液相法制备超细粉体的原理及特点
超细粉体团聚的形成机理及消除方法研究
超细粉体团聚的形成机理及消除方法研究张敏/文【摘要】超细粉体团聚作为粉体工程中的一种普遍现象，不仅给粉体的制备和储存带来了困难，还可使粉体失去其本身的性质，如何控制粉体的团聚成为粉体技术研究的重点课题之一。
本文介绍了超细粉体团聚的原因及种类，并重点阐述了超细粉体的形成机理及消除方法。
【关键词】超细粉体；团聚机理；消除方法；粉体颗粒引言超细粉体是一种微小的固体颗粒, 它属于微观粒子和宏观物体交界的过渡区域。
超细粉体的团聚是指原生的粉体颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接形成的由多个颗粒形成较大的颗粒团簇的现象。
超细粉体团聚作为粉体工程中的一种普遍现象，不仅给粉体的制备和储存带来了困难，还可使粉体失去其本身的性质。
因此，随着粉体工程的发展，如何控制粉体的团聚就成为了一个重点研究课题。
1.超细粉体产生团聚的原因物料经超细化后呈现出许多与原物料不同的性质，最典型的特征就是比表面积增大，表面能升高，表面活性增加，颗粒之间吸引力增大。
外表杂质（如水）的存在，也易引起超细粒子的团聚。
另外，超细粉体在粉碎过程中表面静电很高，粒子和粒子在互相碰撞过程中也可以互相吸引而聚集。
通过长时间深入研究，研究者们认为，引起超细粉体产生团聚的原因，大致可以归纳为如下四个方面。
1.1静电作用矿物材料在超细过程中，由于冲击、摩擦及粒径的减小，在新生超细粒子的表面积累了大量的正电荷或负电荷。
由于新生微粒的形状各异，极不规则，新生粒子的表面电荷极易集中在颗粒的拐角及凸起处。
这些带点粒子极不稳定，为了趋于稳定，它们互相吸引，尖角处互相接触连接，使颗粒产生团聚，此过程的主要作用力是静电力。
1.2范德华力作用当矿物材料超细化到一定粒度以下时，颗粒之间的距离极短，颗粒之间的范德华力远大于颗粒自身的重力。
因此，这种超细颗粒往往互相吸引团聚。
1.3表面能降低矿物材料在粉碎过程中，吸收了大量的机械能或热能，因而使新生的超细颗粒表面具有相当高的表面能，粒子处于极不稳定状态。
液相沉淀法制备超细Co3O4粉体的研究
（＿ 京 有 色金 属 研 究 总 院 ， 京 １０８ ；．有研 粉 末 新材 料 （ 京 ） 限公 司 ， 京 １１０ ） １北 北 ０ ０ ８２ 北 有 北 ０４７
摘 要 ： Ｃ Ｃ ・ Ｈ Ｏ 和 Ｎ ＨＣ） 以 ｏ１ ６ Ｈ （ ３为 原 料 ， 用 液 相 沉 淀 法 制 备 了形 貌 为 八 面 体 晶 体 的 采
ｕ ｉｇ Ｃ Ｃ１ ｓｎ ｏ ２・６ ａ ｄ ＮＨ４ Ｏ ｎ Ｈ２ ＨＣＯ３ａ ａ ｍａ ｅ ｉｌ．Ｔｈ ｆｅ ｔ ｆｔ ｅ ｐ ｅ ｉ ｉ ｔｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｓ ｒ ｗ ｔｒａｓ ｅ ｅｆ ｃｓ ｏ ｈ ｒ ｃｐｔ ｉ ｎ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ， ａ ｐ ｖ ｌ ｅ ｎ ｐ ｅ ｉ ｉａｉ ｎ ｆｉｉｎ ｙ， ａ ｔｃｅ ｉｅ Ｈ ａｕ ｏ ｒ ｃｐｔ ｔｏ ｅｆｃｅ ｃ ｐ ｒ ｉｌ ｓｚ ｗｅ ｅ ｔ ｄ ｅ ． ｒ ｓｕ ｉｄ Ｔｈｅ ａ ｌｓ ｓ ｍｐ ｅ ｗｅ ｅ ｎ ｌ ｓ ｄ ｎｄ ｒ ａ ａ ｙ ｅ ａ ｃ ａ ｅ ｔｒｚ ｄ ｂ ｈｅ Ｘ－ａ ｉ ｒ ｃｉｎ， ＥＭ ， ａ ｅ ａ ｔｃｅ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ＴＧ — ＤＳ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｌ－ ｈ ｒ ｃｅ ｉｅ ｙ ｔ ｒ ｙ ｄｆ ａ ｔｏ Ｓ ｆ ｌｓ ｒ ｐ ｒｉｌｓ ａ ａｙ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｒ ｌａ ａｙ ｓｓ ｉ ．Ｒｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔｃ ｌｏｄ ｌｐ ｅ ｉｉａ ｉｎ ｃ ｎ ｂｅ ｉｈｉ ｔ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｉ ｉ ｔｏ ｆｉｉｎ ｙ ｃ ｎ ｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｏ ｌ ｉａ ｒ ｃｐ ｔｔｏ ａ ｎ ｂｉ ｎ ｈ ｒ ｃｐｔ ｉｎ ｅｆｃｅ ｃ ａ ｅ ａ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ３ ； ｒ ｃｐｔ ｔｏ ｔ ｏ ＮＨ４ ｙ ｗｏ ｄ ： ｐ ｅ ｉ ｉａｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ； ｏ Ｏ４ ＨＣＯ３ ｏ ｔｈｅ ｒ ｎ ｃｙｓａ ；ｃａ ｄｏ ｒ ｔｌ
