金属纳米材料制备技术的研究进展
改性纳米零价铁材料制备的研究进展
2023年6月杨竞莹等：改性纳米零价铁材料制备的研究进展中，CMC 改性的nZVI 相较于淀粉改性的nZVI 具有更强的稳定性、更大的反应速率和活性；并且CMC 价格低廉、易获取、无毒害，可深入研究其与铁颗粒之间的作用机理，为工业化生产提供保障。
但表面包覆的方法很难在循环中保持可重复使用性和可分离性，仍需基于生产成本、功能及环境兼容性研发性能更加优异的新材料。
2 负载型nZVI负载型改性通过将nZVI 分散到具有孔隙结构的支撑载体上，为nZVI 提供更多的活性位点。
本身具有吸附性能的载体材料也可加速污染物跟nZVI 的反应，从而促进污染物的降解。
负载材料一般包括碳基材料、黏土矿物、膜材料等。
2.1 碳基材料负载型nZVI活性炭、生物炭、有序介孔碳、氧化石墨烯等碳基材料具有丰富的基团和较大的比表面积，常用作nZVI 的支撑材料[31]，且厌氧系统中添加Fe-C 颗粒可减少酸性物质的积累，提高产甲烷菌的活性。
生物炭（BC ）不仅为nZVI 的负载或微生物的黏附提供潜在的位点（图6），还可促进直接种间电子转移（DIET ），加速产甲烷菌对乙酸盐的转化，也可通过氢营养型产甲烷菌的作用促进甲烷的生成[32]。
Lim 等[33]发现添加松木屑生物炭负载的nZVI 可以缓解高负荷食物垃圾厌氧消化过程中挥发性脂肪酸和氨的抑制作用，甲烷产量比对照组提高105.55%。
石墨烯（GNS ）是sp 2杂化的二维碳，具有比表面积大、机械强度高等特点，是一种很有前途的新型二维载体，可用于支撑金属纳米颗粒，有效抑制金属纳米颗粒的聚集[34]。
陈砚田等[35]利用还原氧化石墨烯负载零价铁可将废水中三硝基甲苯（TNT ）处理到检出限0.1mg/L 以下，且处理后的杂化材料活性可通过煅烧恢复。
碳基材料作为nZVI 的载体不仅可以提高nZVI 的比表面积，减少其团聚，还可以加快电子传递效率（表5）。
但在合成Fe-C复合材料的过程中，铁图6 稻壳衍生生物炭负载nZVI 的SEM 图像[38]及负载改性效果图图5 胞外聚合物改性nZVI 的TEM 图像及元素扫描图像[29]··2979化工进展， 2023， 42（6）芯被大量腐蚀，其合成方法还有待提高。
纳米晶体种类及其制备技术进展
纳米晶体种类及其制备技术进展摘要本文主要介绍了纳米晶体种类及其制备技术进展情况。
从总体和实例两部分，结合最近一段时间内国内外的研究进展，阐明了金属纳米晶体、金属氧化物纳米晶体、药物纳米晶体和一些其他纳米晶体的特征属性及制备方法，并对它们的性能做了简单的介绍。
纳米晶体有许多独特优异的性能，这些性能在实际应用方面存在巨大的潜力。
因此，本文对相关的纳米晶体的应用也进行了介绍。
随着纳米晶体制备技术的发展，纳米晶体的应用会更加广泛。
同时，本文也注意到，人们对纳米晶体材料的认识还处于实验驱动认识的阶段，还有很多领域有待开拓。
随着人们对纳米晶体认识的不断深入，纳米晶体材料的研究将向着多元化的方向发展。
第一章引言纳米材料是指组分尺寸至少在某一个维度上介于1～100nm之间的材料，是纳米科学的一个重要的发展方向。
纳米材料就其结构上可以分为纳米晶体、纳米颗粒、纳米粉末、纳米管等。
由于纳米材料的纳米尺寸效应，使得纳米材料出现了许多不同于常规条件下的材料性能，例如光学性、电导性、抗腐蚀性等，因此人们对纳米材料在未来材料领域的应用与发展寄予了很大期望。
但由于纳米材料在结构上存在表面效应和小尺寸效应，使其能量高于平衡态，表面上原子数增多，具有较高的表面能，使得这些表面原子具有较高的活性，非常不稳定。
满足一定激活条件时，就会释放出过剩自由能，粒子长大，从而也将失去纳米材料所具有的特性，使块状纳米材料的制备产生困难。
而纳米晶体由于晶界数量增加，使材料的强度、密度、韧性等性能大为改善[1]。
纳米晶体材料是指由极细晶粒组成，特征维度尺寸在纳米量级的固态材料。
由于极细的晶粒，以及大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，纳米晶体材料与同组成的微米晶体材料相比，在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能，因而成为材料科学和凝聚态物理领域中的研究热点。
本文将分类介绍有关纳米晶体在制备、性能、应用等方面的研究进展。
纳米金材料的制备技术及应用研究进展
纳米金材料的制备技术及应用研究进展作者：陆静蓉朱炳龙李静秦恒飞岳喜龙童霏吴娟樊红杰周全法来源：《江苏理工学院学报》2018年第06期摘要：纳米金材料有着特殊的表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应，在电学、磁学、光学和化学性质方面具有常规材料不具备的优越性能。
综述了纳米金的制备方法，介绍了纳米金材料的应用领域。
关键词：纳米金材料;制备技术;应用领域中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2018）06-0033-05纳米材料是一种具有与微观原子、分子和宏观物质不同性质的新型材料，在电子、化工、航天等行业得到了广泛的应用。
纳米金是直径为1～100 nm的微小颗粒，通常以胶体的形态存在于水溶液中，其性质主要取决于颗粒的尺寸及其表面特性，当尺寸减小到纳米范围时就会表现出表面效应、量子效应、宏观量子隧道效应等特性。
[1]纳米金酷游独特的光、电、催化等特性，在化工、环境、光学、电子、生物医疗等领域受到广泛关注。
1 制备方法纳米金的制备方法有物理方法、化学方法和生物方法。
物理法主要是通过各种分散技术将金直接转变为纳米粒子，主要有气相法、液相法、高能机械球磨法等，该方法对仪器设备要求较高、生产费用昂贵，得到的粒径分布较广，大大限制了这类方法的应用。
1.1 化学法化学法主要有氧化还原法、微波法、电化学法、微乳液法等，该方法具有粒径可控、生产效率高等优点，是生产纳米金材料的主要途径。
