纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟

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纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟

纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟

1. 前言自从1982年前苏联科学家采用爆轰法合成纳米金刚石以来,由于纳米超细金刚石(Ultra-fine Diamond,简称UFD)具有其他纳米固体粒子所不具备的高硬度﹑高的导热性﹑高的耐磨性﹑极佳的化学稳定性,所以纳米金刚石方面的研究一直是当前的研究热点。

目前对纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟,通过液相氧化法和气相氧化法的纯化处理可以得到纯度超过95%以上的超细金刚石粉[1-2]。

但在实际应用中并没有得到大量的应用,这主要是因为纳米金刚石具有很高的比表面能,处于一种热力学不稳定状态,在爆轰金刚石的合成和后处理的过程中都容易形成团聚体。

在制备悬浮液体系中,纳米金刚石的团聚也很严重,会发生明显的絮凝和沉降。

所以纳米金刚石的解团聚及其在不同介质中的分散是一个技术的瓶颈。

对于这一技术难题,国内外的很多研究人员做了大量的工作,得出了非常有益的经验。

本文将从纳米金刚石悬浮液的分散原理和制备方法两个方面进行综述。

2. 悬浮液的分散原理超细粉体在液相中的分散包括三个阶段:1颗粒在液相中的润湿过程;2团聚体在外力的作用下被打散,形成单个的小颗粒或很小的团聚体的过程;3单个颗粒或小团聚体的分散稳定,防止再次的团聚沉降。

悬浮液颗粒分散的两个基本原则[3]:1润湿原则就是颗粒必须被液体介质润湿,从而能很好的浸没在液体介质中。

选择分散介质的基本原则是粉体颗粒易于在非极性分散介质中分散,极性粉体颗粒易于在极性分散介质中分散,即所谓的极性相同原则。

Voznyakovskii A P等[4]认为介质的极性对纳米金刚石颗粒的悬浮的稳定性和介质中的粒度分布都有很大的影响,在不同的介质中,如果介质的极性越小,则悬浮液中的颗粒的分散性就越差。

同时,在介质的调整组时,向较小极性的介质中添加较大极性的物质,将有利于纳米金刚石在介质中的稳定分散2表面张力原则就是颗粒之间的总表面力必须是一个较大的正值,从而使颗粒之间的相互排斥力足够强从而防止颗粒相互接触而团聚沉降。

纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯性能的第一原理研究

纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯性能的第一原理研究

纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯性能的第一原理研究纳米金刚石、碳纳米管、石墨烯是当今材料科学领域备受关注的研究热点。

这些材料具有独特的结构和特性,广泛应用于电子器件、能源储存、催化剂等领域。

本文将以第一原理计算的方法探究纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的特殊性能。

首先,我们来介绍纳米金刚石。

纳米金刚石是由碳原子通过化学气相沉积等方法制备而成的一种材料。

它具有极高的硬度和优异的导热性能。

通过第一原理计算,我们可以得到纳米金刚石的电子结构和声子谱。

研究发现,纳米金刚石比传统金刚石更加稳定,表面能也更低,这使得它在催化剂和传感器等领域有着广阔的应用前景。

接下来,我们转向碳纳米管。

碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的一维结构材料。

它具有良好的导电性、导热性和力学性能。

在第一原理计算中,我们可以研究碳纳米管的带隙和能带结构,揭示其导电性质的来源。

碳纳米管的直径和卷曲方式对其电子结构和机械性质有着重要影响。

研究发现,碳纳米管可以用作场效应晶体管、纳米电子器件和传感器等多种应用。

最后,我们来讨论石墨烯。

石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体材料。

它具有出色的电子传导性、光学透明性和强度。

通过第一原理计算,我们可以研究石墨烯的结构、能带和振动谱。

研究发现,石墨烯具有线性色散关系的能带结构,这赋予了它独特的电子输运性质。

石墨烯可以用于柔性电子器件、储能器件和光电器件等多个领域。

纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的研究不仅局限于理论计算,也需要与实验相结合。

实验可以验证理论预测的性质,并探索这些材料的合成和应用。

此外,通过材料设计和工程的手段,还可以调控和优化纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的特性,进一步提高其性能和应用潜力。

总结来说,纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯具有独特的结构和特性,通过第一原理计算可以深入研究它们的性质。

这些材料在电子器件、能源储存和催化剂等领域有着广泛的应用潜力。

随着材料科学的不断进步,相信纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯的研究将会取得更多重要的突破和应用综上所述,纳米金刚石、碳纳米管和石墨烯是具有独特结构和特性的新兴材料。

纳米金刚石的工艺流程

纳米金刚石的工艺流程

纳米金刚石的工艺流程纳米金刚石的制造得从原料开始说起呀。

一般呢,会用到一些特殊的含碳原料,就像是石墨这种,它可是纳米金刚石诞生的“摇篮”。

石墨本身结构很规整,是碳原子层层排列的。

不过要把它变成纳米金刚石,那可得下一番功夫呢。

接着就是关键的制造方法啦。

其中一种比较常见的就是爆轰法。

这名字听起来就很有冲击力对吧?在爆轰法里,会把含有碳的物质和一些爆炸物混合起来,然后在一个相对封闭的空间里引发爆炸。

这爆炸就像是一场超级热烈的派对,原子们在里面疯狂地跳动、重新组合。

在这个过程中,高温高压的环境就形成了,这种极端的环境就像魔法一样,让碳原子们打破原来在石墨里的那种平静状态,重新排列组合成纳米金刚石的结构。

还有一种方法是化学气相沉积法。

想象一下,就像是给碳原子们建造了一个特殊的小房子,在这个房子里充满了含碳的气体。

然后通过一些特殊的手段,比如说加热或者加一些催化剂之类的东西,就像给房子里的原子们一些小提示,让它们慢慢地在基底上聚集起来,一点一点地长成纳米金刚石。

这个过程就比较温柔啦,不像爆轰法那么“火爆”。

在纳米金刚石制造出来之后呢,还得进行分离和提纯。

因为制造过程中可不会只有纳米金刚石一种东西呀,就像是煮了一锅大杂烩,里面有各种成分。

这时候就得想办法把纳米金刚石从这堆东西里挑出来。

可能会用到一些物理或者化学的方法,比如说利用它们不同的密度或者化学性质来进行分离。

把纳米金刚石提纯到足够的纯度,这样才能让它发挥出各种各样厉害的功能呢。

纳米金刚石的表面处理也是很重要的一个环节。

就好比给它穿上不同的“衣服”,如果想要它在某些特定的环境里发挥作用,就得对它的表面进行修饰。

比如说在生物医学领域,如果要用纳米金刚石和细胞打交道,那就要把它的表面处理得很友好,让细胞能够接受它,不会把它当成外来的“坏蛋”。

这可能就需要在表面接上一些生物相容性好的分子之类的东西。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展作者:乔文灿来源:《科技风》2019年第15期摘;要:爆轰法合成的纳米金刚石中含有大量的无定型碳、纳米石墨颗粒、金属、金属氧化物及其他外来元素。