超细粉体的团聚机理和表征及消除
收稿日期：２００７－０７－０６，修回日期：２００７－－０９－１０。 基金项目：国家自然科学基金项目．编号：２０５６６０１：内蒙古自治区自然 科学基金项目．编号：２００６０７０１０２０１。 第一作者简介：王觅堂（１９８２一），男，硕士研究生。电话：１３７３９９２３９６９。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｔｗｍｔ＠１２６．ｃｏｍ。
ＡＡ＝：订１Ｔ２ｃａ＝２１：Ｔｐ而－二２．』２！， 旦 堕了 堡
－４（４盯￡ｏ）
式中。ｈ为颗粒间距；Ｒ为球形颗粒半径；Ｃ为色散作
用能系数；ｐ为密度（个数密度／ｍ，；或质量密度， ｋｇ／ｍ３）；Ｏｔｏ为原子极化率Ｃ２１１１２·Ｊ－ｌ；丘为普朗克常数， ６．６２６ｘ１０＂３４Ｊ·Ｓ；矽为电子的旋转频率，对于原子Ｖ－－－－
Ｗａｎｇ Ｍｉｔａｎｇ，Ｌｉ Ｍｅｉ，Ｌｉｕ Ｚｈａｏｇａｎｇ，Ｈｕ Ｙａｎｈｏｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ。Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ ０１４０１０。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｅ－ａｃｔ：Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｌ孺ｏｆｐｏｗｄｅｒ ｄＣＣＴＣＳｂ＇匏ｔｏ ｎａｎｏｓｃａｌｅ．１ｔ ｈａｓ ｍａｎｙ ｎｏｖｅｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｈａｓ ｎｕｍｅｌ＇Ｏｔｉ￥ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｔｈｅ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｌｌｓｅｇｔ ｅａｓｉｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉ－ ｃａｔｉｏｎ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆｉｔｓ ｈｉｇｈｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄｃｈａｒａｏ－ ｔｅｌ＂ｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｌｍｔｅｒｍｅａｓｎｌ－髓ｏｆ ｔｈｅ ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｌｔｒａ－ｆｉｎｅ ｐａｒｄ－
液相法制备超细粉体材料
4 3 g G r r 2 3 V 2V 临界晶核大小： rc RT ln S
成核过程可以看作是激活过程，成核所需的活化能为：
Ec Gmax 1
ln S
2
提高溶液的过饱和度S，可以大大降低ΔGmax，使rc 减小，因此溶液的过饱和度是超细颗粒成核的必要 条件。
• 物理法:将溶解度高的盐的水溶液雾化成小液 滴，使其中盐类呈球状均匀地迅速析出.为了 使盐类快速析出，可以采用加热蒸发或冷冻干 燥等方法，最后将这些微细的粉末状盐类加热 分解，即可得到氧化物微粉。主要包括超临界 法和溶剂蒸发法 • 化学法是指通过在溶液中的化学反应生成沉淀， 将沉淀物加热分解，可制成纳米粉体材料，这 是应用广泛且有很多使用价值的方法。包括： 沉淀法、醇盐水解法、溶胶－凝胶法、水热合 成法、非水乳液法、微乳液法等。
有一系列突出的优点：①能在溶液状态下获得组分的均匀 混合，适合于微量元素的添加。②制得的超细粉体粒径一 般在1～50μm范围内，表面活性好，比表面积高。③操作 简单，特别有利于高纯陶瓷材料的制备。
沉淀法反应器设计原则及其特点
对于用沉淀法制备粒度分布窄化，晶型可控的超细粉 体，混合对其粒度分布和颗粒形貌有重要影响，混合包括 发生在大尺度上的宏观混合过程和发生在分子尺度上的微 观混合过程。通过宏观混合，各组分可达反应器尺度上的 宏观浓度分布均匀，通过微观混合则使局部小区域内各组 分浓度分布达到分子尺度上的均匀化。对晶粒的成核，微 观混合起十分重要的关键作用。对于晶体生长，微观混合 对其无影响，只要考虑容器尺度的宏观混合即可，宏观混 合均匀则晶核即可在浓度均匀的生长环境中长大成尺寸分 布均匀和形状一致的晶粒。 沉淀法制备高品质超细粉体的反应器的设计和选型原 则是（1）反应成核区和晶体生长区分开；（2）反应成核 区臵于高度强化的微观混合区；（3）晶体生长区臵于完 全宏观混合区；（4）反应成核区宏观流动设计为平推流、 无返混。