1.1.1 氧化还原法通过向高价金离子溶液中加入还原剂，将金离子还原并制备纳米金颗粒，常用的还原剂有抗坏血酸、柠檬酸钠等。
纳米金颗粒粒径与还原剂的种类、用量等因素有关，通常制备粒径在5～12 nm的纳米金时用白磷或抗坏血酸，制备粒径大于12 nm的纳米金时用柠檬酸钠，纳米金颗粒粒径与还原剂的用量成反比。
[2]周睿璐等[3]以氯金酸为原料、柠檬酸三钠为还原剂，采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液，利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征，结果表明，纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。
黑色二氧化钛纳米材料研究进展
黑色二氧化钛纳米材料研究进展黑色二氧化钛纳米材料是一种新型的纳米材料，由于其独特的物理、化学和光学性质，近年来备受。
本文将概述黑色二氧化钛纳米材料的制备方法、性能研究及其应用前景，并探讨当前研究的不足和未来需要进一步解决的问题。
黑色二氧化钛纳米材料的制备方法主要有化学气相沉积、液相合成和物理气相沉积等。
其中，化学气相沉积法是通过引入气态反应剂，使反应在催化剂表面进行，从而生成纳米材料。
液相合成法是将钛源、氧源和碳源等混合在溶剂中，通过控制反应条件合成出黑色二氧化钛纳米材料。
物理气相沉积法则是将钛源和氧源在高温下蒸发，然后在低温区快速冷凝，生成黑色二氧化钛纳米材料。
黑色二氧化钛纳米材料的性能主要包括物理性能、化学性能和光学性能。
物理性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有高比表面积、高透光性和良好的热稳定性等。
化学性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有优异的耐酸碱性和化学稳定性，能在广泛的环境条件下保持稳定。
光学性能方面，黑色二氧化钛纳米材料具有宽广的可见光透过范围和良好的紫外线屏蔽性能。
由于黑色二氧化钛纳米材料具有优异的性能，其在众多领域都具有广泛的应用前景。
例如，在光催化领域，黑色二氧化钛纳米材料可以用于降解有机污染物和杀菌消毒。
在太阳能电池领域，黑色二氧化钛纳米材料可以作为透明电极材料，提高太阳能电池的光电转化效率。
在涂料领域，黑色二氧化钛纳米材料可以用于制造高效能涂料，提高涂料的防晒、耐污和耐候性能。
黑色二氧化钛纳米材料作为一种新型的纳米材料，具有优异的物理、化学和光学性能，使其在众多领域具有广泛的应用前景。
然而，目前关于黑色二氧化钛纳米材料的研究仍存在不足之处，例如其制备方法尚需进一步优化以提高产量和纯度，同时其应用领域也需要进一步拓展。
未来，研究人员需要进一步解决这些问题，同时深入研究黑色二氧化钛纳米材料的潜在应用价值，为其在更多领域的应用奠定基础。
合成纳米二氧化钛的方法很多，主要包括物理法、化学法以及生物法。
纳米材料的研究进展与应用
纳米材料的研究进展与应用随着科技的不断发展，纳米科技的应用范围也越来越广泛，纳米材料也成为科学研究领域的热点之一。
纳米材料指分子组成的金属或非金属材料中，至少存在一个微小的维度小于100纳米的物质。
纳米材料的细小尺寸使其具有许多特殊的物理、化学和生物学性质，因此在能源、电子、医学等领域有着广泛的应用前景。
一、研究进展1.合成方法目前，纳米材料的制备方法主要分为物理法和化学法两种。
物理法包括蒸发冷凝法、溅射法等，这些方法已经广泛应用于半导体材料和金属氧化物的合成；而化学法包括溶剂热法、水热法等，这些方法已经发展成为制备全新材料的有力工具，具有制备精度高、成本低等优点。
2.性质特点纳米材料的独特性质主要来源于其表面效应、量子效应和缺陷效应。
在表面效应方面，由于纳米材料的表面积较大，表面能就会比普通材料大，表面位错和表面尺寸效应对其性质的影响也将更加明显。
此外，纳米粒子的量子效应体现在其光学、电学等方面，例如量子点可以作为荧光探针等。
缺陷效应是纳米材料的另一个独特性质，在制备过程中容易产生氧化物等缺陷结构，这些结构能够影响其机械、热学等性质。
二、应用研究1.催化剂纳米材料是优异的催化剂，能够提高催化反应速率和选择性，提高催化效率，降低催化剂用量等。
例如，纳米金属催化剂可用于CO和H₂O反应生成CO₂和H₂，广泛应用于环保领域。
2.生物医学应用纳米材料在癌症治疗、药物输送、光疗、核磁共振成像、生物传感器等方面都有广泛的应用。
例如，纳米粒子通过改变表面功能化基团实现具有肿瘤特异性的分子靶向治疗，可较好地避免正常细胞的损伤。
3.能源储存在绿色能源和新能源研究中，纳米材料是很重要的研究方向。
例如，利用石墨烯、纳米碳管等纳米材料设计超级电容器、超级电池、锂离子电池等，可以提高能量密度和导电性能。
4.环保领域纳米材料还可应用于净水和废气处理等方面。
比如引入纳米银材料，能够有效杀灭细菌、减小污染物浓度。
纳米材料在环境净化领域的应用深受关注，并在实际中展现出良好的发展前景。
金属催化的纳米材料制备技术
金属催化的纳米材料制备技术随着纳米科技的发展，纳米材料越来越广泛地应用在各个领域中。
金属催化的纳米材料制备技术是其中最为关键的技术之一。
本文将介绍金属催化的纳米材料制备技术的基本原理、方法和应用。
一、基本原理金属催化的纳米材料制备技术是通过金属催化剂的作用，在反应体系中控制化学反应的速率和产物的结构，从而制备出具有纳米尺度的基本单元组成的材料。
金属催化剂作为反应体系中的催化剂，主要起到引发化学反应和控制反应速率的作用。
而反应的产物则受到金属催化剂的影响，从而在尺寸和形态方面具有一定的控制性。
因此，金属催化的纳米材料制备技术可以使纳米材料得到有效的控制和制备。
