ 一 般认 为 水 的 表 面张 力 较 高 ， （）
８ 、 酸钡 、 酸和 钛酸 四丁 脂 ， ０醋 草 以上原 料均 为分析纯 。
２ ２ 钛酸 钡前 驱体 的 制备 ． ２ ０ 正辛烷 、 ０ 司班 ８ ０ ｍｌ ４ ｍｌ ０及 ２ ｍｌ 己醇充 分 ０ 正
只有 ４ ｎ 左右 的 高纯 立 方 钛 酸 钡 纳 米粉 体 ， 且 粉 ０ｍ 而
目前 生产优 质钛 酸钡 粉料 的液 相 方法 主 要 有沉 淀 法 、 胶一 溶 凝胶 法 、 热合 成 法 等［ ］ 水 ２ 。虽 然 它们 都 可 以
取 干燥后 的前 驱体 ５个 样 品 ， 号分 别 为 ｆ ｂ Ｃ 标 ｌ 、、 、
纳米乳液制备技术及功能应用研究进展
纳米乳液制备技术及功能应用研究进展江连洲;李佳妮;姜楠;李杨;隋晓楠;伍丹;张璟;张菀坤;王中江【摘要】With the development of science and technology in the field of food,nanotechnology infood,medicine,cosmetics,petroleum,agriculture,coating material and other fields is widely used,causing a high degree of social concern.Nano technology is concerned with many aspects of science and technology.Embedding technology is one of the important technologies.Embedding technology has shown great potential in the construction of carriers which transport functional components (such as:fragrance,nutrients,colorants,etc.).This paper described the structure,properties,preparation methods and application of nanoemulsion.At the same time,based on the worldwide application of nanoemulsion in food,this paper expounded buried nano-particles' bioavailability and potential bio-toxicity.This paper also stated present crucial problems which exist in the field of nano-emulsion technology,analyzed the causes of these problems,and provided the basis for the research of nanoemulsion technology in the future.%随着科学技术在食品领域的发展,纳米技术在食品、药物、化妆品、石油、农业及涂料等领域被广泛应用,引起了社会的高度关注.纳米科技包括众多科学技术,其中包埋技术是纳米科技中的重要技术之一.在功能性食品组分的运输载体构建方面,纳米包埋技术展现出了极大的潜力.该文综合叙述了纳米乳液结构、性能、制备方法以及应用情况.同时,该文以纳米乳液在食品中的应用为基础,围绕着被包埋物的人体利用率以及可能存在的被包埋纳米颗粒潜在的生物毒性,阐述了当前纳米乳液技术存在的关键性问题,并分析了问题的产生原因,为纳米乳液技术在日后的研究提供依据.【期刊名称】《中国食物与营养》【年(卷),期】2017(023)006【总页数】6页(P33-38)【关键词】纳米乳液;结构性能;制备方法;生物利用率;潜在毒性【作者】江连洲;李佳妮;姜楠;李杨;隋晓楠;伍丹;张璟;张菀坤;王中江【作者单位】东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030【正文语种】中文近几年来，伴随着科学技术的发展，纳米技术的研究与应用在世界范围内受到普遍关注。
纳米乳化技术