液相还原法制备超细铜粉的研究进展
液相还原法制备超细铜粉的研究进展 谭 宁1,温晓云2,郭忠诚1,陈步明1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南 昆明 650093;2.云南铜业集团有限公司,云南 昆明 650051) 摘 要:超细铜粉由于其特殊的性能,因而应用范围很广泛。
其制备的工艺也引起了广泛的关注,其中液相还原法由于其特殊的优点,故研究的较多。
文中阐述了液相还原法制备超细铜粉的工艺的研究进展以及铜粉表面改性的工艺,并提出了问题及对未来的展望。
关键词:超细铜粉;液相还原法;表面改性中图分类号:TG144 文献标识码:A 文章编号:1006-0308(2009)02-0071-04The D evelop m en t of Ultraf i n e Copper PowderPrepara ti on by L i qu i d Pha se Reducti ve ProcessT AN N ing1,W E N Xiao-yun2,G UO Zhong-cheng1,CHEN Bu-m ing1(1.Faculty ofMaterials and Metallurgical Engineering,Kun m ing University of Science and Technol ogy,Kun m ing,Yunnan650093,China;2.Yunnan Copper Gr oup Co.,L td.,Kunm ing,Yunnan650051,China)ABSTRACT:Due t o the excep ti onal perfor mance of the ultrafine power,and thus it has a wide range of app licati on.The p r ocess of ultrafine power p reparati on by liquid phase reductive p r ocess and the copper surface modificati on p r ocess are described,and the issue and the visi on f or the future of the ultrafine copper powder is put for ward.KEY WO R D S:ultrafine copper power;liquid phase reductive p r ocess;the surface modificati on p r ocess超细铜粉由于其特殊的物理、化学性能,目前广泛应用于电学、涂料、催化、医学等领域。
液相法制备粉体颗粒
喷雾热解法（Spray Pyrolysis）
定义：将前驱体溶液（金属溶液）喷入高温气体中， 立即引起溶剂的蒸发和金属盐的热分解，从而直接 合成氧化物粉体的方法。 其过程如下： ①溶剂由液滴表面蒸发为蒸气，蒸气由液滴表面向 气相立体扩散。 ②溶剂蒸发使得液滴体积收缩。 ③溶质由液滴表面向中心扩散。 ④由气相主体向液滴表面的传热过程。 ⑤液滴内部的热量传递。其不足之处是易生成空心 粒子。
溶液，当加入沉淀剂(如OH-，CO32-等)后，或 在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的 氢氧化物、水合氧化物或盐类，从溶液中析出，
并将溶剂和溶液中原有的阴离子除去，经热分
解或脱水即得到所需的化合物粉料。
合成单分散的带电的超顺磁性颗粒
共沉淀法
在混合的金属盐溶液中加入合适的沉淀剂，
由于解离的离子是以均一相存在于溶液中， 经反应后可以得到各种成分具有均一相组
由于设备简单，原料容易 设备简单，原料容易获得 获得
主要主要用于氧化物纳米材料制备
液相法制备按原理分类
液相法
化学法 物理法
沉淀法 水热法 Sol-gel
溶剂蒸发
值得注意
大的比 表面积 能量高
二次团聚
工艺措施
表面活性剂
分散作用
喷雾干燥
冷冻干燥
改善均一 性
液相物理法制备超细粉体时液相中溶 质浓度变化分析
小结
物理法 冰冻干燥 喷雾干燥法 喷雾热解 化学法 均匀沉淀 共沉淀
The End
Thank You
4 3 g G r r 2 3 V 2V 临界晶核 rc 大小： RT ln S
超细粉体的制备方法
超超细粉体是现代高技术的起点,是新材料的基础。
超细粉体以其独特的性质,在现代工业中占有举足轻重的地位。
对于超细粉体的粒度界限,目前尚无完全一致的说法。
各国、各行业由于超细粉体的用途、制备方法和技术水平的差别,对超细粉体的粒度有不同的划分,例如日本将超细粉体的粒度定为0.1μｍ以下。