纳米金刚石规模化生产时,需选择性的去除产品中的非金刚石碳及其他杂质。

本文概述了目前纳米金刚石的常用提纯技术,并对该技术的发展方向进行了探讨。

关键词:纳米金刚石;提纯;液相氧化;气相氧化1 概述由于具有良好的機械,电化学以及光学等性能,近年来纳米金刚石引起了材料行业研究者们的广泛兴趣。

[1]目前纳米金刚石已被广泛作为复合材料的添加剂,冷却液添加剂,[2]润滑油添加剂,[3]电镀液添加剂[4]等使用。

然而,诸如光学涂层,催化剂载体等应用潜力尚未被完全开发。

限制这些应用的主要原因是通过爆轰合成的金刚石含有较多的无定型碳,金属,金属氧化物等。

要想拓展纳米金刚石在这些领域的应用,发展纳米金刚石的提纯技术就变的十分重要。

经过爆轰合成生产出来的纳米金刚石粉末其晶体大小通常为5-10nm,[5]这些纳米金刚石晶体有聚集的趋势,其往往会形成数百纳米大小或更大的聚集体,这加大了纳米金刚石提纯的技术难度。

2 纳米金刚石化学提纯技术纳米金刚石的提纯过程通常指去除非金刚石碳和金属催化剂,也包含调整纳米金刚石粉末的平均尺寸或减少团聚。

[6]纳米金刚石提纯过程较为复杂,目前尚没有单一的提纯技术可以实现同时去除非金刚石碳及其他杂质。

工业上对纳米金刚石的提纯往往需要选用不同的化学药剂,采取不同的化学处理方法,并经历多个处理步骤才能实现。

纳米金刚石化学提纯技术主要分为液相提纯技术和气相提纯技术。

两者的基本原理都是利用了金刚石和非金刚石对氧化反应性的差异而进行的。

所需的处理时间、温度和浓度均取决于使用的反应物和所需的纯度标准。

本文结合作者多年的工作经验,在参考大量的文献报道的基础上,概述了目前液相提纯技术和气相提纯技术的研究进展,并对提纯过程的机理和所需条件进行了探讨。

金刚石纳米晶的制备和结构特性研究

金刚石纳米晶的制备和结构特性研究

金刚石纳米晶的制备和结构特性研究金刚石是一种稀有且高硬度的矿物,常见于地球深层岩石中。

然而,人们的工艺水平已经发展到能够合成具有金刚石结构的纳米晶。

这些纳米晶具有独特的结构特性,广泛应用于各种领域。

首先,让我们来了解一下金刚石的结构。

金刚石的结构是由碳原子通过共价键连接形成的。

每个碳原子周围都与四个其他碳原子形成四面体结构,并形成整齐的晶格。

这种结构使得金刚石具有极高的硬度和抗腐蚀性。

那么,如何制备金刚石纳米晶呢?目前,最常用的方法是通过化学气相沉积技术合成金刚石纳米晶。

这种技术基于物质在高温高压环境下的反应。

首先,将含有碳源的气体(如甲烷)与一定量的氢气混合并引入反应室中。

然后,通过加热和加压来促进反应的发生。

在合适的温度和压力条件下,碳源分解并形成金刚石晶种。

随后,晶种会在金刚石生长区域上继续沉积,形成金刚石纳米晶。

金刚石纳米晶具有独特的结构特性。

由于尺寸小于常规金刚石晶体,纳米晶内部存在较多的表面和界面缺陷。

这些缺陷会导致纳米晶的性质发生改变。

例如,金刚石纳米晶的硬度会相对较低,但仍然比大部分材料要高。

此外,纳米晶的热导率也有所降低。

这些特性为金刚石纳米晶在领域中的应用提供了广阔前景。

金刚石纳米晶广泛用于磨料、润滑和电子领域。

在磨料领域,金刚石纳米晶被广泛应用于研磨、抛光和切割工具中,由于其极高的硬度和耐磨性能,能够提高工具的使用寿命和磨削效率。

在润滑领域,金刚石纳米晶被用作润滑添加剂,其较大表面积和活性表面能够减少摩擦,并提供更好的润滑性能。

在电子领域,金刚石纳米晶被用于电子器件的制备。

由于其高热稳定性和导电性能,金刚石纳米晶能够提供更高的电子性能。

除了这些应用之外,金刚石纳米晶还具有许多其他的潜在应用。

例如,在生物医学领域,金刚石纳米晶可以被用作药物传递系统和生物传感器。

其较大的表面积,可以提供更高的药物负载量,并提高传递效率。

同时,金刚石纳米晶的生物相容性也为其在生物领域中的应用提供了条件。

金刚石产业发展趋势

金刚石产业发展趋势

金刚石产业发展趋势金刚石是一种重要的工业原材料,具有优异的物理、化学和热学性能,广泛应用于切削、磨削、磨料、研磨、抛光、光学、电子、半导体、传感器等领域。

随着科技的发展和工业的进步,金刚石产业也在不断提升和发展。

本文将会从金刚石产业的背景和挑战、发展趋势、产业链和未来展望等方面进行详细分析和讨论。

一、金刚石产业的背景和挑战金刚石产业作为一个重要的工业产业,具有广阔的市场前景和巨大的发展潜力。

随着全球经济的快速发展和科技的不断进步,对高效、精密、耐磨的工具和材料的需求也越来越大。

金刚石作为一种超硬材料,具有极高的硬度和优异的切削性能,逐渐成为工业制造中不可或缺的材料。

然而,金刚石产业也面临着一些挑战。

首先,金刚石的生产过程复杂且成本高昂。

金刚石是一种高温高压的矿产资源,开采和加工的成本相对较高。

此外,金刚石的制备和加工技术也要求高,需要进行精密的切割和加工,以满足各种工业领域的需求。

另外,金刚石产业还面临着市场竞争的压力,国内外企业纷纷投入到金刚石产业中,市场竞争日趋激烈。

二、金刚石产业的发展趋势(一)技术创新和产品升级随着科技进步和工业技术的发展,金刚石产业也在不断进行技术创新和产品升级。

首先,制备方法方面,传统的高温高压法制备金刚石的工艺已经相对成熟,但存在生产周期长、成本高的问题。

因此,近年来,一些新的制备方法如化学气相沉积、金刚石石墨化等逐渐发展起来。

这些新的制备方法可以加快金刚石的生产速度,降低制备成本。

同时,随着纳米技术的进步和应用,金刚石纳米颗粒的制备和应用也成为发展的一个重要方向。

其次,金刚石产品的升级和改进也是一个重要的发展方向。

金刚石的应用领域非常广泛,每个领域对金刚石的性能要求也不同。

因此,金刚石产业需要根据不同的应用需求,开发和生产各种类型的金刚石产品,以满足市场的需求。

例如,钻石刀具和砂轮等切削工具需要具有高硬度、耐磨等性能;晶体金刚石需要具有优良的光学和电子性能;金刚石薄膜和纳米颗粒则需要具有较高的热稳定性和机械强度等。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展纳米金刚石是一种由碳原子组成的纳米级颗粒,具有极高的硬度和热导性,被广泛应用于超硬材料、电子器件和生物医学领域。

纳米金刚石的制备过程涉及到对金刚石材料的提纯,以获得高质量的纳米金刚石颗粒。

近年来,关于纳米金刚石提纯技术的研究逐渐深入,取得了一些进展。

传统的金刚石提纯方法主要包括热处理、化学气相沉积和机械研磨等。

热处理方法是最常用的提纯技术,通过将原始金刚石样品加热至高温,从而去除其中的污染物和杂质。

热处理方法简单且成本较低,但其提纯效果不理想,常常会导致金刚石晶体的破损和变形。

化学气相沉积方法利用化学反应在金刚石表面沉积一层纯净的金刚石颗粒,从而实现提纯的目的。

该方法具有较高的提纯效果和较好的控制性能,但其设备复杂,对操作环境要求较高,因此成本较高。

机械研磨方法则通过机械力对金刚石样品进行磨削和抛光,去除其表面的杂质和污染物,是一种有效的金刚石提纯手段,但该方法对金刚石晶体的性能有一定的影响。