纳米乳化技术
NANO-EMULSIFICATION TECHNOLOGY
食品学院中英1503班 汇报人：尹政清
01
纳米乳化技术的概念
目录
02 03
纳米乳液的制备技术
纳米乳液的研究进展 纳米乳化技术的应用
CONTENTS
04
01
PART
纳米乳化技术的概念
CONCEPT & MECHANISM
纳米材料
采用基于司盘和吐温为基质的乳化法制备纳米材料， 可实现在原子或分子水平上的组装，从而在合成中实 现对粒子尺寸、形状和晶型等方面的控制，并可灵活 地选择表面活性剂对粒子表面经行改性，使它们具有 更加优异的性能
纳米乳化技术在生物医药中的应用
建立在乳化剂基础上的乳化技术凭借其特有的优势，近年来在生物医药方面的应 用引发了众多研究者的关注，乳状液和微乳液体系形成的微乳类合成药物制剂、 中药制剂、纳米胶囊及固体脂质纳米粒等都将有更广阔的发展前景
03
PART
纳米乳液的研究进展
RESEARCH PROGRESS
纳米乳液的研究进展
这里以姜黄素纳米乳液的制备和表征的研究为例来用植物姜黄根茎中提取得到的一种天
然活性多酚类物质 姜黄素及其衍生物除了可以作为天然黄色素，在医 药上还具有抗炎、抗氧化和抗肿瘤等药理活性 姜黄素具有天然的杀菌功效，在食品领域中可用作 食品保鲜剂、杀菌剂使用，是食药同源型物质 姜黄素水溶性差、体内代谢快、在小肠中的吸收率 低，导致其生物利用度不高
从而模拟食品基质环境，并对其结构进行表征，从而反映姜黄素纳米 乳液在不同食品基质中的稳定性。
纳米乳液的研究进展
四、姜黄素纳米乳液表征结果：
① 姜黄素纳米乳液粒径测定：
微乳液综述
微乳液综述1.1 微乳液概述微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂分子的作用下生成的热力学稳定的、各向同性的、透明的分散体系。
微乳液是由蒸馏水、油、表面活性剂、助表面活性剂和盐五种组分按一定比例组成的高度分散的低张力体系,五种组分中任何一种组分的性质或量的变化,都会影响微乳液的形成与性质[1] 1.1.1微乳液的结构性质微乳液通常是由表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类) 、油(通常为碳氢化合物) 和水或电解质水溶液在适当的比例下自发形成的外观为透明或半透明,粒径在10 ～200nm 之间,具有超低界面张力(微乳液体系的界面张力通常约为10 -2 mN·m-1 ) ,热力学稳定的乳状液。
微乳液分为W/O 型O/W 型和双连续型3 种结构。
W/O 型微乳液由油连续相、水核及表面活性剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成。
O/W型微乳液的结构则由水连续相、油核及表面活性剂与助表面活性剂组成的界面膜三相构成,双连续相结构具有W/O 和O/W2 种结构的综合特性,但其中水相和油相均不是球状,而是类似于水管在油相中形成的网格。
影响微乳液结构的因素很多,主要包括表面活性剂分子的亲水性、疏水性、温度、pH值、电解质浓度、各相分的相对比、油相的化学特性等。
通过相图,各组分的关系可以比较精确地确定,而且可以预测微乳液的特征。
除单相微乳液之外,微乳液还能以许多平衡的相态存在,如Winsor Ⅰ型(两相,O/W 微乳液与过量的油共存) 、Winsor Ⅱ型(两相,W/O 微乳液与过量的水共存) 以及WinsorⅢ型(三相,中间态的双连续相微乳液与过量的水、油共存) 。
1.1.2微乳的形成机理尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处即有O/W 型和W/O 型,但微乳液和普通乳状液有2 个根本的不同点:其一,普通乳状液的形成一般需要外界提供能量如经过搅拌、超声粉碎、胶体磨处理等才能形成,而微乳液的形成是自发的,不需要外界提供能量;其二,普通乳状液是热力学不稳定体系,在存放过程中将发生聚结而最终分成油、水两相,而微乳液是热力学稳定体系,不会发生聚结,即使在超离心作用下出现暂时的分层现象,一旦取消离心力场,分层现象即消失,还原到原来的稳定体系。
α-Fe2O3基纳米粉体的微乳液法制备及其CO敏感性
ＴＯｔ 。其 中 Ｆ ２。 ｉ２等 １ ｅ 主要有 ０ 两种 晶型 ， Ｆ ２， ０ 【 、 一 ｅ ０ 较早 用作 气体 敏感 材 料１， 由于其 在 较高 温度 下 ５但 １