最近国外有些学者将100μｍ～1μｍ的粒级划分为超细粉体,并根据所用设备不同,分为一级至三级超细粉体。
对于矿物加工来说,我国学者通常将粒径小于10μｍ的粉体物料称为“超细粉体”。
超细粉体的研究始于上世纪60年代,但较全面的研究则是从上世纪80年代开始。
早在上世纪80年代初期,日本已将超细粉体的研究列为材料科学与工程领域的四大研究任务之一,并组织一批科学家对其性质、制备方法及应用等方面进行协作开发研究,美国、前苏联、法国、德国在超细粉体的应用方面也取得了较丰硕的成果。
我国对超细粉体的研究虽然起步较晚, 上世纪80年代后期才开始比较系统的研制开发。
但近几年形成了研究热潮,近年来也取得一定的成效,特别是一些大学和研究所在理论研究和实验室规模及中试水平上有了较大进展。
但总的来说,我国在这一领域与世界先进水平相比仍有一定差距。
超细粉体将随着研究的深入和应用领域的扩大而愈来愈显示其巨大的威力。
§1超细粉体的特性与应用1.1超细粉体的特性根据聚集状态的不同,物质可分为稳态、非稳态和亚稳态。
通常块状物质是稳定的;粒度在2ｎｍ左右的颗粒是不稳定的,在高倍电镜下观察其结构是处于不停的变化;而粒度在微米级左右的粉末都处于亚稳态。
超细粉体表面能的增加,使其性质发生一系列变化,产生超细粉体的“表面效应”;超细粉体单个粒子体积小,原子数少,其性质与含“无限”多个原子的块状物质不同,产生超细粉体的“体积效应”,这些效应引起了超细粉体的独特性质。
目前,对超细粉体的特性还没有完全了解,已经比较清楚的特性可归纳为以下几点。
(1)比表面积大。
由于超细粉体的粒度较小,所以其比表面积相应增大,表面能也增加。
液相化学合成法制备高纯Al_2O_3超细粉体
Ｎ 、 ａＭｇＦ 、ｉ 得 溶液 ， 静置、 干燥后得到黄色透明凝胶 ， ５０ 左右 除去 Ｋ、 ａＣ 、 、ｅＳ 等杂质及机械 混入物 ， 在 ８￣ Ｃ 的球形 － １ ３ 。 Ａ ２ 粉 用该法制备高纯 Ａ ２ ０ １ ｌ 超细粉末 具有原料便宜 ， 设备简单 ， 粒子分散性好等优点阴 。
该方法的关键是要制备很纯的硫酸铝铵 ， 因此要
胺为原料 ， 在室温下不断搅拌的 同时 ， 向一定浓度的
硝酸铝溶液缓 慢加入适量的六次甲基 四胺溶液， 继续 搅拌得到透明溶胶 ， ５ ℃水浴 １ｒ ｎ 得到透 明凝 经 ０ ５ ｉ， ａ 胶。 凝胶经陈化和 ７ ℃干燥后 ， ０ 通过 ７ｏ２ ｏ ＇热处理 ， ｔ 可 得到平均粒径为 １ｎ 以下 的球 形 ＿ １ 粉 ， ０ｍ Ａ 再
１ ．碳酸铝铵（ Ａ Ｈ） ．２ ２ Ａ Ｃ ￣ 法
在 ｉ０ ｏ热处理可得 仪－ Ｉ）粉 。用该法制得的样 气制成的硫酸铵可 以循环使用 。 ｉ０ Ｃ Ａ ３ （ 这种工艺的特点是比 品在热处理过程 中相变过程简单 ， 且稳定相 仅 Ａ ２ —１ Ｉ
能在较低温度下得到 ， 从而可避免纳米粉粒度的过度 粗化和纳米粉的硬 团聚。
２ＮＨ ） Ｏ＋ Ｃ ＋ ３ ０ （ ４ Ｓ ４３ Ｏ２１Ｈ２ ２ ２ ￣ Ｉ Ｈｈ Ｏ — ２ ３３ ０＋ Ｃ ｚＡ１ ＮＨ Ａ（ Ｏ Ｃ ３＋ ＮＨ ＋ Ｈ２ ２ Ｏ ＋ ２ ０３
水热合成法是指在密封的反应容器（ 高压釜） 中， 以水或有机溶剂为反应介质 ， 通过对反应容器加法是制备结晶良好、 团聚超细纳米陶瓷粉体的 无 优选方法之一ｆ ９ 】 。其原理是在高温高压下一些氢氧化
铂 超细粉 液相还原
铂超细粉液相还原铂超细粉是一种具有很高催化活性和表面积的铂纳米颗粒，广泛应用于催化反应、电化学能源存储等领域。
而液相还原是一种制备金属纳米材料的方法。
本文将介绍铂超细粉的制备方法以及液相还原的原理和应用。
一、铂超细粉的制备方法铂超细粉的制备方法有很多种，其中一种常用的方法是液相还原法。
液相还原法是通过在溶液中还原金属离子来制备纳米颗粒。
具体制备步骤如下：将铂盐（如氯铂酸钠）加入溶剂中，形成含有金属离子的溶液。
然后，向溶液中加入还原剂（如乙二醇或甲醇），触发还原反应。
在还原反应进行的同时，控制反应条件（如温度、pH值、溶剂的种类和浓度等），可以调控纳米颗粒的尺寸和形貌。
通过离心、洗涤和干燥等步骤，得到铂超细粉。
二、液相还原的原理液相还原法是一种利用还原剂将金属离子还原成金属纳米颗粒的方法。
其中，还原剂的选择对纳米颗粒的形貌和尺寸具有很大影响。
常用的还原剂有乙二醇、甲醇、柠檬酸等。
液相还原的原理主要包括以下几个方面：1. 还原剂的选择：不同的还原剂具有不同的还原能力，可以选择适合的还原剂来控制反应的进行。
2. 溶剂的选择：溶剂的种类和浓度对反应速率和纳米颗粒的尺寸具有影响，需要根据具体需求选择合适的溶剂。
3. 温度和反应时间：温度和反应时间对反应速率和纳米颗粒的尺寸也有影响，需要进行合理控制。
4. 表面活性剂的添加：表面活性剂的添加可以调控纳米颗粒的形貌和分散性，提高其稳定性。