二、制备方法金属催化的纳米材料制备技术涉及到多种制备方法，下面将介绍其中几种主要方法。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备纳米材料的重要方法。
它是将金属盐在溶剂中溶解得到溶胶，然后在加入适量的凝胶剂后，形成凝胶。
最后通过热处理或其他方式使凝胶转化为纳米材料。
该方法制备的材料通常具有高纯度、一定的晶化度和粒径较小等特点。
2. 水相合成法水相合成法是将各种金属盐在水相中还原得到纳米颗粒，即化学沉淀法。
这种方法适用于制备单一金属、多元金属、金属氧化物等材料。
水相合成法制备材料的粒径可以通过温度、pH值、还原剂的浓度和类型等因素进行控制。
3. 气相合成法气相合成法是通过将金属有机物、金属卟啉等物质在高温、高压等条件下在气体中分解得到纳米材料。
该方法制备材料具有粒径均匀、纯度高等优点。
然而，气相合成法对反应条件和操作过程要求较高，因此制备难度较大。
4. 生物法生物法是将生物体系或生物子体系作为模板，制备纳米材料。
例如，将一些蛋白质、多肽或酶等作为模板，通过控制化学反应的速率、方向和人工修饰等手段，制备出具有复杂结构和多种功能的纳米材料。
三、应用金属催化的纳米材料具有广泛的应用场景。
下面将介绍主要应用领域。
1. 催化领域金属催化剂在各种有机合成反应、氢化反应、烷烃转化、脱氧反应等反应中具有广泛应用。
纳米金属材料的制备及其应用
纳米金属材料的制备及其应用在当今工业化发达的社会，材料科学与技术的发展对于推动人类社会的生产力和生活水平都起着举足轻重的作用。
其中，纳米材料作为一种新型材料，其在电子、光学、生物医学等多个领域的应用受到了广泛关注。
纳米金属材料作为其中的一种，在医学、能源储存等方面具有广阔的应用前景。
本文将围绕纳米金属材料的制备和应用展开阐述。
一、纳米金属材料的制备方法1.物理法在物理方法制备纳米金属材料中，常见的方法有气相凝聚法、溅射法、电子束蒸发法等。
以气相凝聚法为例，其制备过程主要包括材料的蒸发、输运和冷凝三个步骤。
通过对不同工艺参数（如沉积时间、气体流量等）的控制，可以获得不同形貌、结晶度、组成的纳米金属材料。
2.化学法化学法中的典型制备方法为还原法，以银纳米颗粒为例，制备过程主要包括银离子溶液中添加还原剂，将前驱体还原成银纳米颗粒的三个步骤。
此外，还有湿法球磨法、焙烧-还原法等方法，其优点在于操作简便、生产周期短、制备纳米尺度均匀、分散性好等。
3.生物法生物法将生物体内的机制引入到纳米材料的制备中，常用的方法有微生物法、生物还原法、生物矿化法等。
以微生物法为例，利用微生物在生物体内的细胞工厂中合成蛋白质等有机分子的特性，通过调节微生物培养环境中银离子的浓度等条件，在微生物细胞体内制备出银纳米颗粒。
该方法具有制备简单、分散性好、环境友好等优点。
二、纳米金属材料的应用领域1.医学领域纳米金属材料在医学领域中的诊断和治疗方面有很大的应用前景。
例如，纳米金属颗粒表面的特殊性质赋予其在生物体内可溶性、低毒性等特性，可以作为药物传输介质，提高药物的效率。
此外，在生物成像方面，由于纳米金属颗粒对于动物组织的穿透性能比一般荧光染料更高，因此逐渐被应用于生物成像中，如CT扫描、磁共振成像等。
2.能源储存领域目前，车用锂离子电池等储能设备的储能密度较低。
纳米金属材料作为一种新型材料，开发其在能源储存领域的应用极具潜力。
利用纳米金属的高比表面积和多孔性等特性，可以制备出具有优异性能的电化学储能材料。
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用
纳米相增强金属材料制备技术的研究进展及应用【摘要】目前纳米技术应用广泛，在高强金属材料应用方面尤为突出。
本文针对现有主要几种纳米增强金属材料制备工艺方法进行概述并比较，讨论其优缺点。
最后还探讨了纳米相增强制备技术未来的发展趋势和改进方向，并对纳米结构材料应用领域和前景进行展望。
【关键词】纳米增强制备方法优缺点随着科技进步，各个领域对于相关材料的性能要求日益提高。
纳米增强技术是改善材料性能的重要方法之一，其在金属材料领域尤其应用广泛。
在电子、汽车、船舶、航天和冶金等行业对高性能复合材料需求迫切，选用最佳制备方法制备出性能更优良的纳米材料是当前复合材料发展的迫切要求。
1 纳米增强技术概述纳米相增强金属材料是由纳米相分散在金属单质或合金基体中而形成的。
由于纳米弥散相具有较大的表面积和强的界面相互作用，纳米相增强金属复合材料在力学、电学、热学、光学和磁学性能方面不同于一般复合材料，其强度、导电性、导热性、耐磨性能等方面均有大幅度的提高[1]。
1.1 机械合金化法机械合金化法（MA）是一种制备纳米颗粒增强金属复合材料的有效方法。
通过长时间在高能球磨机中对不同的金属粉末和纳米弥散颗粒进行球磨，粉末经磨球不断的碰撞、挤压、焊合，最后使原料达到原子级的紧密结合的状态，同时将颗粒增强相嵌入金属颗粒中。
由于在球磨过程中引入了大量晶格畸变、位错、晶界等缺陷，互扩散加强，激活能降低，复合过程的热力学和动力学不同于普通的固态过程，能制备出常规条件下难以制备的新型亚稳态复合材料。
1.2 内氧化法内氧化法（Internal oxidation）是使合金雾化粉末在高温氧化气氛中发生内氧化，使增强颗粒转化为氧化物，之后在高温氢气气氛中将氧化的金属基体还原出来形成金属基与增强颗粒的混合体，最后在一定的压力下烧结成型。
因将材料进行内氧化处理，氧化物在增强颗粒处形核、长大，提高增强粒子的体积分数及材料的整体强度，这样可以提高材料的致密化程度，且可以改善相界面的结合程度，使复合材料的综合力学性能得到提高。
纳米材料与纳米技术研究进展
纳米材料与纳米技术研究进展近年来，随着科学技术的不断进步，纳米材料与纳米技术已成为热门话题，各国科学家也在纳米技术研究方面投入了大量的精力。
本文将介绍一些目前纳米材料与纳米技术研究的进展。
一、纳米材料研究进展1.金属纳米粒子金属纳米粒子是目前应用最广泛的纳米材料之一。
它的独特性质在医学、光电和材料科学等方面得到了广泛的应用。