有 较好 的敏感 性 、 择性 。 选
１ 实 验 部 分 １１ 实验 药 品及 仪 器 ．
室温下 ， 制微乳液 Ａ和 Ｂ Ａ的水相为Ｆ¨ 先配 ， ｅ、
Ｓ ４ Ａ Ｚ４ ｎ＋ ｕ 、 ｒ的混 合溶 液 ， 、 ＋ Ｂ的水相 为氨水 溶液 ， 其
中环 己烷为 油相 ， 乙二 醇辛 基苯基 醚 为表面 活性 聚
１ 粉 体 的合 成 ． ２
本文应 用双微 乳液 法 。 以聚 乙二 醇辛基 苯基 醚
ｆＸ ０ ） Ｔ １０／ 正己醇／ 己烷／ 环 水体 系的 Ｗ／ Ｏ型微乳 液 中 的水核 为微型 反应器 ， 合成 了掺 Ｓ “ Ａ 、ｒ 等金 ｎ 、 ｕ ｚ４ ＋ 属 离子 的 Ｏ Ｆ ： ｔ ｅ 纳米粉体 。该 纳米粉 体对 Ｃ — ０ Ｏ具
关键词 ： 乳液 ； Ｆ ２３Ｃ 气敏 性 微 — ｅ ； Ｏ； ０
中 图分 类号 ： ６４ ０ ４
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：６ ３ ４ ２ （０ ８０ — ０ ３ ０ １７ — ６ ９２ ０ ）６ ０ ７ — ５
Ｃ Ｏ是一 种有 毒气 体 ，当空气 中 Ｃ Ｏ的含量 为 ｌ－ ｐ Ｏ４ ｍ就表 现 出很 强 的毒 性【 又 由于其 无色无 味 ｐ 】 １ 。 的特 性 ， 易被人 察 觉 ， 不 因此 ， 制备 出一 种 能对 Ｃ Ｏ 进行选 择性检测 的气敏元 件就显得 尤为重要 。 目前
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收稿日期:2007-08-13
基金项目:重庆市科委重点自然科学基金项目(2005BA4019).作者简介:梁依经(1983—),男,甘肃通渭人,硕士研究生,主要从事纳米功能材料的研究.
【机械与材料】微乳液法制备纳米材料研究进展 梁依经,黄伟九,田中青(重庆工学院材料科学与工程学院,重庆 400050)
摘要:阐述了微乳液法制备纳米材料的特点,纳米材料的形成机理及影响因素,并综述了应用微乳液技术制备新型纳米材料的最新进展.关 键 词:微乳液;纳米材料;制备中图分类号:TB383 文献标识码:A文章编号:1671-0924(2007)09-0087-05
ResearchProgressofMicroemulsionMethodforPreparingNanomaterialsLIANGYi-jing,HUANGWei-jiu,TIANZhong-qing(SchoolofMaterialScienceandEngineering,ChongqingInstituteofTechnology,Chongqing400050,China)
Abstract:Inthispaper,thecharacteristics,themechanismandtheinfluencefactorsofnanomaterialspreparationbymicroemulsionmethodarediscussed,andthelatestprogressofthemicroemulsiontechnologyappliedinpreparingnewnanomaterialsisalsopresented.Keywords:microemulsion;nanomaterials;preparation
微乳液是指2种互不相溶液体在表面活性剂作用下形成的热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明、粒径1～100nm的分散体系;它有水包油型(O/W)、油包水型(W/O)和油水双连续型3种结构[1].W/O型微乳液又称反相微乳液,其水核在一定条件下具有稳定、小尺寸的特性,即使破裂后还能重新组合,这类似于生物细胞的一些功能,被称为智能微型反应器[2];这个“微型反应器”拥有很大的界面,在其中可以增溶各种不同的化合物,是非常好的化学反应介质[3-5].当在水核内进行化学反应制备超细粒子时,由于反应物被限制在水核内,最终得到的颗粒粒径将受水核大小的控制,因此可通过控制水核的尺寸和形状制备纳米级的材料.近年来,国内外利用微乳化技术制备纳米材料的报道日见增多,并已成为纳米材料制备的主要技术之一.