三、液相还原的应用液相还原法制备的铂超细粉具有较高的催化活性和表面积，广泛应用于催化反应和电化学能源存储等领域。
具体应用包括：1. 催化剂：铂超细粉可以作为催化剂应用于氧化还原反应、加氢反应、氧化反应等催化反应中。
其高催化活性和表面积使得反应速率得以显著提高。
2. 电化学能源存储：铂超细粉可以用作燃料电池和金属空气电池的催化剂，提高能源转化效率和电池性能。
3. 生物医学领域：铂超细粉还可以应用于生物传感器、药物传输和肿瘤治疗等领域，发挥其催化活性和生物相容性的优势。
液相法制备超细粉体的原理及特点
液相法制备超细粉体的原理及特点一、超细粉体材料任何固态物质都有一定的形状，占有相应空间，即具有一定的大小尺寸。
我们通常所说的粉末或细颗粒，一般是指大小为1毫米以下的固态物质。
当固态颗粒的粒径在0.1μm一10μm之间时称为微细颗粒，或称为亚超细颗粒，空气中漂浮的尘埃，多数属于这个范围。
超细粉通常是指粒径为1 ~100nm的微粒子，其处于微观粒子和宏观物体之间的过渡状态。
由于极细的晶粒大量处于晶界和晶粒内，缺陷的中心原子以及其本身具有的量子体积效应、量子尺寸效应、表面效应，介电限域效应和宏观量子隧道效应，使超细粉体材料在光、电、磁等方面表现出其他材料所不具备的特性，是重要的高科技的结构和功能材料，因而受到极大的关注，目前在冶金、化工、轻工、电子、航天、医学和生物工程等领域有着广泛的应用。
目前，超细粉的研究主要有制备、微观结构、宏观性能和应用等四个方面，其中超细粉的制备技术是关键，因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。
二、液相法制备的主要特征（1）可将各种反应的物质溶于液体中，可以精确控制各组分的含量，并实现了原子、分子水平的精确混合。
（2）容易添加微量有效成分，可制成多种成分的均一粉体。
（3）合成的粉体表面活性好。
（4）容易控制颗粒的形状和粒径。
（5）工业化生产成本较低。
（6）液相法可分为物理法和化学法三、超细粉体的液相制备方法制备纳米粉体的液相方法主要有液相沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
（一）沉淀法沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂，使得原料液中的阳离子形成各种形式的沉淀物，然后再经过虑、洗涤、干燥，有时还需加热分解等工艺过程制得纳米粉体的方法。
沉淀法具有设备简单、工艺过程易控制、易于商业化等优点，能制取数十纳米的超细粉。
沉淀法可分为共沉淀法、直接沉淀法、均匀沉淀法和水解法等。
1、共沉淀法在混合的金属盐溶液中加入合适的沉淀剂，由于解离的离子是以均一相存在于溶液中，经反应后可以得到各种成分具有均一相的沉淀，再进行热分解得到高纯超细粉体。
超细粉体在液相中分散稳定性的研究
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｎ — ｒ ｊｓ ｒａ ｅｃ ｅ ｓｒ ，ｐ ｌｅｅｔｏｙ ｅ ， ｉｐ ｒ ａ ｔ ｙｗｏ ｄ ￣ ａ ｏ Ｚ ０２ ｕ ｆｃ ｈ ｍｉｔｙ ｏｙ ｌｃｒ ｌ ｔｓ ｄ ｓ ｅ ｓ ｎ
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表面特性 、 聚电解质分散 的结构与数量以及悬洋｝柏 离子澈度等对最滓液稳定性的髟响 ， 茛 提出了改 善蚺 朱 ＺＯ， ｒ 在水薷掖
中分散稳定性的几点措施 ．研究结果表 明， 分散荆柏用量及 ｐ Ｈ值是控制ｊ 陆体惫洋ｉ分散 性和稳定性的主要参散 ， 茛 研究蛄果
较 璃意 ．
超细氧化铝粉体制备方法概述
超细氧化铝粉体制备方法概述摘要：超细氧化铝粉体的制备方法制备通常使用无机盐、金属醇盐为原料，用气相法或液相法合成，现对相关合成方法、存在的优缺点进行介绍关键词：超细氧化铝；合成方法；α-Al2O3超细氧化铝，亦称纳米氧化铝，通常泛指粒径约在50-500纳米范围内的氧化铝粉体，其属于微观粒子与宏观物体的过渡区域，与一般氧化铝相比，显著特点是具有表面效应和体积效应。
超细氧化铝在催化材料、功能材料、复合材料、光学材料、精细陶瓷材料及冶金和医学生物方面有着广阔的应用前景。
目前超细氧化铝粉体的制备方法制备通常使用无机盐、金属醇盐为原料，用气相法或液相法合成，现对相关合成方法进行介绍。
1.气相反应法气相反应法是通过等离子体、激光、电子束或电弧等方式加热将物质变成气体，使之在气体状态下发生化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成超细粉。
