纳米粒子合成概述

合集下载

合成纳米粒子的步骤与注意事项

合成纳米粒子的步骤与注意事项

合成纳米粒子的步骤与注意事项纳米科技是当今科技领域的热门研究方向,具有广泛的应用前景。

纳米粒子作为纳米材料的重要成员,具有独特的物化性质,广泛应用于催化、传感、能源、医药等领域。

本文将介绍合成纳米粒子的一般步骤和需要注意的事项。

合成纳米粒子的一般步骤如下:1. 确定合成纳米粒子的目标:首先,需要明确合成纳米粒子的目标,例如所需纳米粒子的大小、形貌、结构和表面性质等。

这有助于选择合适的合成方法和实验条件。

2. 选择合适的合成方法:不同的纳米粒子具有不同的合成方法,常见的合成方法包括溶剂热法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。

在选择合适的合成方法时,需要综合考虑合成条件、成本、可扩展性和纳米粒子的性质需求。

3. 制备合成纳米粒子的前体材料:根据选择的合成方法,需要制备相应的前体材料。

前体材料可以是金属盐、金属氧化物、金属有机化合物等。

制备前体材料需要注意材料纯度和质量控制。

4. 调控反应条件:控制合成反应的条件是合成纳米粒子的关键。

这包括控制反应温度、反应时间、反应物物质的浓度和添加剂的使用等。

反应条件的调控可以影响纳米粒子的大小、形貌和分散性等性质。

5. 后处理和表征:合成纳米粒子后,需要进行后处理和表征。

后处理通常包括洗涤、沉淀和干燥等步骤,以获得纯净的纳米粒子。

表征主要包括纳米粒子的大小、形貌、结构和表面性质等方面的分析。

常用的表征方法包括透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等。

需要注意的事项如下:1. 安全操作:合成纳米粒子需要在实验室中进行,因此必须遵守实验室安全操作规程。

应正确佩戴个人防护装备,避免直接接触和吸入有毒或有害化学品。

2. 控制实验条件:在实验过程中,需要严格控制实验条件,确保反应温度、物质浓度和反应时间等参数的准确控制。

这有助于获得所需的纳米粒子性质。

3. 质量控制:前体材料的纯度和质量对合成纳米粒子的性质有重要影响。

纳米粒子的合成方法

纳米粒子的合成方法

纳米粒子的合成方法纳米粒子是一种具有特殊尺寸和形态的微小颗粒,其尺寸通常在1到100纳米之间。

由于其独特的性质和广泛的应用前景,纳米粒子的合成方法成为了研究的热点之一。

下面将介绍几种常见的纳米粒子合成方法。

1. 化学合成法化学合成法是最常见也是最广泛使用的纳米粒子合成方法之一。

通过化学反应,在溶液中合成纳米粒子。

常见的化学合成方法包括溶胶-凝胶法、微乳液法、共沉淀法等。

其中,溶胶-凝胶法是通过溶胶和凝胶相互转化来合成纳米粒子,微乳液法是利用微乳液作为反应介质来合成纳米粒子,共沉淀法是通过共沉淀反应来合成纳米粒子。

2. 热分解法热分解法是一种通过高温热解反应来合成纳米粒子的方法。

通常是将金属有机化合物或金属盐在高温条件下分解,生成纳米粒子。

这种方法合成的纳米粒子尺寸均一、形态良好,常用于制备金属纳米粒子。

3. 水热合成法水热合成法是一种在高温高压水环境下合成纳米粒子的方法。

通过调控反应温度、压力和反应时间等条件,可以得到不同尺寸和形态的纳米粒子。

这种方法合成的纳米粒子具有较高的结晶度和较好的分散性,广泛应用于金属氧化物、碳纳米管等的合成。

4. 气相合成法气相合成法是一种通过气相反应来合成纳米粒子的方法。

通常是将金属有机化合物或金属气体在高温条件下分解或氧化,生成纳米粒子。

这种方法合成的纳米粒子具有较高的纯度和较好的控制性,常用于制备金属、合金、半导体等纳米粒子。

5. 生物合成法生物合成法是一种利用生物体或其代谢产物来合成纳米粒子的方法。

这种方法的优势在于可以利用生物体的特殊性质和调控机制来合成纳米粒子,如利用细菌的代谢产物来合成金属纳米粒子、利用植物的提取物来合成金属氧化物纳米粒子等。

生物合成法不仅环境友好,而且合成的纳米粒子具有生物相容性和生物活性,具有广泛的应用前景。

总结起来,纳米粒子的合成方法多种多样,选择合适的合成方法可以得到不同尺寸、形态和性质的纳米粒子。

不同的合成方法适用于不同的纳米材料,需要根据具体需求和研究目的选择合适的方法。

纳米颗粒的制备方法

纳米颗粒的制备方法
溶胶-凝胶法
通过控制溶液中的化学反应,使溶液中的组分形 成凝胶,再经过干燥和热处理制备出纳米颗粒。
3
微乳液法
利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下 形成微乳液,通过控制反应条件制备出纳米颗粒。
生物法制备纳米颗粒的应用
微生物合成法
利用微生物发酵或培养过程中产 生的代谢产物,通过控制代谢产 物中的化学反应制备出纳米颗粒。
基因工程法
通过基因工程技术,将所需的纳米颗 粒基因导入微生物或植物中,通过其 表达合成纳米颗粒。
基因工程法具有高选择性、可调控性 强等优点,但技术难度较高,成本也 较高。
05 应用实例
物理法制备纳米颗粒的应用
激光熔化法
利用高能激光束将金属或非金属 粉末熔化,通过控制熔化过程中 的物理和化学变化,制备出纳米
纳米颗粒的制备方法
contents
目录
• 引言 • 物理法 • 化学法 • 生物法 • 应用实例
01 引言
纳米颗粒的定义与重要性
定义
纳米颗粒是指尺寸在1-100纳米 的超微粒子,具有小尺寸效应、 表面效应和量子效应等特性。
重要性
纳米颗粒在材料科学、医学、能 源、环境等领域具有广泛的应用 前景,是当前研究的热点之一。
植物提取法
利用植物中的某些活性成分,通 过提取和纯化制备出具有特定功 能的纳米颗粒。
酶催化法
利用酶的催化作用,将底物转化 为纳米颗粒,该方法具有高选择 性、高效率和环保等优点。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
设备成本高,产量较低。
机械研磨法
优点
设备简单,成本低,可制备多种材料 。
缺点
粒径较大,分布不均匀,易引入杂质 。