1 微乳液法制备纳米材料的特点 与其他纳米材料的制备方法相比,微乳液法制备纳米材料具有以下特点:①粒径分布较窄且
第21卷 第9期Vol.21 No.9重庆工学院学报(自然科学版)JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScienceEdition)2007年9月Sep.2007较易控制.由于成核生长是在水核中进行的,水核的大小决定了微粒的大小.通过控制溶剂剂量、表面活性剂用量及适当的反应条件,可以较易获得粒径均匀的纳米微粒.②通过选择不同的表面活性剂分子对粒子表面进行修饰,可获得所需要的具有特殊物理、化学性质的纳米材料.③由于粒子表面包覆一层(或几层)表面活性剂分子,不易聚结,得到的有机溶胶稳定性好,可较长时间放置.④纳米粒子表面的表面活性剂层类似于一个“活性膜”,该层可以被相应的有机基团取代,从而制得特定需求的纳米功能材料.⑤在常压下进行反应,反应温度较温和;装置简单,易于实现.
2 微乳液法制备纳米材料的形成机理及影响因素
2.1 纳米材料的形成机理当利用微乳液法制备纳米材料时,纳米材料的形成机理一般有以下3种情况[3]:
1)将2个分别增溶有反应物A,B的微乳液混合,此时由于胶团颗粒间的碰撞,发生了水核内物质的相互交换或物质传递,引起核内的化学反应.由于水核半径是固定的,不同水核内的晶核或粒子之间的物质交换不能实现,所以水核内粒子尺寸可得到控制(如图1所示).2)一种反应物在增溶的水核内,另一种以水溶液形式(例如水合肼和硼氢化钠水溶液)与前者混合.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.例如,铁、镍、锌纳米粒子的制备就是采用此种体系(如图2所示).3)一种反应物在增溶的水核内,另一种为气体(如O2、NH3,CO2),将气体通入液相中,充分混合使两者发生反应而制备纳米颗粒(如图3所示).
图1 2个微乳体系混合反应
图2 向微乳中加还原剂图3 气体鼓入微乳液2.2 影响微乳法制备纳米粒子的因素影响微乳液法制备纳米材料的因素主要有:1)水核半径.纳米材料的粒径受微乳液水核半径的控制,而水核半径(R)与体系中水与表面活性剂的浓度(w=[H2O]/[表面活性剂])及表面活性剂的种类有关.在一定范围内,水核半径随ω的增大而增大,并近似的呈线性关系[6].
2)反应物浓度.适当调节反应物浓度,可使制取粒子的大小受到控制.Pileni等[7]在AOT/异辛烷/水微乳体系中制备CdS胶体粒子时,发现超细粒子的粒径受x=[Cd2+]/[S2+]的影响,当反应
物之一过量时,生成较小的CdS粒子.这是由于当反应物之一过剩时,结晶过程比等量反应要快,生成的超细粒子粒径也就偏小.3)盐效应.一般来说,微乳液水核中的反应物主要为无机盐类,因此可加入一些电解质作为反应的催化剂,比如在水解反应中加入适量的碱.这些物质中的反离子会对形成液滴的表面活性剂产生影响.反离子进入液滴膜层,使表面活性剂间的斥力减弱,侧向吸引力加强,液膜更稳固,从而使生成的粒子更规则,更均一.但这种影响对离子型表面活性剂较为明显,而对非离子型表面活性剂影响不大.它的另一个影响则是在水结合方面同表面活性剂竞争,盐的加入一般都会减小水与表面活性剂之间的相溶性,导致微乳液相图上单相区的缩小,增溶水量减少,液滴中水核半径也相应减小[8].