近年来，科学家们发现，通过控制金属纳米粒子的形状和尺寸，可以进一步改善其性质。
例如，长轴为50纳米的椭球形金属纳米粒子比球形金属纳米粒子具有更好的光学特性。
因此，在未来的应用中，控制纳米粒子形状和尺寸将成为一项重要的研究方向。
2.化学合成纳米材料化学合成纳米材料是基于化学反应合成的新型材料。
其制备方法简单，成本低廉。
同时，科学家们也发现，通过控制反应条件，可以控制纳米材料的形状和尺寸。
因此，化学合成纳米材料发展前景非常广阔。
3.碳基纳米材料碳基纳米材料是一类以碳为主要成分的纳米材料。
它的制备方法多样，包括碳纳米管、石墨烯和类石墨烯材料。
在纳米材料领域，碳基纳米材料具有许多独特的性质，例如高强度、高导电性和高导热性。
因此，碳基纳米材料的应用范围非常广泛，包括能源存储、生物医学和电子器件等领域。
二、纳米技术研究进展1.纳米电子学纳米电子学是以纳米技术为基础的电子学。
在这个领域，科学家们研究如何使用纳米器件来替代传统电子器件，从而提高计算机的运行速度和存储容量。
同时，纳米电子学还可以应用于生物传感器、纳米机械和量子计算等领域。
2.纳米材料在能源存储中的应用随着可再生能源的发展，能源存储技术已变得越来越重要。
纳米材料在能量存储和转换中起着重要作用。
例如，纳米结构的锂离子电池具有更高的能量密度和更长的寿命，因此成为了研究热点之一。
同时，科学家们也在探索使用纳米结构的太阳能电池、燃料电池和超级电容器等能源存储装置。
3.纳米药物学纳米药物学是利用纳米技术制备药物纳米粒子，从而提高药物在体内的分布和靶向性。
纳米金粒子制备及应用研究进展
纳米金粒子制备及应用研究进展纳米技术在21 世纪将发挥极为重要的作用,是未来纳米器件、微型机器、分子计算机制造的最可能的途径之一。
纳米材料学作为纳米技术的重要组成部分也将会受到更广泛的重视。
科学家们利用纳米颗粒作为结构和功能单元,可以组装具有特殊功能如特殊敏感性和光、电、化学性能的纳米器件。
金属纳米颗粒由于其在量子物理,信息存储,复合材料等方面的潜在应用而引起了人们的注意。
其中,金纳米粒子由于其优异的导电性能,良好的化学稳定性及其独特的光学、催化特性而吸引了更多的目光。
这主要是因为:金是一种惰性元素,其化学稳定性良好;金和硫元素之间可以形成一种非常稳定的键合作用,这有利于在其表面组装带有各种官能团的单分子层。
由于纳米金粒子这些特有的化学性能以及独特的光、电性能,自上世纪80 年代至今,化学界对纳米金粒子的应用及其功能化研究方兴未艾。
本文综述了近年来纳米金粒子的制备及应用研究进展。
纳米金粒子的制备方法一．化学还原法制备法超细金粉制备原理:将金化合物的适当溶液通过化学还原而得到单质金粉.1.抗坏血酸为还原剂生产超细金粉工艺①王水溶金将黄金用去离子水冲洗,在置于稀硝酸中煮洗5~10min后,适当加热以启动反应,当反应较为平缓后,可再加入少量王水,直至大部分尽快获金粉溶解.反映结束时应保证体系中有少量未反应的黄金存在,即在投料时必须保证黄金的过量.②浓缩,赶硝将溶金液倾入另一烧杯中，用水洗净未反应的金块或金粉，转入下一循环使用。
洗液并入溶金液。
加热并在此过程中滴加浓盐酸以赶尽氮氧化物，过滤，滤液转入旋转蒸发皿进行浓缩结晶，然后配成适当浓度的水溶液。
③还原将抗坏血酸配成饱和溶液，在不断搅拌下，将氯金酸溶液滴加到抗坏血酸溶液中，滴加完毕后继续搅拌1h，静置沉降。
④清洗、干燥和筛分将上层清液倾出，用水和乙醇以倾析法清洗金粉。
所得金粉置于真空干燥。
冷却后，将金粉过筛分级，得到不同粒度的球形金粉末。
2.Na3C6H5O7 柠檬酸钠为还原剂制得纳米金颗粒粒径在15-20nm 之间Na3C6H5O7 为还原剂时，柠檬酸钠与氯金酸的摩尔比为1.5：1 时最佳；采用HAuCl4 溶液加入到加热的Na3C6H5O7 与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶液Na3C6H5O7 溶液加入到室温的NaBH4 与PVP 混合溶液制得的纳米金溶胶的颗粒分散性好，粒径小且更均一。
纳米四氧化三铁的化学制备方法研究进展
纳米四氧化三铁的化学制备方法研究进展一、本文概述纳米四氧化三铁（Fe₃O₄），作为一种重要的磁性纳米材料，因其独特的磁学、电学以及催化性质，在生物医学、信息存储、环境保护等多个领域具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断发展，纳米四氧化三铁的化学制备方法研究成为了当前材料科学领域的热点之一。
本文旨在对近年来纳米四氧化三铁的化学制备方法研究进展进行全面的概述，旨在探讨其制备方法的发展趋势、面临的挑战以及未来可能的应用方向。
通过系统综述已有研究成果，旨在为科研人员和相关从业人员提供有益的参考和借鉴，进一步推动纳米四氧化三铁在实际应用中的发展和进步。
二、纳米四氧化三铁的化学制备方法概述纳米四氧化三铁（Fe₃O₄）的制备方法多种多样，其中化学制备法因其实验条件温和、操作简便、产物纯度高和粒径可控等优点而受到广泛关注。
化学制备纳米四氧化三铁的方法主要包括共沉淀法、热分解法、微乳液法、溶胶-凝胶法和水热法等。
共沉淀法是最常用的制备纳米四氧化三铁的方法之一。
通过向含有铁盐（如FeCl₃、FeSO₄等）的溶液中加入沉淀剂（如NaOH、NH₃·H₂O等），使铁离子在溶液中发生沉淀，再通过热处理得到纳米四氧化三铁。
共沉淀法具有操作简单、反应条件温和、易于工业化生产等优点，但制备过程中易引入杂质，影响产物的纯度。
热分解法是通过在高温下分解含铁有机化合物或无机化合物来制备纳米四氧化三铁的方法。
常用的含铁有机化合物有乙酰丙酮铁、油酸铁等，无机化合物有草酸铁、碳酸铁等。
热分解法可以制备出高纯度、结晶性好的纳米四氧化三铁，但设备成本高，制备过程需要高温，操作较为困难。
微乳液法是一种在微乳液滴中进行化学反应制备纳米材料的方法。
通过将含铁盐溶液和沉淀剂分别溶于两种不同的表面活性剂形成的微乳液中，在微乳液滴内部发生沉淀反应，从而制备出纳米四氧化三铁。