纳米粒子常见制备方法及形貌观察

纳米粒子常见制备方法及形貌观察

2020/5/8
15
(3)溶剂热法常用溶剂
• 溶剂热反应中常用的溶剂有:乙二胺、甲醇、乙 醇、二乙胺、三乙胺、吡啶、苯、甲苯、二甲 苯、1. 2 - 二甲氧基乙烷、苯酚、氨水、四氯化 碳、甲酸等.
• 在溶剂热反应过程中溶剂作为一种化学组分参 与反应,既是溶剂,又是矿化的促进剂,同时还是 压力的传递媒介.
• (b) high-magnification SEM images of conical tubes of Sb2S3, revealing their twisted surface with stepped relief.
• X. Cao et al. Journal of Crystal Growth 286 (2019) 96–101
2020/5/8
13
(1)溶剂热法的特点
• 反应条件非常温和,可以稳定压稳物相、制备新物 质、发展新的制备路线等;
• 过程相对简单而且易于控制,并且在密闭体系中可 以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的 前驱体;
• 另外,物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制,
而且,产物的分散性较好。在溶剂热条件下,溶剂的
• ④ 热处理环境及催化剂 等因素的影响
• ⑤ 干燥控制化学添加剂 的影响
• ⑥ 采用现代加热方式以 获得无开裂块状玻璃
• ⑦ 采用不同的溶剂或者 混合溶剂以消除开裂
2020/5/8
10
2020/5/8
11
设备
2020/5/8
12
1.1.5 溶剂热合成法
用有机溶剂(如:苯、醚)代替水作介质,采用 类似水热合成的原理制备纳米微粉。非水溶剂代替水, 不仅扩大了水热技术的应用范围,而且能够实现通常 条件下无法实现的反应,包括制备具有亚稳态结构的 材料。

5nm金纳米粒子的制备

5nm金纳米粒子的制备

5nm金纳米粒子的制备化学还原法化学还原法是一种常用的合成5nm金纳米粒子的方法,它涉及到使用还原剂(如柠檬酸钠或硼氢化钠)在金盐(如氯金酸)存在下还原金离子。

通过调节还原剂和金盐的浓度以及反应温度,可以控制纳米粒子的尺寸和形状。

种子介导法种子介导法是另一种制备5nm金纳米粒子的方法,它涉及到在预先存在的种子晶体的表面上生长额外的金原子。

种子晶体通常是小且单分散的金纳米粒子,通过化学还原或热分解法制备。

通过控制生长溶液中的金盐、还原剂和辅助剂的浓度,可以控制金纳米粒子的尺寸和形状。

电化学法电化学法涉及到在电极表面电化学还原金离子来制备5nm金纳米粒子。

可以通过调节电极电位、电解液组成和反应时间来控制纳米粒子的尺寸和形状。

激光消融法激光消融法是一种使用激光脉冲轰击金靶材在水中制备5nm金纳米粒子的方法。

激光脉冲的能量导致金靶材的蒸发和等离子体的形成,等离子体随后冷凝形成金纳米粒子。

通过调节激光脉冲的能量、频率和靶材的特性,可以控制纳米粒子的尺寸和形状。

其他方法除了上述主要方法外,还有其他方法可以制备5nm金纳米粒子,例如:生物合成法:利用生物体(如细菌、真菌或植物)来还原金离子并形成金纳米粒子。

微波合成法:利用微波辐射来快速加热反应混合物,促进金纳米粒子的形成。

超声波合成法:利用超声波振动来促进金纳米粒子的形成。

表征制备的金纳米粒子可以通过各种技术进行表征,包括:紫外-可见光谱:确定纳米粒子的光学性质。

透射电子显微镜 (TEM):观察纳米粒子的尺寸、形状和分布。

X 射线衍射 (XRD):确定纳米粒子的晶体结构。

动态光散射 (DLS):测量纳米粒子的粒径和多分散性。

通过对上述表征数据的分析,可以确定金纳米粒子的物理化学性质,并评估其在特定应用中的适用性。

纳米粒子合成及制备方法详解

纳米粒子合成及制备方法详解

纳米粒子合成及制备方法详解引言:纳米科学与技术作为近年来迅速发展的一门跨学科前沿科技,已经在能源、信息、材料等诸多领域展示出巨大潜力和广阔前景。

纳米粒子作为纳米科学的基本研究对象和应用载体,在纳米技术的发展中发挥着重要的作用。

本文将详细介绍纳米粒子的合成及制备方法,希望能对相关领域的研究者和科技工作者有所帮助。

一、纳米粒子的概念和应用纳米粒子是指其尺寸在纳米尺度范围内的微观颗粒,一般指的是直径小于100纳米的粒子。

由于纳米颗粒具有较大的比表面积和特殊的物理、化学性质,因此在材料科学、生物医学、环境科学等领域具有广泛的应用潜力。

例如,纳米金属颗粒可用于催化、传感、光学等领域;纳米二氧化硅颗粒可应用于材料增强剂、药物传递等领域。

因此,精确控制纳米粒子的合成具有重要意义。

二、纳米粒子的合成方法纳米粒子的合成方法包括物理法、化学法和生物法三种。

下面将详细介绍各种方法的原理和应用。

1. 物理法物理法合成纳米粒子主要包括溅射、热蒸发、气相法等。

其中,溅射法是通过高能束流轰击目标材料,使其产生离子、激发原子等,然后粒子重新沉积到基底上形成纳米粒子。

热蒸发则是将目标材料加热蒸发,蒸发产生的蒸汽凝结成纳米粒子。

气相法是通过控制气体中原子或分子的浓度等条件,使其发生聚集形成纳米粒子。

2. 化学法化学法合成纳米粒子常用的方法有溶胶-凝胶法、沉积法、还原法等。

溶胶-凝胶法是将溶胶中的金属离子或化合物在合适的条件下凝胶成固体,然后通过烧结或后处理得到纳米粒子。

沉积法是通过在基底上沉积材料薄膜后,利用溶剂或气体处理得到纳米粒子。

还原法是通过还原剂将金属离子还原为金属纳米粒子的方法。

3. 生物法生物法合成纳米粒子是利用生物体内的生物酶、微生物、植物等作为催化剂,通过调控生物体内的酶活性和环境条件,合成纳米粒子。

生物法合成纳米粒子具有绿色、环保的特点,并且操作简便、成本低廉。

三、纳米粒子的制备方法纳米粒子的制备方法主要包括溶剂法、凝胶法、气相法等。

无机纳米粒子的合成和性质

无机纳米粒子的合成和性质

无机纳米粒子的合成和性质随着科学技术的发展,纳米科技已经成为各个领域的研究热点,而无机纳米粒子在其中扮演着重要的角色。

无机纳米粒子的制备方法也具有多样性,比如物理法、化学法、生物法等。

一、物理法合成无机纳米粒子物理法合成无机纳米粒子主要包括化学气相沉积法、热蒸发法、电量子点法和溅射法等。

1. 化学气相沉积法该方法是利用化学反应的原理,在固态前驱体的表面附加或吸附反应物,在惰性气体氛围下传输它们,通过热化学反应将气态物质直接沉积在所需的衬底上,形成无机纳米粒子。

