一维纳米材料的制备

由于薄膜的厚度、均匀度、晶型等工艺参数是影响二氧化钛 薄膜性能的主要因素，因此其制备工艺成为目前研究的热点 之一。
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多孔金属材料是指一种内部含有一定数量、尺寸的孔径，具有明显孔 隙特征的金属材料。

由于其独特的结构，多孔金属具有了一系列特殊的性能，如表观密度
低、比表面积大、可压缩性好等，这使得多孔金属材料在现代工业得
先进材料的制备及加工技术
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第三讲 一维纳米材料的制备
纳米线的制备
纳米柱的制备
碳纳米管制备
碳纳米管阵列制备
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第四讲 二维纳米材料制备
纳米薄膜简介
来自百度文库 纳米薄膜制备技术
石墨烯及其制备
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1、纳米薄膜简介
典型的碳纳米管在溶液中易聚集成束，几乎不溶于任何溶剂，大大 限制了CNTs在各方面的应用。 近年来，人们利用表面活性剂的包裹作用或CNT 与大π共轭体系之 间的π- π相互作用，成功的将CNTs分散在不同溶剂包括水中。 经过化学反应修饰和各种官能化， 除能获得CNTs的分散液外，还 能增加其与基体的界面结合力，为CNTs的组装及表面反应提供了可 能，基于CNT分散液的诸多薄膜材料相继被成功开发。 由于具有优良的电子电导性、化学稳定性，以及高的比表面积等独 特的物理化学性能，CNT 薄膜可在化学催化、智能响应等领域得到 应用。
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CVD法沉积的薄膜具有很好的阶梯覆盖性能，适用于在形状复
杂的基体表面沉积膜层，因而越来越受到重视。

为了克服是以TiCl4为反应物Cl对膜的污染，人们使用钛醇盐作 为原料来制备TiO2薄膜, 同时还可以显著地降低沉积温度, 提高 工艺的使用范围。
水热法是制备纳米材料的常用方法, 是用前驱体在高温、高压条

件下，在水介质中水解，直接转化为晶态纳米粒子。
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3）纳米多孔金属薄膜制备
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欠电位沉积(UPD)，氧化还原置换反应(RRR)
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到了广泛的应用 纳米材料的兴起与发展使得一类孔壁处于纳米尺度(指1到 100nm)的 金属多孔材料受到了广泛关注和研究，它集中了纳米材料和多孔材料
的优点，被称为纳米多孔金属材料。
由于贵金属价格昂贵，且资源稀少，提高其利用率以减少其载量对催 化剂的设计非常重要。
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氮化碳除了具备高硬度和高弹性外，还具有耐磨损、防腐蚀、 耐高温等优异性能，其耐高温和化学稳定性要大大优于金刚石， 在机械加工领域具有良好的应用前景。 它还具有宽能带间隙、高热导、光学非线性，是制造半导体和 光学器件的候选材料，也有可能是一种理想的场致发射材料。

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CNT 薄膜
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镍-碳纳米管薄膜的电泳电镀方法示意图
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碳纳米管的SEM 图
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超声复合空气搅拌及复合电沉积技术
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2）纳米TiO2薄膜制备

溶胶- 凝胶法，以适宜的无机盐或有机盐为原料制备溶胶，把 溶胶涂覆在基材表面，经水解和缩聚反应等在基材表面胶凝 成膜，再经干燥、焙烧与烧结获得表面膜。
一般以Ti(OC4H9)4、TiCl4、TiOSO4为原料, 乙醇等为溶剂, HNO3、HCl、CH3COOH、NH4OH 等为催化剂。 可以用离心旋转法、浸渍提拉法、喷镀法在基材表面涂膜， 目前采用较多的是浸渍提拉法。

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近年来，随着对环境和能源的重视，染料敏化纳米晶TiO2薄膜的研究 也发展得很快。 TiO2薄膜的比表面积、粗糙度、膜厚等性质参数强烈地影响着太阳能 电池的光电性能。 丝网印刷技术制备薄膜时使胶体溶液在刮板的作用下通过网孔，均匀 的沉积到导电基底上，形成纳米 TiO2 胶体膜，大量制备时可用平面 印刷机进行操作。 该技术具有印刷膜层厚、对浆料适应性强、对承印物形状和尺寸适应 性广等特点，近年来备受关注。



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2、纳米薄膜制备技术
CNT 薄膜的制备 纳米TiO2薄膜制备 纳米多孔金属薄膜制备 氮化碳纳米薄膜制备 纳米颗粒膜制备
静电纺丝法
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1）CNT 薄膜的制备

CNT薄膜的制备可分为两种途径：一种为干法，如通过经 典的化学气相沉积( CVD)技术实现CNT在不同衬底上的自 组织生长。 另外一种为湿法，主要是先把CNT分散在溶液中，再借助 于各种成膜技术获得表面平整的CNT薄膜。 湿法主要包括：溶液浇铸法、层-层吸附自组装法、 电泳沉 积法、 电化学沉积法、自组装成膜法( SAM ) 、浸渍涂布 法、 改性表面吸附法、过滤-转移法和LB技术等。
二十年来，众多研究小组对合成该种材料进行了尝试。迄今为 止，已有一系列的技术手段例如阴极电弧、直流与射频溅射、 热丝化学气相沉积、激光烧蚀沉积 (PLD)、等离子体辅助化学 气相沉积 (PCVD)等，被用来合成这种新型物质。 采用等离子体束沉积和活性源辅助PLD方法合成出同时含ββ和g 相的C3N4纳米微晶。

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纳米TiO2薄膜在光催化、太阳能电池、精细陶瓷、传感器等 领域的广泛应用, 引起众多材料学家的关注。 超细TiO2 粉末在应用时存在易团聚、难分离等问题，而将二 氧化钛粉体负载于固体材料的表面，即将TiO2 或其前驱体， 运用各种镀膜工艺涂覆在各种基材(如玻璃、陶瓷、铝材等) 表 面上，可以得到分散性较好的二氧化钛薄膜。

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液相沉积法( Liquid phase deposit ion, LPD) 是利用金属氟化物 盐的水解制备出相应的金属氧化物或氢氧化物。
液相沉积法制备薄膜需进行热处理促使TiO2晶化，而在热处理过 程中薄膜内的水分以及挥发性物质往往会导致薄膜表面龟裂。 微波辅助液相沉积法( Microwave liquid phase deposition, MWLPD) 是将整个液相沉积过程臵于微波辐射环境下，在较低温 度下实现TiO2由无定型向锐钛矿型的转化，不需要后续的煅烧处 理，从而避免了TiO2纳米薄膜的龟裂。