近年来,随着纳米材料研究的深入,一些新的纳米金刚石提纯技术被提出。

研究人员利用纳米尺度的催化剂、溶液中的超声波震荡和电化学方法,实现了纳米金刚石的高效提纯。

尤其是通过电化学方法可以实现对纳米金刚石颗粒的表面修饰,例如引入功能基团、改变表面电荷等,从而使其具有更好的可溶性和生物相容性。

一些新型的纳米金刚石提纯技术也正在发展中。

利用高能球磨法可以产生高质量的纳米金刚石颗粒,具有可控性强和纳米级尺寸分布狭窄的优点。

气相离子源和热化学气相沉积技术也可以用于提纯纳米金刚石材料。

这些新技术相对于传统的提纯方法来说,不仅能够提高纳米金刚石的提纯效果,还能够提供更多的制备条件选择,从而实现更好的纳米金刚石材料的制备效果。

纳米金刚石提纯技术的研究取得了一些进展。

新的提纯方法不仅提高了金刚石样品的纯度,还增加了其可控性和功能性。

目前的纳米金刚石提纯技术仍面临一些挑战,例如生产成本高、设备复杂等问题。

未来在纳米金刚石提纯技术方面的研究还需要进一步的努力和深入探索。

纳米金刚石的工艺流程

纳米金刚石的工艺流程

纳米金刚石的工艺流程英文版:Nano-Diamond Production Process1. Overview of Nano-DiamondNano-diamond is a carbon material at the nanometer scale, exhibiting exceptional physical and chemical properties. Due to its small size, large specific surface area, and high hardness, nano-diamond has a wide range of applications in materials science, biomedicine, environmental remediation, and other fields.2. Material PreparationThe synthesis of nano-diamond requires high-quality carbon sources and catalysts. Typically, highly pure graphite or methane is used as the carbon source, while metal catalysts such as iron, cobalt, and nickel promote the formation and growth of diamond crystal nuclei.3. Nano-Diamond SynthesisNano-diamond synthesis is typically achieved using high-pressurehigh-temperature (HPHT) or chemical vapor deposition (CVD) methods. In HPHT, the carbon source and catalyst react under high temperature and pressure to produce nano-diamond. In CVD, carbon-containing gas decomposes and deposits on the catalyst surface to form nano-diamond.4. CharacterizationAfter synthesis, the structure and properties of nano-diamond need to be characterized to confirm its quality and performance. Common characterization techniques include transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD).5. Post-Processing & PurificationTo remove impurities and improve purity, post-processing and purification steps are required. Common purification methods include acid washing, thermal treatment, and centrifugal separation.6. ApplicationsDue to its exceptional properties, nano-diamond has a wide range of applications in material enhancement, lubrication, biomedicine, environmental remediation, and other fields. It can be used as an additive to enhance the performance of composite materials, and also for the preparation of efficient lubricants and abrasives.7. Process OptimizationTo improve the efficiency and quality of nano-diamond synthesis, process optimization is necessary. This includes selecting appropriate carbon sources and catalysts, adjusting synthesis parameters, and optimizing purification methods.8. Environmental Impact & SafetyDuring the synthesis and purification of nano-diamond, waste gas, waste liquid, and other pollutants may be generated, which require proper treatment to protect the environment. Additionally, safety operating procedures must be followed to ensure the safety of personnel and equipment.中文版:1. 纳米金刚石概述纳米金刚石是一种纳米级别的碳材料,具有优异的物理和化学性质。

纳米金刚石应用中的问题

纳米金刚石应用中的问题

TECHNOLOGY INNOVATION |後术创新摘要:纳米金刚石是一类新型材料,金刚石的硬度非常大,金刚石结合纳米材料的特征,使得纳米金刚石在各行各业得到广泛的应用。