该方法具有快速、晶体质量好、部件迅速、可控性强等优点,且不会发生水化和溶解反应,但是也存在废气处理难度大等问题。

2. 热蒸发法热蒸发法主要是通过将固态物质加热,使其直接转化为气态物质后沉积在衬底上形成晶体的方法。

通常使用的是真空蒸发,通过热枪等工具使得原料在高温达到气态,然后在均匀加热的衬底上形成凝聚态固体,形成无机纳米粒子。

热蒸发法通常以真空状态下进行,可以形成较高的真空度,从而减小了物质中杂质的含量,使得所得产品的纯度更高。

3. 电量子点合成法电量子点合成法是将能够激发电子的物质通过不同的合成方式,制备出尺寸在1到10纳米的半导体电量子点,并在表面修饰上有机小分子来提高量子点的荧光强度。

该方法具有快速、可收缩性高等优点,同时也存在制备工艺复杂,未来可能会成为制备半导体量子点的主要方法。

4. 溅射法溅射法就是利用金属薄膜或半导体材料,在惰性气体氛围下通过射流或热源的激励,将被溅射的物质沉积在特定的衬底上,得到热化合物材料的制备方法。

该方法可以制备出周向一致性较强的无机纳米线状材料,但制备过程中需要支付较高的设备成本,加上使用过程中需要维护设备,故工程化难度比较大。

二、化学法合成无机纳米粒子化学法合成无机纳米粒子主要包括和[4]配体自组装法、凝胶法、逆向微乳液法、微乳液法和溶胶凝胶法等。

1. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种先通过水解和缩合处理得到成胶堆积物,再通过高温煅烧和热处理,获得所需要的晶体材料和纳米材料,且具有高纯度、晶体质量高、结构可逆、低热裂解温度等优点。

(完整版)纳米颗粒制备方法

(完整版)纳米颗粒制备方法

优 点: 制备的纳米粉纯度高、粒度分布 窄、结晶性好、表面清洁、粒度易于控 制、原则上适用于任何被蒸发的元素以 及化合物 。
• 蒸发法所得产品的粒径一般5~100nm, 但如果将物质在真空中连续的蒸发到流 动着的油面上,然后把含有纳米粒子的 油会受到储存器内,再经过真空蒸馏、 浓缩,可以在短时间内制得平均粒径为 3nm的Ag、Au、Cu、Pb等粒子。 这就是 流动油面蒸发凝聚法。
• 我们在这里无意对如何进行纳米粒子 制备方法的科学分类进行评价,而着重 针对纳米粒子生成机理与制备过程非常 粗略的将制备方法分成 :
• 物 理 方 法;
• 化学 方 法;
• 物 理 化 学 方 法。
二、制备纳米粒子的物理方法
• 机械粉碎法 • 蒸发凝聚法
机械粉碎法
• 纳米机械粉碎法是在传统的机械粉碎 技术技术中发展起来的,以粉碎与研磨 为主体来实现粉末的纳米化,可以制备 纳米纯金属粉和合金粉 。
纳米粒子采用的方法是蒸发法。如20 世纪30年
代日本为了军事需要而开展了“沉烟试验”,
用蒸发冷凝法制成了世界上第一批超微铅粉;
• 1963年,Uyeda用气体蒸发冷凝法制得金 属纳米微粒,对其形貌和晶体结构进行 了电镜和电子衍射研究。1984年,德国 的H. Gleiter等人将气体蒸发冷凝获得的 纳米铁粒子[1],在真空下原位压制成纳 米固体材料,使纳米材料研究成为材料 科学中的热点。
化学制备方法
• 1 化学沉淀法 • 2 化学还原法 • 3 溶胶凝胶法 • 4 水热法 • 5 溶剂热合成法 • 6 热分解法 • 7 微乳液法 • 8 高温燃烧合成法 • 9 模板合成法 • 10 电解法
化学沉淀法
• 在溶液状态下将不同成分的物质 混合,在混合溶液中加入适当的沉 淀剂制备纳米粒子的前驱体沉淀物, 再将此沉淀物进行干燥或煅烧,从 而制得相应的纳米粒子。

合成纳米粒子的方法

合成纳米粒子的方法

合成纳米粒子的方法嘿,咱今儿个就来唠唠合成纳米粒子的方法!这纳米粒子啊,就像是微观世界里的小精灵,要想把它们召唤出来,那可得有点窍门。

你想啊,合成纳米粒子就好比是一场奇妙的魔法表演。

首先呢,有一种方法叫物理法,就好像是用魔法棒轻轻一挥,通过各种物理手段,比如粉碎啊、蒸发凝聚啥的,让材料变成纳米级的小颗粒。

这就像是把一个大西瓜切成无数个小小的西瓜丁,只不过这个过程更加精细和神奇罢了。

还有化学法呢,这就像是一场奇妙的化学反应大冒险!通过化学反应,让原子啊分子啊重新组合排列,形成那小小的纳米粒子。

就好比搭积木,用不同的小块搭出各种奇妙的造型,只不过这里的“积木”是原子和分子哦。

溶胶-凝胶法也很有意思,就像是在微观世界里做蛋糕一样。

先把各种原料搅拌均匀,形成一种溶胶,然后经过一系列神奇的变化,就变成了凝胶,最后再经过处理,纳米粒子就出来啦!是不是很神奇?水热法呢,就像是给纳米粒子们准备了一个特殊的“温泉浴场”。

在高温高压的环境下,让它们在里面舒舒服服地成长发育,变成我们想要的样子。

哎呀,这些方法可真是各有各的妙处啊!每一种都像是打开微观世界大门的一把钥匙。

你能想象吗?在我们看不到的地方,这些小小的纳米粒子正在通过这些奇妙的方法诞生呢!它们以后可能会出现在各种高科技产品里,为我们的生活带来翻天覆地的变化。

那咱为啥要研究合成纳米粒子的方法呢?这还用问吗?就好比我们有了好的工具,才能做出精美的作品呀!纳米粒子有着各种各样神奇的性质,比如超强的导电性、良好的光学性能等等。

有了合适的合成方法,我们就能更好地利用这些性质,让它们为我们服务呀!你看现在的电子设备,越来越小,越来越先进,这里面肯定少不了纳米粒子的功劳。

还有医学领域,说不定以后就能用纳米粒子精准地治疗各种疾病呢!想想都觉得很厉害吧?所以说啊,合成纳米粒子的方法可不是随随便便的事儿,那可是科学家们努力钻研的成果啊!咱可得好好珍惜这些知识,说不定哪天你也能在这个领域大展身手呢!怎么样,对合成纳米粒子的方法是不是有了更深的了解啦?。

fe3o4纳米颗粒合成

fe3o4纳米颗粒合成

一、引言纳米颗粒是指直径小于100纳米的微粒子,具有较大的比表面积和量子尺寸效应等特性,广泛应用于医学、材料科学、能源、环境保护等领域。

其中,Fe3O4纳米颗粒具有磁性、生物相容性和化学稳定性等优良特性,因此被广泛应用于生物医学领域中。

二、研究现状Fe3O4纳米颗粒的合成方法主要包括化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、氢热还原法等。