微乳液法具有粒径分布窄、易于控制等优点，但制备过程中需要使用大量的表面活性剂，对环境造成一定污染。
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。
金属冶炼中的纳米材料制备技术
燃料电池
利用金属纳米材料作为催化剂，降低燃料电池的能耗和排 放。
锂电池
利用金属纳米材料改善锂电池的电化学性能，提高其能量 密度和循环寿命。
发展前景
随着能源需求的不断增长和环保要求的提高，金属纳米材 料在能源领域的应用前景广阔，未来将不断涌现出新的应 用场景和技术创新。
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生物医学
金属纳米材料可用于药物输送、生物成像和癌症治疗 等领域。
金属纳米材料的制备方法
物理法
通过物理手段，如激光蒸发、 溅射等方法制备金属纳米材料
。
化学法
通过化学反应，如还原剂还原 、沉淀法等方法制备金属纳米 材料。
生物法
利用生物分子或微生物作为模 板，通过生物合成方法制备金 属纳米材料。
复合法
结合物理法、化学法和生物法 的优点，通过复合手段制备金
03
金属纳米材料制备技术在 金属冶炼中的应用
提高金属材料的性能
增强金属材料的强度和韧性
纳米材料具有优异的力学性能，通过制备金属纳米材料，可以显著提高金属材料 的强度和韧性，使其具有更高的抗拉强度和耐磨性。
提高金属材料的耐腐蚀性
纳米材料具有较大的比表面积和表面活性，能够形成致密的氧化膜，从而提高金 属材料的耐腐蚀性，延长其使用寿命。
属纳米材料。
02
金属纳米材料的制备技术
物理法
真空蒸发法
在真空环境中，通过加热金属使其蒸 发，然后在冷凝器上冷凝成纳米颗粒 。该方法适用于制备纯度高、粒度均 匀的金属纳米颗粒。
机械研磨法
通过高能球磨机将金属粉末研磨至纳 米级别，具有设备简单、成本低廉的 优点，但粒度分布较宽。
化学法
还原法
利用还原剂（如氢气、乙醇等）将金属盐还原成金属纳米颗 粒。该方法操作简单，但制备的纳米颗粒容易团聚。
纳米多孔金属材料的研究现状及主要制备方法
合金化法是目前生产纳米多孔金属材料的主要制备方法，随 着科技的发展，纳米多孔金属材料的制备方法将更加快捷方 便。
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通过去合金法制备的纳米多孔材料具有以下特点 ：① 孔径小，约 1000 纳米，通过控制合金的比例和合金的反应 时间，可以控制纳米尺寸。②高表面积、脱合金方法是一种 极其复杂的方法。无序的内连通孔结构非常大，在催化领域 具有广阔的应用前景。③高孔隙率合金中各组分的比例普
纳米多孔金属材料的制备与性能研究
纳米多孔金属材料的制备与性能研究随着科学技术的不断发展，纳米材料在各个领域展现出了巨大的潜力。
其中，纳米多孔金属材料作为一种重要的纳米材料，在催化、能源储存、传感器等领域具有广泛的应用前景。
本文将重点探讨纳米多孔金属材料的制备方法以及其在各个领域中的性能研究进展。
一、纳米多孔金属材料的制备方法1. 溶剂热法溶剂热法是一种常用的纳米多孔金属材料制备方法。
一般来说，该方法需要采用一种有机溶剂和金属盐进行加热反应。
在反应过程中，溶剂的热解释放出的气体会形成孔洞结构。
通过控制反应条件中溶剂的种类、浓度和反应温度等因素，可以得到不同孔径和孔壁的纳米多孔金属材料。
2. 模板法模板法是一种制备纳米多孔金属材料的常见方法。
该方法使用一种具有特殊结构的模板作为模板。
首先，将金属溶液浸渍在模板上，然后进行热处理，使金属溶液沉积在模板的孔洞内。
最后，通过模板的去除，纳米多孔金属材料得以制备。
模板法制备的纳米多孔金属材料具有高孔隙度和可控的孔径尺寸，适用于催化剂和储能材料的制备。
3. 电沉积法电沉积法是一种通过电化学反应在电极上制备纳米多孔金属材料的方法。
通常，该方法将金属盐溶液作为电解液，将电极作为阳极或阴极。
通过调节电化学反应条件，如电位、电流密度和反应时间等，可以控制纳米多孔金属材料的形貌和孔隙结构。
电沉积法制备的纳米多孔金属材料具有高比表面积和良好的电化学性能，在储能和传感器领域具有较大的应用潜力。
二、纳米多孔金属材料的性能研究1. 催化性能纳米多孔金属材料在催化领域中展现出了重要的应用价值。
首先，由于其高比表面积和多孔结构，纳米多孔金属材料具有较高的反应活性。
其次，纳米多孔金属材料具有可调控的孔径尺寸和孔隙结构，可以提供更多的活性位点，有利于催化反应的进行。
最后，纳米多孔金属材料还具有较好的传质能力和稳定性，能够提高催化反应的效率和持久性。
2. 能源储存性能在能源储存领域，纳米多孔金属材料也显示出了良好的性能。
金属纳米线材料的制备及其应用研究
金属纳米线材料的制备及其应用研究近年来，随着纳米技术的发展，金属纳米线作为一种重要的纳米材料得到了广泛研究和应用。
金属纳米线具有较高的比表面积和可调谐的光学和电学性质，可用于生物传感器、太阳能电池、透明导电材料等多个领域。
本文将重点讨论金属纳米线材料的制备及其应用研究。
一、金属纳米线材料制备方法1. 模板辅助法模板辅助法是一种常用的金属纳米线制备方法。
通常使用无机模板（如氧化铝、氧化钛等）或有机模板（如聚酯、聚丙烯等）制备金属纳米线。
具体制备步骤为先在模板中孔洞中沉积金属或金属化合物，然后通过热处理或化学还原等方法去除模板，最终获得金属纳米线。
该方法简单易行，具有较高的可控性和可重复性。
2. 直接拉伸法直接拉伸法是一种自下而上的金属纳米线制备方法。
该方法的原理是通过在单晶或多晶金属材料的表面划出一定长度，然后用显微镜或扫描电子显微镜控制拉伸方向和力度，最终获得精细的金属纳米线。
该方法制备得到的金属纳米线具有极小的直径、高度的结晶质量和优异的机械性能。
3. 气相沉积法气相沉积法是一种高温、高真空条件下的金属纳米线制备方法。