文章主要分析纳米金刚石的应用领域和相关问题,从而改善纳米金刚石的性能,使纳米金刚石可以更好地应用在各行各业。

关键词:纳米金刚石:应用:表面性能I纳米金刚石应用中的问题■文/陈龙江良才纳米金刚石的尺寸非常小,由1〜lOOnm的金刚石微粒构成,是一类新型材料。

纳米金刚石不仅具有金刚石硬度大、化学性稳定等特征,而且尺寸非常小,具有良好的量子尺寸效应。

纳米金刚石在各行各业得到广泛的应用,本文分析纳米金刚石的应用,并且分析纳米金刚石的相关问题,从而更好地改良纳米金刚石的性能。

1.纳米金刚石的应用领域与其他材料相比,纳米金刚石具有 硬度大和体积小等特征。

在机械、光电、研磨、增强等技术领域得到广泛的应用。

1. 1润滑技术领域为了使润滑油的性能得到改善,应 该在润滑油中加入各类添加剂,如分散 剂和抗氧化腐蚀剂就是常见的添加剂。

在传统的添加剂使用中,一般采用纳米 金属颗粒和纳米化合物颗粒,在润滑油 使用环节中各类添加剂的应用可以产生 良好的抗摩擦性能。

然而这些纳米颗粒 的尺寸比较大,在润滑油中的抗摩擦性 不能有效地呈现出来。

纳米金刚石的粒 径非常小,只有6 um,其具有良好的 纳米材料性能,可以均匀分布到润滑油 中,产生良好的抗摩擦效果。

在矿物润 滑油中加入3〜6 u m的纳米金刚石作为 添加剂,从而改良发动机油,改良后发 动机油具有良好的抗摩擦性能,摩擦系 数减少了 40%,发动机的功率提升了10%,有效地节省燃油量,润滑油也可 以节省1~4倍。

1.2研磨与抛光领域纳米金刚石可以应用在研磨和抛光领域,采用高纯度的纳米金刚石粉,将粒径降低到3 um,可以有效地减少材料表面的粗糙程度。

采用纳米金刚石粉制成研磨液或者研磨块,可以提升膜面的光洁度,在精细陶瓷集成电路芯片的制作中得到广泛的应用。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展纳米金刚石是指颗粒尺寸小于100纳米的金刚石材料。

由于其具有优异的物理、化学和机械性质,纳米金刚石在各个领域具有广泛的应用前景,如电子器件、生物传感器、涂层、高性能陶瓷等。

由于其制备过程中存在一定的困难和挑战,纳米金刚石的制备技术一直是研究的热点之一。

目前,纳米金刚石的制备主要有两类方法,即热解法和气相法。

热解法是将金属钠和石墨混合在高温下反应制得纳米金刚石,该方法具有简单易行、成本低等优点,然而制备的纳米金刚石存在较高的杂质含量和不均匀性,同时其晶格结构也较难控制。

气相法是将一定的原料物质在高温、高压下通过化学反应转化为纳米金刚石,在该方法中,气态前驱体的选择和反应条件的控制成为影响制备纳米金刚石质量的重要因素。

近年来,随着纳米技术的发展和进步,纳米金刚石的制备技术也取得了一系列重要的进展。

在纳米金刚石制备过程中,通过添加一定的助剂或引入特定的条件,可以有效控制纳米金刚石的形貌和尺寸。

研究人员通过控制石墨和钛源的比例,成功制备了具有不同形貌和尺寸的纳米金刚石颗粒。

研究人员通过调控反应温度、压力和时间等参数,提高了纳米金刚石的纯度和结晶度。

通过在氢气氛围中进行高温高压处理,可以减少杂质的含量,增加晶格的完整性。

研究人员还发现,添加适量的金属或非金属元素,可以改变纳米金刚石的电学、光学和磁学性质,进一步拓展了其应用领域。

纳米金刚石的提纯技术仍存在一定的挑战和难点。

纳米金刚石的制备过程中杂质的引入是一个难题,而纳米杂质的存在会对纳米金刚石的性质和应用带来不利影响。

如何有效减少杂质的含量,提高纳米金刚石的纯度仍是一个亟待解决的问题。

尽管已经取得了一定的进展,但纳米金刚石的制备技术仍不够成熟和稳定,制备的纳米金刚石在尺寸、形貌和晶格结构等方面存在一定的不均匀性,限制了其进一步应用和推广。

纳米金刚石的可控制备技术和大规模生产技术也需要进一步完善,以满足实际应用需求。

纳米金刚石的制备技术在过去几年中取得了重要的进展,但仍存在一些问题和挑战。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展一、传统纳米金刚石制备方法存在的问题传统纳米金刚石制备方法主要包括化学气相沉积、高压高温合成和爆炸法。

虽然这些方法能够制备出一定质量和尺寸的纳米金刚石颗粒,但存在着一些问题,如杂质较多、颗粒分布不均匀、表面粗糙等,限制了其在实际应用中的表现。

纳米金刚石的提纯技术成为了当前研究的热点之一。

二、提纯方法1. 化学方法化学方法是目前应用最广泛的纳米金刚石提纯技术之一。

其主要原理是利用化学溶剂对纳米金刚石颗粒进行表面处理和清洗,去除杂质和表面缺陷,从而提高纳米金刚石的纯度和结晶度。

常用的化学方法包括酸洗、碱洗、氧化和还原等。

通过这些化学处理,纳米金刚石的表面质量得到了较大改善,提高了其在材料制备和应用中的性能表现。

2. 物理方法物理方法是另一种常用的纳米金刚石提纯技术。

该方法主要包括磨削、超声波处理、等离子体清洗等。

通过这些物理手段,可以有效去除纳米金刚石表面的杂质和缺陷,提高纳米金刚石的结晶度和稳定性。

物理方法还可以实现对纳米金刚石的尺寸和形貌的精确控制,有助于满足不同领域的应用需求。

3. 组合方法三、研究进展四、未来展望纳米金刚石提纯技术的不断进步为其在机械、电子、医疗等领域的应用打开了新的局面。

未来,随着纳米科技和材料科学的不断发展,相信纳米金刚石提纯技术将会取得更大的突破,为纳米金刚石材料的制备和应用提供更多可能性。

研究人员也需要关注纳米金刚石提纯技术的环保性和可持续性,开发更加绿色和低成本的提纯方法,推动纳米金刚石技术的产业化和商业化进程。

纳米金刚石提纯技术的研究进展为其在多个领域的应用提供了新的可能性,同时也为纳米金刚石技术的产业化和商业化提供了技术支撑。

相信随着相关研究的不断深入,纳米金刚石材料将会在未来展现出更加广阔的应用前景。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展纳米金刚石是一种具有极高硬度和优异性能的材料,具有广泛的应用前景。