1.1 激光诱导气相沉积法（LICVD法）激光诱导气相沉积(Laser Induced Chemical Vapor Deposition)法是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收而产生热解或化学反应，经成核生长形成超细粉末。
整个过程实质上是一个热化学反应和晶粒成核与生长过程。
LICVD法通常采用二氧化碳激光器，加热速度快，高温驻留时间短，冷却迅速，因此可获得粒径小于10nm的均匀纳米粉体。
如G.P. Johnston等[1]利用LICVD法合成了粒度为5~10nm的球形氧化铝粉体;意大利的E. Borseua等[2]用二氧化碳激光加热反应气体得到了粒径为15~20nm 的球形α-Al2O3颗粒。
1.2 等离子体气相合成法（PCVD法）等离子体气相合成(Plasma Chemical Vapor Deposition)法是纳米陶瓷粉体制备的常用方法之一。
它具有反应温度高、升温和冷却速度快的特点，PCVD法又可分为直流电弧等离子法、高频等离子法和复合等离子法。
采用PCVD法可制得粒径为50nm的γ-Al2O3[3];粒径为20 -40nm的δ-Al2O3[4]；粒径为5~150nm 的无定形γ-Al2O3。
液相法制备氧化锆超微粉末的研究进展
了杂质和结构缺陷等；粉体在烧结过程中表现出很强 的活性。所以这种方法是低能耗、低污染、低投入的， 而且粉体质量好，产量也较高。
水热法是一种非常有前途的纳米粉体制备方法。 国外水热法制备 Ｚ ｒ Ｏ ２ 粉体已实现工业生产，如日本 Ｃｈｉｃｈｉｂｕ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏ．Ｌｔｄ 生产的 ＺｒＯ２ 微粉［６］。但由于 水热法需要特殊的设备 － 高压釜，且该设备易被腐蚀， 所以在我国尚未实现工业化大生产。
水热反应的温度、压力、处理时间、ｐ Ｈ 值、前驱 体及矿化剂的种类、浓度对粉末的粒径和形状有很大 的影响，同时还会影响反应速度、晶型等。
２
度 １５０￣２２０℃、压力为 ３￣７ ＭＰａ、搅拌速率为 ５００ ｒｐｍ）。 沉淀物为含水 Ｙ ２ Ｏ ３－ Ｚ ｒ Ｏ ２ ，水热状态下晶化为 Ｙ ２ Ｏ ３ 稳 定的 Ｚ ｒ Ｏ ２ 。结果发现在 ２ ２ ０ ℃、７ Ｍ Ｐ ａ 的水热条件下 处理 ５ 小时得到结晶完好的 １ １ ． ６ ｎ ｍ ３ Ｙ － Ｐ Ｓ Ｚ ，经 ８ ０ ０ ℃以上煅烧转化为四方相［ ７ ］。
２
分为三大类：固相法， 液相法和气相法。其中液相法由 于制备形式的多样性、工艺简单、可控化学组成和粒 度分布等特点而倍受人们重视。
本文就液相法合成 Ｚ ｒ Ｏ ２ 超微粉体的研究现状作一 概述，并讨论了稳定添加剂的种类，粉体团聚的控制 方法及水溶性高分子的种类。
１ 制备方法
１．１ 沉淀法
《粉末工程》课件——5 液相法
反应设备
简易高压反应釜实物图
反应釜
釜体和釜盖用不锈钢制造，反应釜体积较 小。可直接在釜体和釜盖设计丝扣，直接 相连，以达到较好的密封性能。 内衬材料是聚四氟乙烯。 采用外加热方式，以烘箱或马弗炉为加热 源。由于使用聚四氟乙烯，使用温度应低 于聚四氟乙烯的软化温度(250℃)。 釜内压力由加热介质产生，可通过装满度 在一定范围控制，室温开釜。
• 不同的沉淀剂可以得到不同的沉淀产物， 常 见 的 沉 淀 剂 为 ： NH3•H2O 、 NaOH 、 (NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等。
• 以制备ZnO为例（参考教材P388）
②共沉淀法
• 在含有两种或两种以上的混合金属盐溶液 中加入合适的沉淀剂，由于解离的离子是 以均一相存在于溶液中，经反应后可以得 到各种成分具有均一相组成的沉淀，再进 行热分解得到高纯超细粉体。
盐溶液（以水为溶剂） 的压力-温度状态图
液滴的冻结
• 使金属盐水溶液 冻结用的冷却剂 是不能与溶液混 合的液体，如正 己烷或液氮。
冻结液体的干燥
• 将冻结的液滴加热， 使水快速升华，同 时采用凝结器捕获 升华的水，使装置 中的水蒸汽压降低， 达到提高干燥效率 的目的。
优点
冷冻干燥法是从生物医学制品和食品冷冻 发展而来的，具有一系列突出的优点： ①生产批量大，操作简单，特别有利于高纯 陶瓷材料的制备。 ②能在溶液状态下获得组分的均匀混合，适 合于微量元素的添加。 ③制得的超细粉体粒径一般在1～50μm范围 内，表面活性好，比表面积高。
• 水解法可分为无机盐水解法和金属醇盐水 解法。
①无机盐水解法
• 无机盐水解法指一些金属盐溶液在一定温 度下可水解生成氢氧化物或水合氧化物沉 淀，如NaAlO2水解得到Al(OH)3沉淀。
超细银粉的液相化学法可控制备及反应机理
超细银粉的液相化学法可控制备及反应机理摘要：电子浆料作为光伏电池领域以及微电子工业领域的必要导电材料，该材料在其中得到了广泛的研究和应用。