其中,化学共沉淀法是一种常用的合成方法,但其制备过程中需要使用大量的化学试剂,且存在产物结晶不完全、粒径分布不均匀等问题。

因此,近年来研究人员开始关注使用可再生和环境友好的方法制备Fe3O4纳米颗粒。

三、可再生合成方法目前,可再生合成方法主要包括植物提取物辅助合成法、微生物辅助合成法等。

其中,植物提取物辅助合成法具有操作简单、环境友好等优点。

研究人员发现,某些植物提取物中含有的多酚、蛋白质等有机分子可以作为还原剂和稳定剂,用于Fe3O4纳米颗粒的合成。

四、植物提取物辅助合成法1. 实验步骤(1)制备植物提取物:将干燥的植物材料粉碎并加入无水乙醇中浸泡过夜,随后离心收集液体部分即可得到植物提取物。

(2)制备Fe3O4纳米颗粒:将适量的FeCl3和FeCl2混合溶液滴加到植物提取物中,并进行超声处理。

随着反应时间的增加,产物会逐渐由棕色转变为黑色。

(3)分离和洗涤:通过磁性分离器将Fe3O4纳米颗粒分离出来,并使用无水乙醇将其洗涤干净。

(4)表征:使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等方法对合成的Fe3O4纳米颗粒进行表征并确定其粒径和形貌等性质。

2. 实验结果通过实验,研究人员成功合成了具有较好分散性和稳定性的Fe3O4纳米颗粒。

经过表征发现,其平均粒径为20纳米左右,呈球形或椭圆形,并且具有良好的磁性。

五、结论通过植物提取物辅助合成法,可以制备出具有良好分散性和稳定性的Fe3O4纳米颗粒。

该方法具有操作简单、环境友好等优点,并有望应用于生物医学等领域中。

但是,目前该方法仍面临一些问题,如产物粒径分布不均匀、反应时间长等,需要进一步改进和优化。

多巴胺纳米颗粒的制备-概述说明以及解释

多巴胺纳米颗粒的制备-概述说明以及解释

多巴胺纳米颗粒的制备-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以描述多巴胺纳米颗粒的背景和意义。

可以按照以下方式编写文章概述部分的内容:多巴胺纳米颗粒是一种具有重要应用潜力的纳米材料,它由多巴胺单体组成的微小颗粒组成。

多巴胺是一种天然存在于生物体内的有机物质,具有很强的黏附性和还原性。

多巴胺纳米颗粒制备技术的发展为纳米材料的制备提供了新的途径,其具有很大的应用前景。

多巴胺纳米颗粒在生物医学领域具有广泛的应用,如药物传递、生物成像、组织工程和生物传感等方面。

此外,多巴胺纳米颗粒还可作为催化剂、纳米电极和涂装材料等领域的功能性材料。

本文旨在探讨多巴胺纳米颗粒的制备方法、表征技术以及其在不同领域中的应用前景。

首先,我们将介绍多巴胺纳米颗粒的定义和应用,以及其在生物医学领域的潜在应用。

接着,我们将详细讨论多巴胺纳米颗粒的制备方法,包括自组装法、模板法和化学合成法等。

然后,我们将重点介绍多巴胺纳米颗粒的表征技术和性质分析方法。

最后,我们将展望多巴胺纳米颗粒在未来的发展方向和应用前景。

在本文的研究中,多巴胺纳米颗粒的制备方法和应用前景将受到广泛的关注。

通过深入探讨多巴胺纳米颗粒的制备和应用,我们可以为纳米材料的研究和应用提供新的思路和方法,同时也为生物医学领域的发展做出贡献。

因此,研究多巴胺纳米颗粒具有重要的科学意义和应用价值。

以上是对概述部分的一个参考内容,你可以根据需要进行修改和补充。

1.2 文章结构本文的主要内容包括引言、正文和结论三个部分。

引言部分首先对多巴胺纳米颗粒进行概述,介绍了其定义和应用。

然后,给出了本文的文章结构,包括正文的各个章节和结论部分。

正文部分主要包括多巴胺纳米颗粒的定义和应用、制备方法、表征和性质以及应用前景四个章节。

其中,2.1节详细介绍了多巴胺纳米颗粒的定义和其在各个领域中的应用情况。

2.2节阐述了多巴胺纳米颗粒的制备方法,包括溶液化学合成法、生物合成法、绿色合成法等。

fe_3o_4纳米粒子的合成与表征

fe_3o_4纳米粒子的合成与表征

fe_3o_4纳米粒子的合成与表征Fe3O4纳米粒子是一种具有良好磁性性能的纳米材料,其制备方法和表征研究在纳米材料领域具有重要意义。

下面将从合成方法和表征方法两个方面来介绍Fe3O4纳米粒子的制备和表征。

一、合成方法1.化学共沉淀法化学共沉淀法是制备Fe3O4纳米粒子的常用方法之一。

该方法的原理是将Fe2+和Fe3+离子的混合溶液加入碱性溶液中,在控制好反应条件的情况下进行共沉淀。

该方法具有简便、快速、低成本等优点。

具体的制备过程可以分为以下几个步骤:(1)准备溶液:按照一定的比例将Fe2+和Fe3+溶解在去离子水中制备混合溶液;(2)沉淀:缓慢加入碱性溶液(如氨水)到混合溶液中,混合溶液中的Fe2+和Fe3+会与碱性溶液中的OH-结合,形成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀;(3)还原:通过加热或添加还原剂(如NaBH4)等方法来将Fe(OH)2和Fe(OH)3还原成Fe3O4纳米粒子;(4)洗涤:用去离子水将沉淀洗涤干净,避免杂质的存在。

2.热分解法热分解法是制备Fe3O4纳米粒子的另一种方法,其原理是通过对一定实验条件下的化学反应进行控制,来控制物质的热分解过程,从而制备出具有一定形貌和分布的纳米颗粒。

该方法具有高得率、纳米颗粒形貌可控等优点。

具体的制备过程可以分为以下几个步骤:(1)准备前驱体:使用一定的有机溶剂将Fe3+离子的前驱体溶解;(2)加热反应:在高温条件下,通过控制反应时间和反应条件等参数,使前驱体分解为Fe3O4纳米粒子;(3)洗涤:用去离子水将制备的Fe3O4纳米粒子进行洗涤干净,避免杂质的存在。

二、表征方法1.X射线粉末衍射仪(XRD)X射线粉末衍射仪是一种常用的物质结构表征方法。

对于Fe3O4纳米粒子来说,XRD可以在非破坏性的情况下,通过测量其晶体间距和衍射峰的位置,来确定其晶体结构和晶格参数。

该方法具有精度高、准确性好等优点。

2.透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜是一种可以直接观察材料纳米结构的方法,对于Fe3O4纳米粒子来说,通过TEM可以观察到其粒径和形态等特征。