由于其制备工艺复杂和技术难度大,长期以来一直受到研究者们的关注和挑战。

随着纳米金刚石领域的不断深入研究,纳米金刚石提纯技术也逐渐取得了一系列进展,使得纳米金刚石的制备和应用变得更加可行和普及。

本文将对纳米金刚石提纯技术的研究进展进行全面分析和探讨。

一、传统纳米金刚石提纯技术存在的问题传统纳米金刚石制备技术主要包括化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、高温高压合成法等。

这些方法在纳米金刚石提纯过程中存在着一系列问题,限制了纳米金刚石的应用。

具体表现在以下几个方面:1. 成本高:传统纳米金刚石制备方法需要高昂的设备投入和成本支出,使得纳米金刚石的成本较高,限制了其在一些领域的广泛应用。

2. 纯度低:传统制备方法得到的纳米金刚石材料纯度较低,晶体结构不规整,边界和缺陷较多,导致其性能不稳定,不利于提高其应用价值。

3. 设备复杂:传统制备方法需要复杂的设备和工艺条件,操作难度大,制备周期长,制备效率低。

以上问题严重制约了纳米金刚石在材料领域的应用和发展,因此迫切需要寻找一种新的纳米金刚石提纯技术,以解决传统方法存在的问题。

近年来,随着纳米金刚石材料研究的不断深入,以及物理化学和材料工程领域的快速发展,研究者们不断探索和创新,提出了一系列新的纳米金刚石提纯技术,并取得了一些令人振奋的成果。

主要包括以下几个方面:1. 液相法提纯技术液相法提纯是一种相对新的纳米金刚石提纯技术,主要包括水热法、溶胶凝胶法等。

这些方法通过溶剂的化学反应和物理作用,将未纯净的金刚石材料进行混合、过滤、洗涤等步骤,最终得到纯净的纳米金刚石材料。

相比于传统方法,液相法提纯技术具有工艺简单、成本低、易操作等优点,特别适用于小批量的纳米金刚石制备。

目前,液相法提纯技术已经在实验室中取得了一些成功的案例,并逐渐得到推广和应用。

3. 纳米金刚石提纯技术应用案例随着纳米金刚石提纯技术的不断进步,纳米金刚石材料的应用范围也在不断扩大。

金刚石微粉提纯的方法

金刚石微粉提纯的方法

金刚石微粉提纯的方法
1.采用的硝酸铵和其他胺类化合物在180℃~200℃分解破坏纳米金刚石表面吸附的石墨和有机炭黑的结构,降低纳米金刚石表面温度,同时氧化石墨和有机炭黑,达到提纯纳米金刚石。

2.利用非金刚石碳在280℃温度条件下与硫酸、硝酸反应,生成二氧化碳气体和易溶于水的物质,达到分离非金刚石碳,提纯人造金刚石微粉。

3.水淘洗根据石墨和片状合金触媒与金刚石密度的不同,可以除去大量未转化的石墨,淘洗时因金刚石有疏水性,容易漂浮,所以应特别注意金刚石的流失。

-进口金刚石微粉
4.高氯酸是一种强氧化剂,加热后能使石墨缓慢地全部氧化,把已除去的金属触媒和大量石墨的物料置于烧杯中,倒入高氯酸,有时加入少量的铬酸钾作为催化剂,然后加热溶液开始反应,随着反应的进行,溶液的颜色由黑灰色-绿色同-棕色桔红色,当溶液呈桔红色时,石墨已全部除完,可以从电热板上取下,冷却至室温,倒出上层液体,再加上洗涤,直到中性然后烘。

cvd纳米金刚石涂层工艺流程

cvd纳米金刚石涂层工艺流程

CVD纳米金刚石涂层工艺流程一、概述CVD (化学气相沉积)纳米金刚石涂层工艺是一种先进的表面涂层技术,通过在基材表面沉积纳米级厚度的金刚石薄膜,可以显著提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

本文将详细介绍CVD纳米金刚石涂层的工艺流程,包括材料选择、表面处理、沉积工艺、质量控制等环节。

二、材料选择1. 基材材料:金属、陶瓷、塑料等材料均可用于CVD纳米金刚石涂层。

常用的基材包括硬质合金、不锈钢、钛合金等。

2. 基材形状:CVD纳米金刚石涂层工艺适用于各种形状的基材,包括平板、管材、复杂形状零件等。

3. 表面粗糙度:基材表面粗糙度对涂层的质量有重要影响,一般要求基材表面粗糙度在Ra<0.4um。

三、表面处理1. 清洗:将基材进行去油、除尘、去氧化处理,以保证涂层与基材之间的良好结合。

2. 粗糙化处理:对于一些表面平整的基材,可以采用砂喷或喷丸处理,增加表面粗糙度,有利于涂层附着。

3. 防粘接处理:在表面处理之后,可以在基材表面进行一些特殊的处理,以增强涂层与基材之间的黏附力。

四、CVD纳米金刚石涂层工艺1. 基材预热:将基材置于CVD反应室中进行预热,通常温度在800-1000摄氏度之间。

2. 气氛控制:在反应室中控制好气氛,通常使用氢气和甲烷混合气体,通过精确控制气氛比例和流量来控制沉积速率和涂层质量。

3. 沉积过程:在预热后的基材表面开始沉积金刚石薄膜,通过化学气相反应在基材表面沉积碳原子,形成金刚石晶粒,不断沉积形成厚度可控的金刚石薄膜。

4. 控制工艺参数:沉积过程中需要严格控制温度、压力、气氛比例、沉积时间等工艺参数,以确保获得高质量的纳米金刚石涂层。

五、质量控制1. 涂层厚度检测:使用X射线衍射仪、激光剥蚀仪等设备对涂层厚度进行检测。

2. 显微结构分析:通过光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对涂层显微结构进行分析。

3. 涂层性能测试:对涂层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行测试,确保涂层符合要求。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展一、提纯方法的分类目前,纳米金刚石的提纯方法主要可以分为以下几种:1. 机械分离法:该方法是通过机械力的作用使得金刚石微粒与杂质微粒进行分离,从而获得纯净的纳米金刚石。

