纳米微粒的制备方法.pptx

会计学4.1.纳米粒子的制备方法(fāngfǎ)评述
4.2制备纳米粒子的物理方法(fāngfǎ)“纳米材料”这一概念在20世纪80年代初正式形成，它现已成为材料科学和凝聚态物理领域的研究热点(rèdiǎn)，而其制备科学在当前的纳米材料研究中占据着极为关键的地位。纳米材料其实并不神密和新奇，自然界中广泛存在着天然形成的纳米材料，如蛋白石、陨石碎片、动物的牙齿、海洋沉积物等就都是由纳米微粒构成的。人工制备纳米材料的实践也已有1000年的历史，中国古代利用蜡烛燃烧之烟雾制成碳黑作为墨的原料和着色的染料，就是最早的人工纳米材料。另外，中国古代铜镜(tónɡjìnɡ)表面的防锈层经检验也已证实为纳米SnO2颗粒构成的薄膜。然而，人们自觉地将纳米微粒作为研究对象，而用人工方法有意识地获得纳米粒子则是在20世纪60年代。1963年，RyoziUyeda等人用气体蒸发（或“冷凝”）法获得了较干净(gānjìng)的超微粒，并对单个金属微粒的形貌和晶体结构进行了电镜和电子衍射研究。1984年，Gleiter等人用同样的方法制备出了纳米相材料TiO2。制备(zhìbèi)方法的分类4.2制备纳米粒子(lìzǐ)的物理方法4.2.1蒸发(zhēngfā)凝聚法蒸发冷凝法制备纳米粒子(lìzǐ)的优点蒸发(zhēngfā)冷凝法的缺点4.2.2机械(jīxiè)粉碎法几种典型(diǎnxíng)的纳米粉碎技术4.2.3离子(lízǐ)溅射法溅射(jiànshè)法的优点4.2.4冷冻干燥法4.3制备纳米粒子(lìzǐ)的化学方法4.3.1气相化学反应(huàxuéfǎnyìng)法气相反应法的优点(yōudiǎn)4.3.2沉淀法1．共沉淀法图4-1共沉淀法制备(zhìbèi)的氧化镁纳米带的电镜图2.化合物沉淀法3．水解(shuǐjiě)沉淀法金属(jīnshǔ)醇盐水解法4.均匀沉淀法均匀沉淀法的优点(yōudiǎn)4.2.3化学(huàxué)还原法4.2.3.1水溶液还原法图4-2纳米(nàmǐ)金的电镜图4.2.3.2多元醇还原法4.2.4溶胶(róngjiāo)-凝胶法溶胶(róngjiāo)－凝胶法示意图图4-3纳米二氧化钛合成(héchéng)装置图4.3.5水热合成(héchéng)法优点(yōudiǎn)图4-4Ag纳米线的电镜图4.3.6喷雾热解法(jiěfǎ)4.3.7微乳液法优点(yōudiǎn)微乳液法制备(zhìbèi)Fe2O3示意图4.3.8模板合成法4.4制备纳米粒子(lìzǐ)的综合方法4.4.1激光诱导(yòudǎo)气相化学反应法激光诱导气相化学反应(huàxuéfǎnyìng)法合成纳米粒子的原理首先发生的是能量吸收过程

SiH4→SiH4*(活化态)
C2H4→C2H4*(活化态)
由于SiH4和C2H4气体(qìtǐ)分子吸收了入射激光光子，使得反应体系温度瞬间被提高，体系的气体(qìtǐ)分子平均平动动能增加，热运动加剧，因而反应物系气体(qìtǐ)分子之间的碰撞频率增大通过碰撞，SiH4、C2H4气体分子的能量将发生转移和均化，即
SiH4*+Fe(CO)5→Fe(CO)5*(活化态)+SiH4

C2H4*+Fe(CO)5→Fe(CO)5*(活化态)+C2H4

SiH4*+C2H4→C2H4*(活化态)+SiH4
通过能量均化与转移，反应体系中的各反应气体分子都得到了统计(tǒngjì)意义上的活化，同时反应体系的温度还在继续提高。在极短暂的时间内(10—4s)反应体系的温度即可达到化学反应所需要的阈值温度，相应的化学反应开始发生。反应过程首先起始于反应气体分子(fēnzǐ)的解离，即
Fe(CO)5*→Fe*+5CO
SiH4*→Si*+2H2
C2H4*→2C*+2H2通过气体分子的解离，将在有限的反应区域内形成过饱和的活化原子(yuánzǐ)，即Pe、Si、C，在高温下，瞬间可以引发化学反应
Fe*+C*→Fe／C
Fe*+Si*→Fe／Si
Si*+C*→SIC
Fe*+Si*+C*→Fe／CSi随着反应物的生成和混合粒子体的移动(核粒子+载气+保护气+副产物气体)，生成粒子将经过短暂的凝聚与生长，使过剩的人射激光能量消耗怠尽，部分(bùfen)活性原子与粒子发生凝聚，即开始出现失活，反应方程式为:
Fe*+X→Fe+X
Si*+X→Si+X
C*+X→C+X4.4.2等离子体加强(jiāqiáng)气相化学反应法4.4.3喷雾法喷雾干燥法喷雾热解法(jiěfǎ)4.4.4化学(huàxué)气相沉淀法4.4.5冷冻(lěngdòng)-干燥法4.4.6其他综合(zōnghé)方法谢谢(xièxie)!