纳米粒子制备方法

纳米粒子制备方法

一、纳米粒子的物理制备方法1.1 机械粉碎法机械粉碎就是在粉碎力的作用下,固体料块或粒子发生变形进而破裂,产生更微细的颗粒。

物料的基本粉碎方式是压碎、剪碎、冲击粉碎和磨碎。

一般的粉碎作用力都是这几种力的组合,如球磨机和振动磨是磨碎与冲击粉碎的组合;气流磨是冲击、磨碎与剪碎的组合,等等。

理论上,固体粉碎的最小粒径可达0.01~0.05 μ m。

然而,用目前的机械粉碎设备与工艺很难达到这一理想值。

粉碎极限取决于物料种类、机械应力施加方式、粉碎方法、粉碎工艺条件、粉碎环境等因素。

比较典型的纳米粉碎技术有:球磨、振动磨、搅拌磨、气流磨和胶体磨等。

其中,气流磨是利用高速气流(300~500m/s)或热蒸气(300~450℃)的能量使粒子相互产生冲击、碰撞、摩擦而被较快粉碎。

气流磨技术发展较快,20世纪80年代德国Alpine公司开发的流化床逆向气流磨可粉碎较高硬度的物料粒子,产品粒度达到了1~5μm。

降低入磨物粒度后,可得平均粒度1μm的产品,也就是说,产品的粒径下限可达到0.1μm以下。

除了产品粒度微细以外,气流粉碎的产品还具有粒度分布窄、粒子表面光滑、形状规则、纯度高、活性大、分散性好等优点。

因此,气流磨引起了人们的普遍重视,其在陶瓷、磁性材料、医药、化工颜料等领域有广阔的应用前景。

1.2 蒸发凝聚法蒸发凝聚法是将纳米粒子的原料加热、蒸发,使之成为原子或分子;再使许多原子或分子凝聚,生成极微细的纳米粒子。

利用这种方法得到的粒子一般在5~100nm之间。

蒸发法制备纳米粒子大体上可分为:金属烟粒子结晶法、真空蒸发法、气体蒸发法等几类。

而按原料加热技术手段不同,又可分为电极蒸发、高频感应蒸发、电子束蒸发、等离子体蒸发、激光束蒸发等几类。

1.3 离子溅射法用两块金属板分别作为阴极和阳极,阴极为蒸发用材料,在两电极间充入Ar(40~250Pa),两极间施加的电压范围为0.3~1.5kV。

由于两极间的辉光放电使Ar粒子形成,在电场作用下Ar离子冲击阳极靶材表面,使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子,并在附着面上沉积下来。

纳米粒子的制备方法综述

纳米粒子的制备方法综述

纳⽶粒⼦的制备⽅法综述纳⽶粒⼦的制备⽅法综述摘要:纳⽶材料是近期发展起来的⼀种多功能材料。

在纳⽶材料的当前研究中,其制备⽅法占有极其重要的地位,新的制备⼯艺过程的研究与控制对纳⽶材料的微观结构和性能具有重要的影响。

本⽂主要概述了纳⽶材料传统的及最新的制备⽅法。

纳⽶材料制备的关键是如何控制颗粒的⼤⼩和获得较窄且均匀的粒度分布。

[1]Abstract :Nanometer material is a kind of multi-functional material which was developed in recend . In the current study of it , its produce-methods occupy the important occupation . New methods’ reseach and control have an important influence on Nanometer materials’microstructure and property .This title mainly introduces nanometer materials’traditional and new method of producing . The key of the nanometer material s’ producing Is how to control the grain size and get the narrow and uniform size distribution .关键词:纳⽶材料制备⽅法Key words :Nanometer material produce-methods正⽂:纳⽶材料的制备⽅法主要包括物理法,化学法和物理化学法等三⼤类。

下⾯分别从三个⽅⾯介绍纳⽶材料的制备⽅法。

物理制备⽅法早期的物理制备⽅法是将较粗的物质粉碎,其最常见的物理制备⽅法有以下三种:1.真空冷凝法⽤真空蒸发、加热、⾼频感应等⽅法使原料⽓化或形成等离⼦体,然后骤冷。

纳米颗粒制备方法

纳米颗粒制备方法

纳米颗粒的化学制备方法纳米颗粒的各种化学制备方法及例举本文通过查阅图书馆中文数据库(CNKI)和外文数据库(Elsevier)相关资料,对纳米粒子的化学制备方法,如:沉淀法、溶胶-凝胶法、溶液蒸发法、化学气相沉积法和模板合成法等分别进行了举例说明,并对其各种化学制备方法的基本原理、化学反应及制备过程进行了简要的描述。

一.沉淀法1、共沉淀法Fe3O4磁性纳米粒子的共沉淀法制备研究陈亭汝青岛大学化学化工与环境学院孙瑾烟台南山学院以液相共沉淀法制备纳米磁性Fe3O4粒子的工艺,研究了反应搅拌速度、n(Fe3+ ) /n(Fe2+)的比例、pH值和熟化温度对制备纳米Fe3O4粒子的影响,并利用透射电镜表征观察Fe3O4纳米粒子的形貌。

研究结果表明,在搅拌速度较快的情况下制备纳米级Fe3O4颗粒的最佳合成工艺条件为:n(Fe3+)/n(Fe2+)为1﹒8:1(摩尔比),熟化温度70 ℃,熟化时间30 m in以氨水作沉淀剂最佳pH值是9左右,可制得纯度较高,粒径小于10nmFe3O4磁性粒子。

(1)制备原理搅拌速度的影响纳米颗粒可以自动的进行团聚降低本身的能量,适当的搅拌速度可以破坏团聚体中小微粒之间的库仑力和范德华力,有利于纳米微粒在混合溶液中保持稳定和分散均匀。

由于搅拌速度的加快有利于反应物之间的充分接触,能避免搅拌不均而产生的局部浓度过高,使晶核生成和长大都均匀地进行,从而粒径小且分布均匀。

因此较高的搅拌速度有利于合成较小粒径的纳米粒子。

(2)试剂及反应方程式试剂:FeCl3*6H20, FeCl2*4H20, NH3*H20, NaOH,柠檬酸、尿素均为分析纯。

反应方程式采用液相共沉淀法制备纳米Fe3O4 的反应原理如下:Fe2+ + 2Fe3+ + 8OH-- =Fe3O4 +4H2O(3)制备工艺过程如下图2、均匀沉淀法均匀沉淀法合成纳米氧化铁欧延,邱晓滨,许宗祥,林敬东,廖代伟厦门大学物理化学研究所,化学系,固体表面物理化学国家重点实验室以尿素为均匀沉淀剂、氯化铁为原料,采用均匀沉淀法在不同的条件下合成具有实用价值的a型纳米氧化铁.用XRD和TEM测定产品的形貌并确定产品的纳米尺度.实验表明,所合成的Fe2O3为α型,粒径在20~40 nm范围,且分散性好.(1)制备原理采用均匀沉淀法,利用尿素高温发生水解反应(1)(如下),缓慢生成构晶离子,随着反应的缓慢进行,溶液的pH值逐渐上升.Fe3+和OH一反应,并在溶液的不同区域中均匀地形成铁黄粒子,尿素的分解速率直接影响了形成铁黄粒子的粒度,而尿素的分解速率又由反应温度所决定.温度很低时,离子具有的能量较低,晶粒生成速度很小,虽然有利于形成稳定的晶粒,但反应速度太慢,使得粒径大且分布不均匀.反应温度升高则反应速度加快,晶粒形成的速度也加快,但温度过高,一方面溶液的过饱和度下降,同时不利于形成稳定的晶粒,晶粒生成速度反而下降.(2)反应方程式(3)合成过程二.溶液蒸发法1.冷冻干燥法冷冻干燥法制备氧化铜纳米粉体的实验研究刘军东北大学机械工程与自动化学院徐成海沈阳大学师范学院利用冷冻干燥法,以无机化合物硫酸铜和氢氧化钠为原料,选取铜氨络合物为前驱体,制备出了粒径为20~50nm的氧化铜粉和带有均匀~10nm孔隙的多孔颗粒材料,并进行了TEM 和SEM检测。