一般采用金属原子或化合物受热或放电等方法，将其气相沉积到基板表面形成金属纳米线。
该方法可以在大量的基板上制备大面积的金属纳米线，并可以通过控制沉积温度和沉积速度等条件，实现对金属纳米线尺寸和形貌的可控制备。
二、金属纳米线材料应用研究1. 生物传感器金属纳米线作为生物传感器的研究热点之一，主要是因其高灵敏度和选择性。
金属纳米线表面的银或金等金属可以与生物分子相互作用，从而检测出生物分子的存在和浓度。
研究人员通过调整金属纳米线表面修饰功能等方式，将其应用于病原检测、基因检测等领域。
2. 透明导电材料由于金属纳米线的优异的电学性能（如高透过率、低电阻率等），它们对于透明导电材料有着重要的应用。
金属纳米线未来有望成为取代ITO（氧化铟锡）的主要备选材料，应用领域涵盖了晶体管、电子信封、平板显示器和有机光电子器件等。
纳米材料的制备方法研究进展
静电纺丝法制备金属纳米材料的研究
静电纺丝法制备金属纳米材料的研究静电纺丝法是一种制备纳米材料的技术，通过将高压电场应用于高分子液体来制备纤维和纳米颗粒，该技术已被成功地应用于制备金属纳米材料。
本文将详细介绍静电纺丝法制备金属纳米材料的研究进展、方法和应用。
研究进展近年来，金属纳米材料已成为纳米技术中最活跃的领域之一。
静电纺丝法制备金属纳米材料是一种重要的方法，可以得到高纯度、高质量和高控制度的金属纳米材料。
例如，Lu等人利用静电纺丝法成功制备了Cu、Ag、Au、Pt等多种金属纳米粒子，粒径范围从几十到几百纳米，形状可以是球形、棒形或星形等。
方法静电纺丝法是一种简单、快速、易于控制的技术，可以利用低成本的设备制备高质量的金属纳米材料。
该方法主要包括两个步骤：溶液制备和纺丝过程。
首先，选择合适的金属盐溶液，并将其与高分子溶液混合。
然后，通过静电纺丝装置在极性电极之间施加高电压，形成锥形液滴并进行拉伸，最终形成纳米颗粒。
纺丝过程可以通过改变静电纺丝装置的参数进行调节，例如电压、距离和喷射速率等。
应用利用静电纺丝法制备的金属纳米材料具有许多应用前景，例如电子材料、生物传感器、催化剂和表面增强拉曼光谱等。
其中，金属纳米粒子作为表面增强拉曼光谱(SERS)的基本成分，已被广泛应用于化学、生物医学、环境和食品等领域中的分析和检测。
此外，金属纳米粒子还具有许多其他应用，比如制备导电材料、催化有机反应、制备基于纳米光学的光学器件等。
总结静电纺丝法是制备金属纳米材料的重要方法之一，具有高效、低成本和高质量的优点。
已有许多研究表明该方法可以用于制备多种类型的金属纳米材料，并在许多领域中取得了广泛的应用。
相信随着研究的不断发展，静电纺丝法制备金属纳米材料的研究将会取得更大的进展和应用。
纳米金属材料发展
纳米金属材料可用于制造生物相容性材料 ，如生物支架和药物载体等，为生物医学 领域提供了新的发展方向。
02
纳米金属材料的研究进展
纳米金属材料的物理性能
01
02
03
表面效应
纳米金属材料的表面原子 数增多，导致表面能增加 ，对材料的物理性能产生 显著影响。
小尺寸效应
纳米金属材料的小尺寸效 应导致材料具有高熔点、 高强度、高韧性和良好的 导电性能。
01
随着计算能力的提升，通过计算设计具有优异性能的
纳米金属材料将成为可能。
绿色合成
02 发展绿色、可持续的纳米金属材料合成方法将有助于
推动纳米金属材料的应用。
多学科交叉
03
纳米金属材料的发展将促进多学科交叉，包括物理、
化学、生物学、医学、环境科学等。
04
纳米金属材料的挑战与机 遇
纳米金属材料的稳定性与安全性问题
纳米金属材料产业发展趋势
未来，纳米金属材料产业将朝着多元化、智能化、绿色化方向发展。其中，多元化是指纳米金属材料 的应用领域将不断扩大；智能化是指纳米金属材料的制备和应用将更加智能化；绿色化是指纳米金属 材料的制备和应用将更加环保。
纳米金属材料的政策建议与对策
加强政策引导
政府应加强对纳米金属材料研究 的政策引导，加大对纳米金属材 料产业的扶持力度，推动纳米金 属材料产业的发展。
量子尺寸效应
对于纳米金属材料，量子 尺寸效应导致材料的能级 间隔增大，对材料的物理 性能产生影响。
纳米金属材料的化学性能
高的化学活性
纳米金属材料具有高的化 学活性，能够作为催化剂 和催化剂载体使用。
易氧化
纳米金属材料易于氧化， 需要采取保护措施以防止 氧化。
金属氧化物纳米材料的制备新进展
金属氧化物纳米材料的制备新进展金属氧化物纳米材料制备是纳米科学和纳米技术领域的重要研究方向之一。
随着科学技术的不断发展，研究人员不断提出新的制备方法和技术，取得了一系列新的研究进展。
本文将介绍一些金属氧化物纳米材料制备的新进展。
一、溶液法制备：溶液法是制备金属氧化物纳米材料最常用的方法。
近年来，研究人员在溶液法制备金属氧化物纳米材料方面做了很多创新工作。
例如，研究人员借助微乳液技术，成功制备了一系列具有不同形貌和性能的金属氧化物纳米材料。
此外，研究人员还提出了一种新的溶液法，即借助超声波剥离法，将金属离子从金属片中剥离出来形成纳米颗粒。
这种方法不仅制备简单、成本低，而且可以得到纯度高、分散性好的金属氧化物纳米材料。
二、气相沉积法制备：气相沉积法是制备金属氧化物纳米材料常用的方法之一。
近年来，研究人员在气相沉积法制备金属氧化物纳米材料方面做了很多创新工作。
例如，研究人员借助等离子体共振技术，成功制备了一系列具有良好分散性和稳定性的金属氧化物纳米材料。
此外，研究人员还提出了一种新的气相沉积法，即借助超声波雾化法，在低温下制备金属氧化物纳米粒子。
这种方法不仅制备简单、成本低，而且可以得到纯度高、粒径分布窄的金属氧化物纳米材料。
三、溶胶-凝胶法制备：溶胶-凝胶法是制备金属氧化物纳米材料的一种重要方法。
近年来，研究人员在溶胶-凝胶法制备金属氧化物纳米材料方面做了很多创新工作。
例如，研究人员借助模板法，成功制备了具有长通道和大孔结构的金属氧化物纳米材料。
此外，研究人员还提出了一种新的溶胶-凝胶法，即借助微流体技术，在微尺度上控制金属氧化物纳米材料的形貌和尺寸。