超细银粉由于其具有比较高的比表面积以及优良的导电性能和较好的化学性能，化学稳定性较高等特性，所以通常会与粘黏剂，溶剂和助剂一起，通过机械的混合从而能够得到导电银浆。
导电银浆作为最重要的电子浆料之一，由于银粉的形貌，分散性，粒径大小以及分布范围等因素能够决导电银浆在烧结成膜后具有的接触电阻，附着力和致密性等重要参数。
所以，制备出高质量的超细银粉对于助力光伏电子产业的发展具有积极的意义。
关键词：超细银粉；液相化学法；反应机理1.超细银粉制备方法的研究液相合成法为超细银粉的制备成功带来了较大的成果。
液相合成法是以丁二酸作为分散剂，还原剂用甲醛，从而能够制备出具有高分散性的球形银粉。
研究人员仅仅用硫酸作为制备超细银粉的稳定剂，通过抗坏血酸还原硝酸银溶液，从而得到均一的超细银粉，用这种方法制备出来的超细银粉可以用于大规模的生产当中，对实际工业生产中，帮助巨大。
同时，制备超细银粉的方法还有很多，比如电化学沉淀法，微乳液法，化学气相沉积法，热解法等方法，这些方法都对于超细银粉的制备具有较大的帮助。
由于银制车间的工序的不同对银粉参数的要求有所不同，因此，通过改变反应条件以此来调整所制备出的银粉的每一个参数都具有重要的现实意义。
以液相化学合成法为基础，以抗凝血剂为还原剂，可控制的制多种类型的超细银粉，分析反应过程和银粉颗粒大小，形状和散射性相互之间的关系，从而为银粉在实际生产上的调节和广泛应用提供了有力的理论依据。
1.超细银粉的液相化学法可控制备实验1.实验试剂及实验仪器本次实验所用到的主要实验试剂有硝酸银，氨水，抗坏血酸，氢氧化钠，乙酸铵，无水乙醇，去离子水，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇 6000，十六烷基三甲基溴化铵，十二烷基硫酸钠，硬脂酸钠，吐温，明胶，天然松香等，实验中所用得到的水均为去离子水，还有其他实验所用耗材有小刀，滤纸，漏斗，滴管等。
【精品文章】液相化学方法控制超细粉体粒度和粉体形貌
液相化学方法控制超细粉体粒度和粉体形貌
液相化学法是当前超细粉体生产的常用工艺方法，下面以液相化学法微粉生产工艺为背景，介绍超细粉体生产过程中的粒度和粒型的基础控制方法——液相化学法。
一、粉体粒度控制
制备粒度均一分散的超细粉是粉末结构形貌控制的主要目标之一。
调节体系过饱和度、添加晶种控制晶核数、促进或阻碍粉体的团聚发生等，是粒度控制的主要策略。
在体系溶解度较大的情况下，Ostwald陈化也可调节颗粒粒径及其单分散性。
在化学沉淀制粉过程中，微观均匀混合是体系粒度控制的最主要内容。
各个微小区域内过饱和度微小变化将导致晶核数目大量变化，从而使晶核大小不一。
强制混合是保证微观状态一致、制取粒度均一的超细粉末的有效措施。
由于超细粉体极大的表面能，粉末颗粒的形成除了经历了成核、生长等过程外，还可能发生聚结与团聚。
如何有效地控制粉体的团聚也是超细粉末尺寸分布控制研究的一个重要内容。
二、粉体形貌控制
粒子形貌包括形状、表面缺陷、粗糙度等，但主要指形状。
纳米粉体，尤其是超微颗粒往往表现出很多形状，除了与其晶型结构有关外，还取决于其合成方法及相应的操作条件。
如在湿化学法体系中，颗粒的形状对操作条件极其敏感，溶质浓度、反应体系中阴离子的种类、反应体系是否封闭等因素均可能影响颗粒的形状。
一般认为，液相中的超微颗粒可选择性吸附溶液中的简单离子、络离子及有机化合物分子，且不同晶面上被吸附物的种类和数量均有所不同。
而溶质浓度、阴离子种类、温度、pH值等操。
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液相法制备超细粉体的原理及特点
一、超细粉体材料
任何固态物质都有一定的形状，占有相应空间，即具有一定的大小尺寸。
我们通常所说的粉末或细颗粒，一般是指大小为1毫米以下的固态物质。
当固态颗粒的粒径在0.1μm一10μm之间时称为微细颗粒，或称为亚超细颗粒，空气中漂浮的尘埃，多数属于这个范围。
超细粉通常是指粒径为1 ~100nm的微粒子，其处于微观粒子和宏观物体之间的过渡状态。
由于极细的晶粒大量处于晶界和晶粒内，缺陷的中心原子以及其本身具有的量子体积效应、量子尺寸效应、表面效应，介电限域效应和宏观量子隧道效应，使超细粉体材料在光、电、磁等方面表现出其他材料所不具备的特性，是重要的高科技的结构和功能材料，因而受到极大的关注，目前在冶金、化工、轻工、电子、航天、医学和生物工程等领域有着广泛的应用。
目前，超细粉的研究主要有制备、微观结构、宏观性能和应用等四个方面，其中超细粉的制备技术是关键，因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。
二、液相法制备的主要特征
（1）可将各种反应的物质溶于液体中，可以精确控制各组分的含量，并实现了原子、分子水平的精确混合。
（2）容易添加微量有效成分，可制成多种成分的均一粉体。
（3）合成的粉体表面活性好。