纳米技术中的纳米粒子合成与表征

纳米技术中的纳米粒子合成与表征

纳米技术中的纳米粒子合成与表征纳米技术是一项在最小尺度上进行工程、设计和制造的技术,其大大改变了科学界和工业领域的面貌。

在纳米技术中,纳米粒子是最常见的材料之一,它们具有独特的物理和化学特性,在药物输送、催化、电子器件等领域具有广泛的应用。

因此,纳米粒子的合成和表征是纳米技术研究的重要组成部分。

纳米粒子合成方法纳米粒子合成的方法有很多种,包括物理法、化学法、生物法、以及自组装等方法。

其中,物理法是最早进行纳米粒子制备的方法,它主要包括溅射、蒸发凝固、球磨等方法。

溅射法是一种利用高能离子撞击靶材制备纳米粒子的方法。

蒸发凝固法则是通过蒸发金属材料得到纳米粒子。

球磨法则是将固体材料和球形磨料放在容器中,在高速旋转容器中摩擦,得到纳米粉末。

虽然物理法纳米粒子合成简单,纯度高,但是其产量较低,成本较高。

化学法是目前纳米粒子制备中最常用的方法之一。

化学法包括溶胶凝胶法、热分解法、水热法、共沉淀法等。

其中,溶胶凝胶法是通过溶胶凝胶体系中的凝胶相来从溶胶中制备纳米粒子。

热分解法则是利用发生热分解反应的化合物合成纳米粒子。

水热法是将金属或金属离子溶液和氧化剂溶液放置在高温高压反应釜中反应得到纳米颗粒。

共沉淀法是将金属离子和沉淀剂混合形成沉淀,通过热处理得到纳米颗粒。

化学法所制备的纳米粒子形状规则、粒径分布窄,但是其控制精度有限,产率较低。

生物法是利用生物体系或生物分子来制备纳米粒子。

这种制备方法一般是比较环保的,另外由于生物体系是天然的、有机的,因此生产出来的纳米粒子尺寸更小,更容易在后续的处理过程中应用到药物输送等领域。

生物法的制备方法包括微生物法、酶法和植物提取法。

自组装是一种能够自发形成有序结构的方法。

它是利用物理和化学互作用形成纳米结构,如脂质纳米粒子、聚合物纳米粒子等。

这种方法制备的纳米粒子尺寸均匀,但是具体的结构和形态却无法完全控制。

纳米粒子表征方法纳米粒子的表征是评估纳米材料质量的重要手段,以了解其性质和应用的典型评估手段包括粒径、形态、表面电荷、表面化学反应活性、组成以及超分子组装行为等。

物理实验技术中纳米粒子合成与精确控制技巧

物理实验技术中纳米粒子合成与精确控制技巧

物理实验技术中纳米粒子合成与精确控制技巧在物理科研领域中,纳米技术的快速发展和广泛应用引起了人们的广泛关注。

纳米技术是利用纳米尺度(1纳米等于10^-9米)下物质的特殊性质和行为来开发新的应用和制造新的材料。

在纳米技术中,纳米粒子合成与精确控制是其中的关键环节。

本文将介绍一些常见的纳米粒子合成方法和精确控制技巧,并讨论其在物理实验技术中的应用。

一、纳米粒子合成方法1. 溶剂热法溶剂热法是一种常见的纳米粒子合成方法。

其原理是通过溶剂热反应,在高温下使金属盐或金属有机化合物在溶剂中溶解,并与还原剂反应生成纳米粒子。

这种方法可以合成具有可控形貌和尺寸的金属纳米粒子。

同时,通过调节反应条件和添加不同的表面活性剂,还可以实现纳米粒子的形貌控制和表面修饰。

2. 水相合成法水相合成法是一种较为简易、环境友好的纳米粒子合成方法。

其原理是将金属盐加入到水溶液中,通过调节溶液的化学反应条件,通过还原剂还原金属离子生成纳米粒子。

水相合成法可以制备各种金属和半导体纳米粒子,并且可以实现纳米粒子在水溶液中的稳定分散。

3. 气相合成法气相合成法是一种常用的纳米粒子合成方法。

其原理是将金属有机化合物或金属化合物蒸发在高温下,经由气相反应生成纳米粒子。

这种方法可以合成高纯度、高结晶度的纳米粒子,并且可以通过调节反应条件控制纳米粒子的尺寸和形貌。

二、纳米粒子的精确控制技巧1. 表面修饰表面修饰是精确控制纳米粒子性质的重要手段之一。

通过在纳米粒子表面引入功能性分子或聚合物,可以改变纳米粒子的表面性质和稳定性。

例如,可以在纳米粒子表面修饰亲水基团,使纳米粒子在水溶液中更加稳定分散。

同时,通过调节表面修饰分子的结构和含量,还可以实现纳米粒子的生物兼容性和靶向输送。

2. 外场调控外场调控是一种常用的纳米粒子精确控制技巧。

通过磁场、电场、温度等外场调控手段,可以实现对纳米粒子的定向组装和精确定位。

例如,可以通过磁场作用使具有磁性的纳米粒子自组装成有序结构,实现纳米粒子的纳米线、纳米带等特殊形貌的构筑。

纳米粒子合成方法

纳米粒子合成方法

纳米粒子合成方法纳米粒子是具有纳米级尺寸的微粒,具有较大的比表面积和特殊的物理、化学特性,因此在材料科学、医学、能源等领域具有广泛的应用前景。

合成纳米粒子是研究人员必须面对的关键问题之一,因为合适的合成方法不仅能够精确控制纳米粒子的形状、大小和组成,还能够影响其物理化学性质和应用效果。

本文将介绍几种常见的纳米粒子合成方法。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的纳米粒子合成方法,通过溶液中的化学反应使溶胶逐渐形成凝胶,然后通过干燥和煅烧等步骤制备纳米粒子。