该方法的优点是简单易行,适用于规模较小的实验室,但其缺点是产量较低,精度也较低。

2. 化学分离法:该方法是利用化学反应的原理,将金刚石微粒与杂质微粒进行分离。

该方法需要选择合适的溶剂和试剂,适当的反应条件和调节控制,以达到高效、高纯度的提纯效果。

其中常用的化学分离方法有溶剂萃取法、电化学法、碳化反应法等。

3. 水热合成法:该方法是将金属盐和碳源在高温高压下进行水热合成,从而制备出纳米金刚石。

该方法需要较高的温度和压力,且反应条件较为严苛,但是可以获得高纯度的纳米金刚石。

二、提纯技术的挑战和展望在纳米金刚石的提纯过程中,主要存在以下的技术挑战:1. 提高纯度:纳米金刚石的杂质含量对其性质和应用有着很大的影响,因此提高纯度是纳米金刚石提纯技术中的重要问题。

2. 提高产率:纳米金刚石的产量对其工业化应用有着至关重要的影响,因此需要寻求高效、经济、环保的制备方法以提高产率。

3. 控制性能:纳米金刚石的性能对其应用有着十分重要的影响,因此需要精确控制其性能。

展望未来,纳米金刚石的提纯技术仍面临许多挑战,但也有着广阔的发展前景。

未来的研究方向主要包括:1. 选择合适的碳源:碳源是制备纳米金刚石过程中的重要因素,因此未来应该针对不同的应用场景,选择合适的碳源以提高产率和纯度。

2. 寻求高效的合成方法:寻求高效的合成方法可以提高产率和纯度,未来可以考虑采用一步法或多步法的合成方法。

3. 解决纳米金刚石的稳定性问题:纳米金刚石具有很高的表面能,容易与其他物质产生相互作用,因此需要寻求稳定性更好的纳米金刚石制备方法。

总之,随着科技的进步和技术的发展,纳米金刚石的提纯技术将会不断地完善和发展,有望在更多的领域得到广泛应用。

大连理工大学科技成果——纳米金刚石粉制备新技术

大连理工大学科技成果——纳米金刚石粉制备新技术

大连理工大学科技成果——纳米金刚石粉制备新技术一、产品和技术简介纳米金刚石粉由于其具有一系列特殊的结构和功能,例如,纳米金刚石粉具有巨大的比表面积(300-400m2/g),大量的结构缺陷和表面官能团等,这使得其在开发具有特殊性能的新材料方面有较大的潜力所以倍受人们关注。

纳米金刚石粉末的传统制备方法主要有催化还原法(RPC)合成法和炸药爆轰法,都属于高温、高压制备法。

催化还原法(RPC)合成法由中国科技大学研究成功,但是合成所需时间较长(48小时)、合成工艺有一定的危险性,且转化率为2%左右。

1988年苏联和美国科学家首先报道了炸药爆轰法制备纳米金刚石技术,其是将TNT/RDX混合炸药在充有惰性介质(例如水或C02)的密闭爆炸容器中进行爆炸,得到纳米金刚石粉。

这些方法制备纳米金刚石粉设备比较复杂,金刚石转化率较低,而且操作比较麻烦,不易实现连续大批量生产。

本项目使用石油化工副产品碳黑作碳源,而非传统的石墨或炸药;在常压、高温下制备纳米金刚石,而非传统的高温、高压;生产效率高、成本低。

二、应用范围纳米金刚石粉主要应用于复合涂层、润滑油添加剂、研磨材料、金属基和高分子基纳米金刚石复合材料等许多方面。

例如,在石蜡油中添加0.5%的纳米金刚石粉后,其减磨性能大大提高;用电镀法或电刷镀法制成的含金刚石粉的复合镀镍层,与不含金刚石的镀镍层相比,其硬度增加50%,耐磨性能增加显着,用含有纳米金刚石粉制成的研磨液,可以磨出光洁度极高的表面等。

石油化工副产品碳黑作原料,在常压、高温下制备生产。

三、规模与投资年产300公斤规模,投资小于100万元。

本约为炸药爆轰法的1/5—1/10。

四、提供技术的程度和合作方式转让小试成果;合作进行工业规模的开发。

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展

纳米金刚石提纯技术研究进展
纳米金刚石是一种具有优异性能的材料,其硬度高、导热性好、化学稳定性强等特点使其在领域中有着广泛的应用。

目前纳米金刚石材料的制备过程还存在一些挑战,如纳米金刚石的结构控制和提纯方法等方面的研究尚未取得突破。

针对这些问题,科研人员们不断进行探索和实验,力求解决这些问题,推动纳米金刚石提纯技术的研究不断取得新的进展。

在纳米金刚石提纯技术研究领域,目前主要关注以下几个方面:
1. 结构调控:纳米金刚石的结构控制是目前研究的重点之一。

科研人员通过调控材料的成分和制备工艺参数,努力寻找合适的方法来控制纳米金刚石的结构,从而使其具有更优异的性能。

2. 提纯方法:目前的纳米金刚石提纯方法主要包括化学气相沉积、高温高压合成、热处理等技术。

研究人员们不断探索新的提纯方法,力求提高纳米金刚石材料的纯度和稳定性。

3. 表面修饰:纳米金刚石的表面修饰是其应用中的关键问题之一。

通过表面修饰可以改变其表面性质,提高其在材料科学和工程应用中的性能。

在纳米金刚石提纯技术的研究中,一些新的技术和方法也逐渐得到了广泛的应用。

比如利用纳米金刚石与其他纳米材料的复合制备技术,可以显著提高纳米金刚石的性能,并且拓展了其在工程领域的应用范围。

一些新型的合成方法和制备技术也不断涌现,为纳米金刚石提纯技术的发展提供了更多的可能性。

一些先进的分析技术和仪器设备也为纳米金刚石提纯技术的研究提供了有力的支持。

比如高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和谐振拉曼光谱等技术的应用,可以让科研人员更加清晰地观察纳米金刚石的结构和性能,为纳米金刚石提纯技术的研究提供了更加有力的实验数据和理论基础。

纳米金刚石材料的研究进展

纳米金刚石材料的研究进展
Abstract : Nano-diamond possesses nat only excellent physicai and chemicei properties, but aGo the special properties at nano seals, such as great semiconductor property, biocompatibnita andproperty, which attracts the attention of researchers. Ths preparation, properties and applications of nano-diamond materiaG have been extensively studied. Additionaly,as reported, nano-diamond materiaG with dmerent morpholooies require dmerent preparation methods,and exhibit vvrious special properties and application fieGs. In this paper,the research pmcmss of nano-diamond materiaG with dCerent morpholocies is reviewed. First,the preparation methods of nano-diamond particles,films,diamond nanoplates and diamond nanowires are introduced. Then,the special properties of various nano-diamond materiaG in optics,electricita and mechanics are described. The applications of nano-diamond materiaG in civil, biomedical, military and other fields are summarized. Finaly,the development prospect of nano-diamond materiaG is prospected. Key words :nano-diamond; Ouorescent coloe center; biomarkee; power device
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1. 前言自从1982年前苏联科学家采用爆轰法合成纳米金刚石以来,由于纳米超细金刚石(Ultra-fine Diamond,简称UFD)具有其他纳米固体粒子所不具备的高硬度﹑高的导热性﹑高的耐磨性﹑极佳的化学稳定性,所以纳米金刚石方面的研究一直是当前的研究热点。