（4）容易控制颗粒的形状和粒径。
（5）工业化生产成本较低。
（6）液相法可分为物理法和化学法
三、超细粉体的液相制备方法
制备纳米粉体的液相方法主要有液相沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等。
（一）沉淀法
沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂，使得原料液中的阳离子形成各种形式的沉淀物，
然后再经过虑、洗涤、干燥，有时还需加热分解等工艺过程制得纳米粉体的方法。
沉淀法具有设备简单、工艺过程易控制、易于商业化等优点，能制取数十纳米的超细粉。
沉淀法可分为共沉淀法、直接沉淀法、均匀沉淀法和水解法等。
1、共沉淀法
在混合的金属盐溶液中加入合适的沉淀剂，由于解离的离子是以均一相存在于溶液中，经反应后可以得到各种成分具有均一相的沉淀，再进行热分解得到高纯超细粉体。
如果原料溶液中有2种或2种以上的阳离子，它们以均相存在于溶液中，加入沉淀剂进行沉淀反应后，就可得到成分均一的沉淀，这就是共沉淀法。
它是制备含有2种以上金属元素的复合氧化物超微粉的重要方法。
采用共沉淀法制备纳米粉体，反应物需充分混合，使反应两相间扩散距离缩短，以有利于晶核形成，同时要注意控制生成产物的化学计量比。
不足之处是过剩的沉淀剂会使溶液中的全部正离子作为紧密混合物同时沉淀。
利用共沉淀法制备超细粉体时，洗涤工序非常重要。
此外，离子共沉淀的反应速度也不易控制。
2、直接沉淀法
这种方法是使溶液中的金属阳离子直接与沉淀剂发生化学反应而形成沉淀物。
3、均匀沉淀法
均匀沉淀法是在溶液中加入某种物质，这种物质不会立刻与阳离子发生反应生成沉淀，而是在溶液中发生化学反应缓慢地生成沉淀剂。
是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢而均匀地产生出来的方法。
该方法的优点是颗粒均匀致密，可以避免杂质的共沉淀。
缺点是反应时间过长。
4、水解沉淀法
水解沉淀法是指通过原料溶液的PH值或者通过改变原料液温度而使金属离子水解产生沉淀。
水解沉淀法以无机盐为原料，具有原料便宜、成本低的优势，是最经济的制备方法。
除此之外，它还具有诸多优点，最显著的一点就是可以在常温常压条件下，采用简单的设备，于原子、分子水平上通过反应、成核、成长、收集或处理而获得高纯度的、组分均一的、尺寸达几十纳米的超细体。
此外它还可以精确控制化学组成，容易添加微量的有效成分，制备粉体的表面活性好。
易控制颗粒的形状和粒径。
但是，因为必须通过液固分离才能得到沉淀物，要完全洗净无机杂质离子较困难；另一个需要特别重视的问题是容易形成团聚体，如控制不当，团聚将会严重影响分体的后续使用。
（二）溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶工艺是60年代发展起来的一种超细粉体的制备工艺，它是指金属有机或无机化合
物经过溶胶-凝胶化和热处理形成氧化物或其他固体化合物的方法。
采用溶胶-凝胶工艺具有反应温度低（通常在常温下）、设备简单、工艺可控可调等特点。
此外，溶胶-凝胶工艺还避免了沉淀法中以无机盐为原料的阴离子污染问题，提高了纳米粉体的纯度。
但是，也存在原料成本高的不足，而且为了除去化学吸附的羟基和烷基团，粉体煅烧工序必不可少。
（三）水热法
水热法制备纳米粉体是在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介质，通过对反应容器加热，创造一个高温、高压反应环境，使前驱物在水热介质中溶解，进而成核、生长，最终形成具有一定粒度结晶形状的晶粒。
水热法原理是利用了许多化合物高温和高压的水溶液中表现出与常温下不同的性质。
水热法能直接制得结晶良好的粉体，不需作高温灼烧处理，避免了在此过程中可能形成的粉体硬团聚，而且通过改变工艺条件，可实现对粉体粒径、晶型等特性的控制，因此，水热法合成的陶瓷粉体具有分散性好，无团聚或少团聚，晶粒结晶良好，晶面显露完整等特点，同时，因经过重结晶，所以制得的粉体纯度高。
（四）微乳液法
微乳液法是由表面活性剂、助表面活性剂、油和水组成的透明的、各向同性的热力学稳定体系。
当微乳液体系确定后，超细粉的制备是通过混合2种含有不同反应物的微乳液实现的。
微乳液中的反应完成后，先将超细颗粒与微乳液进行分离，再用有机溶剂清洗以去除附在粒子表面的油和表面活性剂，最后在一定温度下干燥，煅烧得到超细粉。
微乳液法的关键是制备微观尺寸均匀、可控、稳定的微乳液。
微乳法具有不需加热、设备简单、操作容易、粒子可控等优点。
四、结语
液相法具有制备形式多样、操作简便和粒度可控等优点，可以进行产物组分含量控制，便于掺杂，能实现分子原子尺度水平上的混合，制得的粉体材料表面活性高，是目前实验室和工业上广泛采用的制备金属氧化物超细粉体材料的方法。