这种方法可以通过控制溶胶溶液中的化学成分和条件来调控纳米粒子的形状和尺寸。

例如,通过溶胶-凝胶法可以合成金属纳米粒子、氧化物纳米粒子等。

2. 热分解法热分解法是一种利用热能将金属盐类或金属有机络合物转化为金属纳米颗粒的方法。

通常使用高温和惰性气氛来控制热分解反应。

这种方法可以实现对纳米粒子形貌和尺寸的精确控制。

例如,通过调节反应温度和时间,可以合成球形、棒状或片状的金属纳米粒子。

3. 水热法水热法是一种利用水热条件下的化学反应来制备纳米颗粒的方法。

该方法常用于合成金属氧化物纳米颗粒和碳基材料。

在高温高压的水热环境下,溶液中的化学物质会在一定的时间内发生反应,从而合成所需的纳米颗粒。

纳米颗粒的形貌和尺寸可以通过调节反应条件和反应时间来实现。

4. 水相/油相界面法水相/油相界面法是一种通过油相与水相的界面上发生的反应来制备纳米颗粒的方法。

通常使用表面活性剂作为界面剂来调控纳米颗粒的大小和形貌。

在水相/油相体系中,溶剂中的油相可溶解或包裹微量的金属形成一种包裹形态,然后在界面上通过还原反应形成纳米粒子。

这种方法可以合成具有特定形状和空腔的纳米颗粒。

5. 生物法生物法是利用生物体或其生物产物作为模板或催化剂来合成纳米材料的方法,它具有绿色环保的优势。

例如,使用细菌、病毒和酵母等生物体可以直接将金属离子还原为相应的金属纳米颗粒。

此外,还可以利用生物产物中的特殊结构和功能,如基因工程、合成生物学等技术来合成具有特殊形貌和特性的纳米颗粒。

纳米颗粒制备方法

纳米颗粒制备方法

反 向 共 沉 淀 法
影响沉淀纯度的因素
①表面吸附
原因:由于沉淀表面离子电荷的作用力未达到平衡,吸引 溶液中带相反电荷的离子,使沉淀微粒带有电荷,形成吸 附层。带电荷的微粒又吸引溶液中带相反电荷的离子,形 成扩散层,构成电中性的分子。 措施:物理吸附,洗涤沉淀
② 吸留和包藏
A 吸留是被吸附的杂质机械地嵌入沉淀中。 B 包藏常指母液机械地包藏在沉淀中。 原因:由于沉淀剂加入太快,使沉淀急速生长,沉淀表面 吸附的杂质来不及离开就被随后生成的沉淀所覆盖,使杂 质离子或母液被吸留或包藏在沉淀内部。 措施:陈化


陈化(aging):指沉淀后让沉淀与母液共同放置一段时间
后,再过滤分离。
作用:使沉淀颗粒变得较为完整、均一。 原因:
a.沉淀中不完整部分的离子受到沉淀内部离子的吸引 力较小,易于在溶剂分子的作用下进入溶液,而在溶液中 的构晶离子又会不断地沉积在沉淀表面。(溶解、吸附平 衡) b.在同样的条件下,小颗粒的溶解度比大颗粒的 大。在同一溶液中,对大颗粒为饱和溶液时,对小颗粒 则为不饱和,小颗粒就要溶解。溶解下来的构晶离子又会 在大颗粒上较有规则地沉积,沉积到一定程度后,溶液对 大颗粒为饱和溶液时,对小颗粒又为不饱和,继续会溶解。 如此反复,使小颗粒逐渐消失,大颗粒不断长大。 c.有些沉淀陈化时还能发生晶型的转变,使亚稳态沉 淀转变为稳定态沉淀。
BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O
BaTiO(C2O4)2· 2O +6HCl 4H
BaCO3(结晶)+TiO2(结晶)
450-750℃
BaTiO3
(ii)混合物共沉淀: 沉淀产物为混合物时,如全稳定立方氧化 锆:
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