目前对纳米金刚石的提纯工艺已经非常的成熟,通过液相氧化法和气相氧化法的纯化处理可以得到纯度超过95%以上的超细金刚石粉[1-2]。

但在实际应用中并没有得到大量的应用,这主要是因为纳米金刚石具有很高的比表面能,处于一种热力学不稳定状态,在爆轰金刚石的合成和后处理的过程中都容易形成团聚体。

在制备悬浮液体系中,纳米金刚石的团聚也很严重,会发生明显的絮凝和沉降。

所以纳米金刚石的解团聚及其在不同介质中的分散是一个技术的瓶颈。

对于这一技术难题,国内外的很多研究人员做了大量的工作,得出了非常有益的经验。

本文将从纳米金刚石悬浮液的分散原理和制备方法两个方面进行综述。

2. 悬浮液的分散原理超细粉体在液相中的分散包括三个阶段:1颗粒在液相中的润湿过程;2团聚体在外力的作用下被打散,形成单个的小颗粒或很小的团聚体的过程;3单个颗粒或小团聚体的分散稳定,防止再次的团聚沉降。

悬浮液颗粒分散的两个基本原则[3]:1润湿原则就是颗粒必须被液体介质润湿,从而能很好的浸没在液体介质中。

选择分散介质的基本原则是粉体颗粒易于在非极性分散介质中分散,极性粉体颗粒易于在极性分散介质中分散,即所谓的极性相同原则。

Voznyakovskii A P等[4]认为介质的极性对纳米金刚石颗粒的悬浮的稳定性和介质中的粒度分布都有很大的影响,在不同的介质中,如果介质的极性越小,则悬浮液中的颗粒的分散性就越差。

同时,在介质的调整组时,向较小极性的介质中添加较大极性的物质,将有利于纳米金刚石在介质中的稳定分散2表面张力原则就是颗粒之间的总表面力必须是一个较大的正值,从而使颗粒之间的相互排斥力足够强从而防止颗粒相互接触而团聚沉降。

3. 纳米金刚石的分散技术爆轰的纳米金刚石的化学成分除了碳,还包含大量的其他原子,一般纳米金刚石的组成元素主要有85%左右的碳﹑10%左右的氧﹑1%左右的氢﹑2%左右的氮以及其他元素,而金刚石表面的官能团主要为羧基﹑羟基﹑羰基以及一些含氮基团[5],它们所占的比表面积也很大,对金刚石表面的性质也有非常大的影响。

这些有机官能团能够与很多化合物发生反应或物理吸附,从而为纳米金刚石在液相介质中的分散提供了基础。

纳米金刚石的分散技术一般分为物理分散和化学分散。

物理分散一般又分为超声分散和机械力分散;化学分散又可分为表面化学修饰分散和分散剂分散。

3.1表面化学修饰分散纳米微粒的表面化学修饰是通过微粒表面与处理剂进行化学反应,从而改变微粒的表面的形貌、电性质、成分、化学性质等实现表面改性。

表面化学修饰一般包括偶联剂法、酯化反应法和表面接枝改性法三种。

张栋等[6]先使用硅烷偶联剂KH-570和超分散剂JQ-3对纳米金刚石(UFD)进行表面化学修饰,再在超声分散和加入不同种类的高分子分散剂的条件下分散在乙醇中,从而得到平均粒径54.6nm的悬浮液,静置一周后粒径保持在150nm左右。

胡晓莉等[7-8]等分别通过纳米金刚石与三氯氧磷和硫酸的酯化反应,得到了纳米金刚石的磷酸酯衍生物和纳米金刚石的磺酸衍生物。

通过分析表明酯化反应在金刚石表面引入强亲水基团, 从而提高了它的亲水性和在水中的分散稳定性,。

并通过研究改性后产物在水基基础液中的摩擦学行为发现,该衍生物能提高水基基础液的承载能力达10%,酯化反应后的粒子也具有更好的摩擦性能。

Takeyoshi Uchida[9]等采用特殊的超声装置的超声空化作用,将经过表面改性后团聚的纳米金刚石的平均粒径从5μm减小到100nm左右,并发现粒子的表面的Zeta电位和平均粒径能在150天不变化。

柯刚[10]等采用1,3-丙二胺修饰纳米金刚石合成1,3-丙二胺-纳米金刚石衍生物,通过激光粒度和TEM 分析表明,改性的纳米金刚石的分散性显著改善,其平均粒径从3.301μm降低到0.166μm ,改性后的纳米金刚石在无机或有机酸水溶液,以及丙酮、CH2Cl2、DMF等有机溶剂中都具有良好的分散稳定性。

Voznyakovskii A P[11]等采用甲硅基化反应的固相化学嫁接实现纳米金刚石表面的疏水化处理,清除纳米金刚石表面的吸附水分子,增强其表面的疏水性。

通过分析表明采用三甲基或二甲基乙烯基甲硅基基团,改性的纳米金刚石在甲苯中的平均粒径为14.5~15nm,大大优于没采用甲基硅改性的纳米金刚石在水介质中的尺寸为18~32nm的悬浮液。

Liu等[12]先对纳米金刚石表面进行氟化预处理,得到含氟百分含量达8.6%的氟化金刚石,然后与烷基锂、二胺或氨基酸反应,得到接枝了烷基、氨基或氨基酸官能团的纳米金刚石。

通过分析表明,经表面接枝了的纳米金刚石在极性有机溶剂如乙醇和THF中分散稳定性良好。

Anke Krueger等[13]采用处在不同的酰基氯中超声处理已经羟基化的纳米金刚石得到长链烷基化的纳米金刚石,通过FTIR光谱分析、热重分析和元素分析发现酯化金刚石的浓度为0.3~0.4mmol/g。