这种方法不仅制备简单、成本低，而且可以得到高比表面积和良好分散性的金属氧化物纳米材料。
四、微乳液法制备：微乳液法是制备金属氧化物纳米材料的一种新方法。
近年来，研究人员在微乳液法制备金属氧化物纳米材料方面做了很多创新工作。
例如，研究人员借助乳化剂和辅助剂，成功制备了具有不同形貌和性能的金属氧化物纳米材料。
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金属纳米材料制备技术的研究进展摘要：本文从金属纳米材料这一金属材料重要分支进行了简要的阐述，其中重点讲述了强行塑性变形及胶束法制备纳米材料，并分析了金属纳米材料的现状及对今后的展望。
关键字：晶粒细化；强烈塑性变形；胶束法；块状纳米材料引言：金属材料是指金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
包括金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。
人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。
继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。
现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。
同时，人类文明的发展和社会的进步对金属材料的服役性能提出了更高的要求，各国科学家积极投身于金属材料领域，向金属材料的性能极限不断逼近，充分利用其为人类服务。
一种崭新的技术的实现，往往需要新材料的支持。
例如，人们早就知道喷气式航空发动机比螺旋桨航空发动机有很多优点，但由于没有合适的材料能承受喷射出燃气的高温，是这种理想只能是空中楼阁，直到1942年制成了耐热合金，才使喷气式发动机的制造得以实现。
1金属纳米材料的提出从目前看，提高金属材料性能的有效途径之一是向着金属结构的极端状态发展:一方面认为金属晶界是薄弱环节,力求减少甚至消除晶界,因此发展出了单晶与非晶态合金;另一方面使多晶体的晶粒细化到纳米级(一般<100 nm,典型为10 nm左右)[1]。
细化晶粒是金属材料强韧化的重要手段之一,它可以有效地提高金属材料的综合力学性能,尤其是当金属材料的晶粒尺寸减小到纳米尺度时,金属表现出更加优异的力学性能[2]。
因此,金属材料晶粒超细化/纳米化技术的发展备受人们关注,一系列金属纳米材料的制备技术相继提出并进行了探索,包括电沉积法、溅射法、非晶晶化法、强烈塑性变形法(Severe Plastic Deformation, SPD)、粉末冶金法以及热喷涂法等[3]。
金属纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度或由它们作为基本单元构成的金属材料。
若按维数，纳米材料的基本单元可分为( 类：一是零维。
指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米粉体、原子团簇等；二是一维。
指在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管等；三是二维。
指在三维空间中有一维处于纳米尺度，如超薄膜、多层膜及超晶格等。
超微颗粒的表面具有很高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。
利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料[4]。
金属纳米颗粒表现出许多块体材料所不具备的优越性质,可用于催化、光催化、燃料电池、化学传感、非线性光学和信息存储等领域。
以金金属具体来说，与块状金不同，金纳米粒子的价带和导带是分开的。
当金粒子尺寸足够小时，会产生量子尺寸效应，引起金纳米粒子向绝缘体转化，并形成不同能级间的驻电子波。
若其能级间隔超出一定的范围并发生单电子跃迁时，将表现出特殊的光学和电子学特性，这些性质在晶体管、光控开关、传感器方面都有其潜在的应用前景。
是因为金纳米粒子的特殊性质，使其在生物传感器、光化学与电化学催化、光电子器件等领域有着极其广阔的应用前景。
近几年来，基于金纳米粒子在发生吸附后其表面等离子共振峰会发生红移这一性质，对担载金纳米粒子的DNA及糖类分子进行研究，发现其在免疫、标定、示踪领域中有着广阔的应用前景。
此外，金纳米粒子作为一种新型催化剂在催化氧化反应中有着很高的催化活性，而担载金纳米粒子后，TiO2薄膜的光催化活性极大提高[5]。
2金属纳米材料的制备技术如今，金属纳米材料的制备技术已趋于多样化发展，按不同的分类标准具有不同的分类方法。
其中基本的可分为物理法，化学法及其他方法，物理法大致包括粉碎法和构筑法，化学法由气相反应法和液相法。
物料的基本粉碎方式是压碎、剪碎、冲击粉碎和磨碎。
常借助的外力有机械力、流能力、化学能、声能、热能等。
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。
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。
气相法制备金属纳米微粒，主要有气相冷凝法、活性氢—熔融金属反应法、溅射法、流动液面上真空蒸镀法、通电加热蒸发法、混合等离子法、激光诱导化学气相沉积法、爆炸丝法、化学气相凝聚法和燃烧火焰—化学气相凝聚法。
液相法制备金属纳米微粒，主要有沉淀法、喷雾法、水热法、溶剂挥发分解法、溶胶—凝胶法、辐射化学合成法。
此外还包括物理气相沉积、化学气相沉积、微波等离子体、低压火焰燃烧、电化学沉积、溶液的热分解和沉淀等。
2.1块体材料制备金属纳米块体材料制备加工技术:两种大块金属纳米材料的制备方法[6]-[8]。
第一种是由小至大，即两步过程，先由机械球磨法、射频溅射、溶胶—凝胶法、惰性气体冷凝法等工艺制成纳米颗粒，再由激光压缩、原位加压、热等静压或热压制成大块金属纳米材料。