水热法 (溶剂热法 )
• 将前驱体与特定的成模剂(酸、碱或是胺)在合适的 溶剂中按比例混合均匀,然后将混合物放入密封的容器 中,在高温下反应一段时间。溶剂热法的优点是绝大多 数的固体都能找到合适的溶剂。成模剂的选择能有效地 改变产物的外形。 • 但是这种方法的缺点也很明显,它的产率低,产物的 尺寸分布很广,与CVD方法相似。
ZnO纳米线
P.D.Yang Science 2001, 292, 1897.
模板生长
设想存在一个纳米尺寸的笼子(纳米尺寸的反应器),让原 子的成核和生长在该“纳米反应器”中进行。在反应充分 进行后,“纳米反应器”的大小和形状就决定了作为产物 的纳米材料的尺寸和形状。无数多个“纳米反应器”的集 合就是模板合成技术中的“模板”。 模板法使得纳米材料的生长可以按照人们的意愿来进行, 产物基本涵盖了目前可制备的一维纳米材料。一些辅助手 段保证了产物的结构完整性和形貌可控性,并且很容易获 得良好的纳米阵列。
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
化学合成方法
化学法主要是“自下而上”的方法,即是通过适当 的化学反应(化学反应中物质之间的原子必然进行组排, 这种过程决定物质的存在状态),包括液相、气相和固 相反应,从分子、原子出发制备纳米颗粒物质。化学法 包括气相反应法和液相反应法。 气相反应法可分为:气相分解法、气相合成法及气 -固反应法等 液相反应法可分为:沉淀法、溶剂热法、溶胶-凝 胶法、反相胶束法等
SiH4(g) Si(s)+2H2(g)
3[Si(NH)2] Si3N4(s)+2NH3(g) (CH3)4Si SiC(s)+6H2(g) 2Si(OH)4 2SiO2(s)+4H2O(g)
化学方法-气相合成法
通常是利用两种以上物质之间的气相化学反应,在高 温下合成为相应的化合物,再经过快速冷凝,从而制 备各类物质的纳米粒子。一般的反应形式为: A(气)+ B(气) → C(固)+ D(气)↑
利用气相生长来制备一维纳米材料,一般需要将 前驱体加热到一定温度。常见的处理包括直接加 热金属表面和化学气相沉积。
气相生长
Cu新鲜表面快速 升温到400 ~ 700℃
CuO纳米线
Y. N. Xia, Nano Lett. 2002, 2, 1333.
气相生长
CVD制备碳纳米管
H.J,Dai Science 1999, 283, 512
MnO2 Nanostructures Y. D. Li, Chem. Eur. J. 2003, 9, 300
利用表面活性剂合成纳米结构
聚乙烯醇体系
聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)选择性地 吸附在晶核的不同 晶面上,使得各向 生长同性遭到破坏, 晶核继续合并生长 得到的是纳米线, 而不是纳米颗粒。
Y. N. Xia, Chem. Mater. 2002, 14, 4736
3SiH4(g)+4NH3(g) Si3H4(s)+12H2(g) 激光诱 导气相 反应
3SiCl4(g)+4NH3(g) Si3N4(s)+12HCl(g)
2SiH4(g)+C2H4(g) 2SiC(s)+6H2(g) BCl3(g)+3/2NH3(g) B(s)+3HCl(g)
液相反应法——沉淀法
SEM image of samples obtained at 180°C after a reaction time of A)6h, B)9h, C)12h
Chem. Eur. J. 2005, 11, 160-163.
液相反应法——溶胶-凝胶法
基本原理是:将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶 胶或经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶 干燥、焙烧去除有机成分,最后得到无机材料。
模板的分类
软模板和硬模板
硬模板有多孔氧化铝、介孔沸石、蛋白、MCM- 41、纳米管、多孔Si模板、金属模板以及经过特殊处理 的多孔高分子薄膜等。 软模板则常常是由表面活性剂分子聚集而成的胶 团、反胶团、囊泡等。 二者的共性是都能提供一个有限大小的反应空间,区别在 于前者提供的是静态的孔道,物质只能从开口处进入孔道 内部,而后者提供的则是处于动态平衡的空腔,物质可以 透过腔壁扩散进出。
模板应该包含有一维方向上的重复结构,利用这 个重复结构可以实现一维纳米结构的可控生长。 带有台阶的基底; 准直孔道的多孔化合物; 一维纳米材料模板; 生物DNA长链分子
模板生长
带有台阶的基底为模板
J. R. Heath, Science 2003, 300, 112
模板生长
P. D. Yang, Nature, 2003, 422, 599
水热法合成Ag纳米粒子
5mL 0.02M AgNO3 和5mL 0.02M NaCl ,加入到30mL蒸馏水中,搅拌生成 AgCl胶体,然后0.04g,0.2mmol的葡萄糖溶在上述胶体溶液中,移入内衬 Teflon的50mL合成弹中,在加热炉中180°C下保持18小时,空气中冷却至 室温,蒸馏水和酒精冲洗银灰色沉淀,真空60 °C干燥2小时。
关键在于: 如何使组成材料的多种离子同时 沉淀???
• 高速搅拌 • 过量沉淀剂 • 调节pH值
液相反应法——沉淀法
在金属盐溶液中加入沉淀剂溶液时,即使沉淀剂的含量很 低,不断搅拌,沉淀剂浓度在局部溶液中也会变得很高。 均匀沉淀法是不外加沉淀剂,而是使沉淀剂在溶液内缓慢 地生成,消除了沉淀剂的局部不均匀性。 例如: 将尿素水溶液加热到70oC左右,就会发生如下水解反应: (NH2)2CO + 3H2O → 2NH4OH + CO2
该反应在内部生成了沉淀剂NH4OH。
液相反应法——水解沉淀法
反应的产物一般是氢氧化物或水合物。因为原料是水解反应 的对象是金属盐和水,所以如果能高度精制金属盐,就很容 易得到高纯度的纳米粒子。
常用的原料有:氯化物、硫酸盐、硝酸盐、氨盐等无机盐 以及金属醇盐。
无机盐水解法 通过配置无机盐的水合物,控制其水解条件,合成单分散性 的球、立方体等形状的纳米粒子。例如对钛盐溶液的水解可 以使其沉淀,合成球状的单分散形态的二氧化钛纳米粒子。 通过水解三价铁盐溶液,可以得α-Fe2O3纳米粒子。
沉淀法——共沉淀法
在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂后,所有离子完全 沉淀的方法称为共沉淀法。根据沉淀的类型可分为单相共 沉淀和混合共沉淀。
例如: 1. 在Ba,Ti的硝酸盐溶液中加入草酸沉淀剂后,形成了单相化合物 BaTiO(C2H4)2.4H2O沉淀。经高温分解,可制得BaTiO3的纳米粒子。 2. 将Y2O3用盐酸溶解得到YCl3,然后将ZrOCl2.8H2O和YCl3配成一定 浓度的混合溶液,在其中加入NH4OH后便有Zr(OH)4和Y(OH)3的沉淀 形成,经洗涤、脱水、煅烧可制得ZrO2(Y2O3)的纳米粒子。
液相反应法——水热法
水热过程是指在高温、高压下在水、水溶液或蒸气等 流体中所进行有关化学反应的总称。水热条件能加速 离子反应和促进水解反应。 • • • • • 水热氧化: mM + nH2O → MmOn + H2 水热沉淀: KF + MnCl2 → KMnF2 水热合成: FeTiO3 + KOH → K2O.nTiO2 水热还原: MexOy + yH2 → xMe + yH2O 水热分解: ZrSiO4 + NaOH → ZrO2 + Na2SiO3 • 水热结晶: Al(OH)3 → Al2O3.H2O
物理方法-粉碎法
一般的粉碎作用力 都是几种力的组合,如 球磨机和振动磨是磨碎 和冲击粉碎的组合;雷 蒙磨是压碎、剪碎和磨 碎的组合;气流磨是冲 击、磨碎与剪碎的组合, 等等。 几种典型的粉碎技术: 球磨、振动球磨、振动 磨、搅拌磨、胶体磨、 纳米气流粉碎气流磨
物理方法-粉碎法
物料被粉碎时常常会导致物质结构及表面物理化学 性质发生变化,主要表现在: 1、粒子结构变化,如表面结构自发的重组,形成非 晶态结构或重结晶。 2、粒子表面的物理化学性质变化,如电性、吸附、 分散与团聚等性质。 3、受反复应力使局部发生化学反应,导致物料中化 学组成发生变化。
模板生长
生物模板
metallized DNA networks of the nanowires.
J. Richter, Adv. Mater. 2000, 12, 507
液相生长
• 在液相中的生长意味着反应条件比较温和。大多数化 合物可以通过前驱体按照特定的反应来获得。与固相反 应相比,液相反应可以合成高熔点、多组分的化合物。 另外,液相浓度以及反应物比例是可以连续变化的,也 就是说产物的形貌更容易调控。 • 直接的液相反应的报道比较少,这是因为很难控制成 核反应与生长反应的速率。在反应的初始阶段,所形成 的颗粒基本是无定形的,生长方向基本是随机的,最终 产物以圆形为主。若要使最初形成的晶核按照一定的方 向生长,必须使之形成势能最优势面,或者是引入外力。
化学方法-气相分解法
又称单一化合物热分解法。一般是将待分解的化合物或经 前期预处理的中间化合物行加热、蒸发、分解,得到目标 物质的纳米粒子。一般的反应形式为: A(气) → B(固)+ C(气)↑ Fe(CO)5(g) Fe(s)&#应性好的有 机硅、金属氯化物或 其它化合物
化学气相沉积技术
化学气相沉积(CVD)方法目前被广泛的应用于纳米薄膜 材料的制备,主要用于制备半导体、氧化物、氮化物、碳 化物纳米薄膜。 ������ ������ ������ ������ ������ ������ ������ CVD法可分为常压CVD; 低压CVD; 热CVD; 等离子CVD; 间隙CVD; 激光CVD; 超声CVD等等。
模板生长
缺点: 首先,模板与产物的分离比较麻烦,很容易对纳米管/线 造成损伤; 其次,模板的结构一般只是在很小的范围内是有序的,很 难在大范围内改变,这就使纳米材料的尺寸不能随意地改 变; 第三,模板的使用造成了对反应条件的限制,为了迁就模 板的适用范围,将不可避免地对产物的应用造成影响。
相关文档
最新文档