同时通过沉降实验发现ND–OOC–C3H7和ND–OOC–C5H11在四氢呋喃中能保持一个月的稳定分散,ND–OOC–C3H7、ND–OOC–C5H11、ND–OOC–C11H23和ND–OOC–C17H37在二氯甲烷中都能保持一个月的稳定分散。

Yuejiang Liang等[14]先在900-925℃和<10-3mbar的条件下对爆轰纳米金刚石热处理2h后在真空环境下冷却,然后用不同的芳基重氮盐处理使石墨化的金刚石芳基化的同时接枝羧基、磺酸基、硝基或溴乙基官能团的纳米金刚石。

通过实验发现芳基化和接枝了羧基或磺酸基官能团的纳米金刚石等在水和PBS缓冲液中形成稳定的悬浮液,其平均粒径也由团聚的0.5μm下降到20~50nm。

特别是接枝了羧基官能团的金刚石在PBS缓冲液中的溶解度为0.63mg/ml,这为金刚石在生物医学中的研究指出了一条新的思路。

白波[15]等利用原位乳液聚合粉方法得到了聚苯胺(PANI)/纳米金刚石复合微球,通过分析发现复合微球的粒径分布窄,其主要集中在15~35nm之间,平均粒径为18nm,分散性很好。

Roberto Martin[16]等研究发现用芬顿试剂处理爆轰纳米金刚石后金刚石中C的含量从95.87%减少到93.28%,与HNO3/H2SO4氧化性酸处理相比芬顿试剂对硬团聚的解聚效果更佳,同时得到的颗粒表面的羟基官能团的密度也更大。

然后对芬顿反应后的金刚石溴化、芳基化或甲硅烷基化处理后发现纳米金刚石的悬浮稳定分散性变得更好。

Alexandre Barras[17]等先用对叠氮苯甲酸处理氨基化的纳米金刚石(ND-NH2)得到叠氮基封端的纳米金刚石然后通过“点击”化学("Click” Chemistry)得到点击炔基衍生物的叠氮基封端的纳米金刚石(ND-Oc)。

研究发现ND-Oc在二氯甲烷、三氯甲烷或甲苯等疏水性溶剂中而ND-NH2不能再这些溶剂中分散,ND-Oc 粒子在这些溶剂中的粒径为100~350nm,而原始的ND-NH2粒子团聚粒径为200~1200nm。

关波[18]通过氢气还原、混合酸氧化、硅烷偶联剂修饰等方法将羧基、氨基、羟基等功能性基团修饰到纳米金刚石表面,将修饰的纳米金刚石分散在水中,颗粒表面基团电离形成双电层,从而起到静电稳定作用,进而制得稳定的水溶胶和颗粒分散性较好的纳米金刚石涂层和微囊,8000r/min的离心速度可制的颗粒粒径在10nm左右的稳定分散的溶胶。

3.2分散剂分散分散剂是指很少量就能明显改变物质的表面和界面性质的表面活性剂。

添加分散剂可以增强颗粒间的相互排斥作用。

而增强排斥作用主要通过下面三种方式实现:(1) 增大颗粒表面电位的绝对值,从而增加颗粒间的相互排斥作用。

一般认为当颗粒表面的Zeta电位的绝对值大于30mv时,颗粒的静电排斥力与分子间吸引力相比便占优势,从而保证颗粒分散稳定;而当颗粒表面的Zeta电位的绝对值大于60mv时,则颗粒几乎不沉降。

(2) 通过高分子分散剂在颗粒表面吸附形成一定厚度的稳定的吸附层,从而产生位阻效应,使颗粒间形成很强的位阻排斥力。

(3) 通过对颗粒表面的修饰,增强介质对它的润湿性,在满足润湿原则的同时,增强颗粒间的表面溶剂化膜作用力,提高了它的表面结构化程度,使结构排斥力大大增强。

胡志孟[19]等用聚氧乙烯型非离子表面活性剂作为分散剂把纳米金刚石分散于油介质中,制得了稳定分散的纳米金刚石抛光液。

他认为聚氧乙烯类非离子表面活性剂能够有效分散纳米金刚石于油中,它的端基能牢固吸附或锚固(化学键合)在纳米金刚石表面的活性基如羟基和羧基或含氮活性物质,使纳米金刚石表面亲油,而聚氧乙烯基是一庞大的亲水基团,它象一巨大的屏障膜,使纳米金刚石颗粒在油中相互弹开,削弱颗粒间的相互作用能,阻止了纳米颗粒的重新团聚,从而实现了纳米金刚石在油中的稳定分散。

许向阳[20]通过大量的研究表明:在水体系中加入各种分散剂进行超声分散,得出STA-60和CR-0704分散剂分散效果较好,经机械化学处理后,金刚石颗粒在100nm以下且体系的悬浮稳定性很好。

在以有机非极性溶剂为分散介质,利用球磨处理和高分子分散剂PEA-1和PEA-2在颗粒表面形成包覆层而产生的空间位阻效应,可实现颗粒的良好分散。

Kurobe T[21]用海藻酸钠、羟甲基纤维素钠、和表面活性剂和去离子水配制出稳定分散的悬浮液,并应用于硅片的抛光的研究发现抛光效果非常好。

杨晓光[22]研究发现对于不同分散机理的分散剂,有着不同的最佳分散ph值:静电稳定机制为9~10,空间位阻机制为10~11,静电空间位阻机制为9~10。

经过纯化处理后的金刚石微粉悬浮液经乙醇与六偏磷酸钠(LPL)、聚丙烯酸(PAA)以及D540的复配的分散剂分散效果最佳,静置7天后悬浮液沉降率仅2.0%。

Chia-Chen Li等[23]先在420℃下对纳米金刚石热处理1.5h,后利用球磨和表面活性剂油酰胺(OLA)或十八烷基胺(ODA)分散处理,使纳米金刚石能在四氢呋喃(THF)、丁酮(MEK)或丙酮等有机溶剂中能保持三个月的稳定分散且平均粒径(D50)为22.8nm,最大粒径为45.1nm。

3.3物理分散张泰平[24]通过使用浓硝酸等氧化性酸回流处理和激光烧蚀法处理对比发现:浓硝酸回流的纳米金刚石团聚体的粒径从几十到几百纳米下降到5nm左右,而采用激光烧蚀法处理得到高分散状态的金刚石,粒径为2~3nm;通过红外光谱分析和X射线光电子能谱分析发现激光烧蚀没有改变颗粒表面的基团种类而是破坏了纳米金刚石团聚中最难破坏的颗粒间形成的共价键和颗粒之间的微晶碳层。

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