凡能获得纳米粉末的方法一般都会通过后续加工得到大块金属纳米材料。
第二种方法为由大变小，是将外部能量引入或作用于母体材料，使其产生相或结构转变，直接制备出块体纳米材料。
诸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能机械球磨、严重塑性形变、滑动磨损、高能粒子辐照和火花蚀刻等。
使大块非晶变成大块纳米晶材料或利用各种沉积技术获得大块金属纳米材料。
大块金属纳米材料制备技术发展的目标是工艺简单，产量大及适应范围宽，能获得样品界面清洁且无微孔的大尺寸纳米材料制备技术。
其发展方向是直接晶化法。
实际上今后相当一段时间内块状纳米晶样品制备仍以非晶晶化法和机械合金化法为主[4]。
现在需要克服的是机械合金化中微孔隙的大量产生，亦应注意其带来的杂质和应力的影响。
今后纳米材料制备技术的研究重点将是高压高温固相淬火，脉冲电流及深过冷直接晶化法和与之相关的复合块状纳米材料制备及研究工作。
2.2 强烈塑性变形法（SPD技术）强烈塑性变形法（SPD技术）是在不改变金属材料结构相变与成分的前提下,通过对金属材料施加很大的剪切应力而引入高密度位错,并经过位错增殖、运动、重排和湮灭等一系列过程,将平均晶粒尺寸细化到1μm以下,获得由均匀等轴晶组成、大角度晶界占多数的超细晶粒金属材料的一种工艺方法[9]。
SPD是一种致力材料纳米化的方法,其特点是利用剧烈塑性变形的方式,在较低温度下(一般<0.4Tm, Tm为金属熔点)使常规金属材料粗晶整体细化为大角晶界纳米晶,无结构相变与成分改变,其主要的变形方式是剪切变形。
它不仅是一种材料形状加工的手段,而且可以成为独立改变材料内部组织和性能的一种技术,在某些方面,甚至超过热处理的功效。
它能充分破碎粗大增强相,尤其是在促使细小颗粒相均匀分布时比普通轧制、挤压效果更好,显著提高金属材料的延展性和可成形性。
在应用方面,到目前为止,通过SPD法取得了纯金属、合金钢、金属间化合物、陶瓷基复合材料等的纳米结构,而且投入了实际应用并获得了认可[3]。
譬如,通过SPD法制备的纳米Ti合金活塞,已用于小型内燃机上;通过SPD法制备的纳米Ti 合金高强度螺栓,也已广泛应用于飞机和宇宙飞船上。
这些零件可以满足高强度、高韧性、较高的疲劳性能的要求,从而大大提高了使用寿。
经过近年的快速发展,人们对采用SPD技术制备金属纳米/超细晶材料已经有了一定的认识。
但是,不管是何种SPD法制备纳米材料,目前,还处在工艺可行性分析及材料局部纳米化的实验探索阶段,存在诸如成形效率低、变形过程中出现疲劳裂纹、工件尺寸小、显微组织不均匀、材料纳米化不彻底等问题,对SPD 制备纳米/超细晶金属材料的成形机理没有统一的定论。
2.3胶束法胶束法是控制金属纳米颗粒形状的另一个重要方法[10]。
胶束以一小部分增溶的疏水物质或亲水物质形式存在。
如果表面活性剂的浓度进一步增大,增溶程度会相应提高。
胶束尺寸可增大到一定的范围,此时胶束尺寸比表面活性剂的单分子层厚度要大很多,这是因为内池中的水或者油的量增大的缘故。
如果表面活性剂的浓度进一步增大,胶束则会被破坏而形成各种形状,这也为合成不同形状的纳米粒子提供了可能。
合成各种形貌的金属纳米颗粒的方法还包括高温分解法、水热法、气相沉积法、电化学法等。
其中,高温分解法是在高温下分解前驱体;水热法是一种在高温高压下从过饱和水溶液中进行结晶的方法;气相沉积法是将前驱体用气体带入反应器中,在高温衬底上反应分解形成晶体。
这3种方法均可以得到纯度高、粒径可控的纳米粒子,但是制备工艺相对复杂,设备比较昂贵。
电化学方法中可采用石墨、硅等作阴极材料,在水相中还原制备不同金属纳米颗粒,也可采用模板电化学法制备金属纳米管、纳米线等不同形貌的纳米材料。
这种方法的优点是反应条件温和、设备简单,但目前还没有大规模合成方面的应用。
2.4双模板法制纳米点阵[11]采用先后自组装、沉积和溶解的方法，制成2种模板，然后在其中空球模板中电化学沉积得到纳米粒子点阵，溶去另外一种模板后得到纳米粒子点阵。
这是目前获得粒子均匀排列有序纳米粒子点阵的最有效的方法，关键是如何控制粒子的大小和获得较窄且均匀的粒度分布。
3 金属纳米材料的现状分析纳米技术在生产方式和工作方式的变革中正在发挥重要作用，它对社会发展、经济繁荣、国家安定和人类生活质量的提高所产生的影响无法估量。
鉴于纳米技术及纳米材料特别是金属纳米材料在未来科技中的重要地位及产业化的前景一片光明，目前世界上各国特别是发达国家非常重视金属纳米材料，从战略高度部署纳米技术研究，以提高未来10 年至20年在国际上的竞争能力。
诺贝尔奖获得者罗雷尔说过：20 世纪70年代重视微米研究的国家如今都成为发达国家，现今重视纳米技术和纳米材料的国家极可能成为下世纪的先进国家。
最近美国在国家科学技术理事会的主持下，提出“国家纳米技术倡议”：纳米技术将对21 世纪的经济、国防和社会产生重大影响，可能与信息及生物技术一样，引导下一个工业革命，应该置其于科技的最优先位置。
世界各国制定纳米技术和纳米材料的战略是：以未来的经济振兴和国家的实际需求为目标，牵引纳米材料的基础研究和应用开发研究；组织多学科的科技人员交叉创举，重视基础和应用研究的衔接，重视技术集成；重视纳米材料和技术改造传统产品，提高高技术含量，同时部署纳米技术和纳米材料在环境、能源和信息等重要领域的应用，实现跨越式发展。
我国纳米技术和纳米材料始于20 世纪80年代末。
“八五”期间，纳米材料科学列入国家攀登项目。
纳米材料的应用研究自1996年以后在准一维纳米丝纳米电缆的制备等几个方面取得了重大成果。
我国约有1万人从事纳米研究与发展，拥有20 多条生产能力在吨级以上的纳米材料粉体生产线。
生产的纳米金属与合金的种类有：银、钯、铜、铁、钴、镍、铝、钽、银-铜合金、银-锡合金、铟-锡合金、铜-镍合金、镍-铝合金、镍-铁合金、镍-钴合金[4]。