4)微乳液界面膜强度.如果微乳液界面膜强度较低,水核碰撞时界面膜易被打开,导致不同水核的固体核或纳米粒子之间发生凝并,使纳米粒
88重庆工学院学报子的粒径难以控制,因此选择的微乳液体系的界面膜强度要恰当.影响界面膜强度的主要因素有[9]:①含水量(即ω的大小);②界面醇含量;③醇的碳氢链长;④油的碳氢链长.一般来说,w增大,界面醇含量增加,会导致界面膜强度变小,醇的碳氢链长越短,油的碳氢链长越长,界面膜强度越小;反之,膜强度越大.除上述因素外,其它如反应物料种类(影响微乳液相行为)、表面活性剂种类[10]、反应持续时间[11]、环境温度、化学反应速率、成核速率、微乳液碰撞速率、交换速率、微乳液的pH值[12]等也会对纳米粒子的制备产生影响.3 微乳法制备纳米材料新动态3.1 新型实心球纳米粒子的制备在应用微乳法制备纳米材料的初期,微乳液技术主要被用于制备一些单一组分和单一结构的纳米材料;随着微乳液技术的发展,目前已逐步探索了应用微乳液法制备复合结构(如核-壳结构)及复合组分(如有机-无机复合)纳米材料的技术.如Loukanov[13]等在AOT/庚烷/水溶液的微乳液体系中制备了核壳结构CdS/ZnS半导体纳米微粒.该结构的纳米粒子在紫外光的照射下可发出可见光,其波长取决于纳米粒子的大小及ZnS壳层的厚度.制备CdS/ZnS核壳结构纳米微粒的关键是:①控制水核中壳层前驱物的浓度;②在给定的前驱物浓度下通过调整CdCl2,ZnCl2及Na2S水溶液的用量严格控制胶束中水核的大小.姚渊[14]等采用微乳液法制备出核壳结构ZnS:Mn/CdS纳米晶,为获得水溶性纳米晶,继续向此微乳液添加硅酸乙酯(TEOS),并使用氨水作为催化剂,通过TEOS水解缩聚反应,获得了粒径为10nm,均匀性好,ZnS:Mn/CdS内核表面被二氧化硅壳层完全包覆的纳米粒子.将有机的微乳聚合反应和无机的微乳反应器结合起来,可得到新型无机-有机复合纳米微粒.通常是在无机纳米粒子外面包裹聚合物,使形成的新型复合纳米粒子同时兼有无机材料和有机材料的性质.奚强[15]等用甲基丙烯酸甲醋(MMA)作油相,反相微乳液作为模板制备了纳米氯化银(AgCl)粒子,再进行原位聚合制备了纳米AgCl/PMMA复合材料.吴其晔[16]等设计并采用2步连续反相微乳液法原位合成铁钴镍/R苯胺核-壳型纳米复合微粒.3.2 纳米棒、纳米线、纳米管的制备纳米棒、纳米线和纳米管作为新型一维纳米材料,具有独特的光、电、磁特性,有望在微电子器件和光学器件中发挥重要作用[17-20];如半导体硅
纳米线具有发射稳定、高亮度蓝光的特性,而蓝光发射材料是制备彩色显示器的良好材料.利用微乳液胶束的软模板效应,研究者们运用微乳液法制备了一系列不同种类的一维纳米材料;如Chen等[21]在以TritonX-100为乳化剂,室温下合成了直径60～100nm,长约450～1200nm的具有单晶四方结构的钙钛矿Ba0.7Sr0.3TiO3纳米棒,并通过改变w值、陈化时间、反应物浓度等因素调控纳米棒的长度.Lin等[22]在水热辅助的微乳液中制备了直径为20～30nm、长为十几微米的单分散硅酸钙纳米线,并发现其在800°C下煅烧2h后仍保持线状形貌.Liu等[23]在微乳体系中,在γ射线照射下,以HEC为模板成功的制备出了CdS纳米棒,同时通过改变表面活性剂的浓度和HEC的用量对纳米棒的形貌进行调控.董喜燕[24]等人通过微乳液中反转胶束表面间的相互作用促使纳米粒子耦合生长和自组装,并且通过控制反应时间、表面活性剂的浓度、反应物间的摩尔比及其在微乳液中的物质相对浓度,获得了棒状的纳米MnOOH.陈德良等[25]在CTAB/正戊醇/正己烷/水微乳体系中,在130℃水热条件下恒温15h合成了直径50～150nm、长几个微米的NiS纳米管,同时研究了硫化物反应机理和低维纳米晶的生长过程,发现在W/O的作用下首先形成了纳米片,然后纳米片聚合成一维的纳米线或纳米管.此外,研究者们还通过微乳液法制备出NiS,CuS和PbS纳米线以及BaWO4和NiFe2O4纳米棒等一维纳米材料[26-29].
3.3 空心球纳米粒子空心球纳米粒子由于具有较低的密度、大的比表面积、优良的过滤性、特殊的极性和光学性
89梁依经,等:微乳液法制备纳米材料研究进展