纳米材料制作
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法纳米材料的制备方法多种多样，具体选择的方法取决于所需纳米材料的性质、应用需求以及实验条件等因素。
以下是几种常见的纳米材料制备方法：1.化学合成法：-溶液法：将适当的化学物质在溶剂中混合反应，控制反应条件如温度、pH值等，通过溶液中原子、离子或分子的自组装形成纳米结构。
常见的溶液法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、沉积法等。
-气相沉积法：将气态前驱物质通过化学反应沉积到基底表面，形成纳米结构。
气相沉积法包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等。
2.物理方法：-机械球磨法：通过机械力的作用使粉末颗粒在球磨罐中产生碰撞和摩擦，从而实现颗粒的细化和形态的改变，制备纳米颗粒或纳米结构。
-溅射法：利用高能粒子轰击靶材表面，使靶材表面原子或分子脱落并沉积到基底表面，形成纳米薄膜或纳米结构。
3.生物合成法：-利用生物体内的生物合成过程，通过调控生物体的生理条件或添加适当的试剂，使生物体产生纳米材料。
常见的生物合成法包括植物合成、微生物合成等。
4.模板法：-利用模板的空间排列结构和特定的化学性质，将原料物质定向沉积或填充到模板孔道中，通过模板的模板效应制备纳米结构。
常见的模板法包括硅模板法、自组装模板法等。
5.激光法：-利用激光束对物质进行光照，控制激光的能量和焦点位置，使材料在局部区域发生化学或物理变化，形成纳米结构。
常见的激光法包括激光烧蚀、激光诱导化学气相沉积等。
这些制备方法各有特点，可以根据纳米材料的具体要求选择适合的方法进行制备。
同时，纳米材料的制备过程中需要注意控制反应条件、纯度和结构等关键因素，以确保制备得到高质量的纳米材料。
纳米材料的制备方法(液相法)
(2)雾化水解法
将一种盐的超微粒子，由惰性气体载入含有金属 醇盐的蒸气室，金属醇盐蒸气附着在超微粒的 表面，与水蒸气反应分解后形成氢氧化物微粒， 经焙烧后获得氧化物的超细微粒。
这种方法获得的微粒纯度高，分布窄，尺寸可控。 具体尺寸大小主要取决于盐的微粒大小。
例如高纯Al2O3微粒可采用此法制备： 具体过程是将载有氯化银超微粒(868一923K)的 氦气通过铝丁醇盐的蒸气，氦气流速为500— 2000 cm3/min，铝丁醇盐蒸气室的温度为395— 428K，醇盐蒸气压＜=1133Pa。在蒸气室形成 以铝丁醇盐、氯化银和氦气组成饱和的混合气 体。经冷凝器冷却后获得了气态溶胶，在水分 解器中与水反应分解成勃母石或水铝石(亚微 米级的微粒)。经热处理可获得从Al2O3的超细 微粒。
• 金刚石粉末的合成
5ml CCl4 和过量的20g金属钠被放到50ml的高压釜中，质量比为Ni:Mn:Co = 70:25:5的Ni-Co合金作为催化剂。在700oC下反应48小时，然后的釜中冷却。 在还原反应开始时，高压釜中存在着高压，随着CCl4被Na还原，压强减少。 制得灰黑色粉末。
(A)TEM image (scale bar, 1 mm) (B) electron diffraction pattern (C) SEM image (scale bar, 60 mm)
§2.2 .1 沉淀法 precipitation method
沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液， 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。
ZrOCl2 2NH 4OH H 2O Zr(OH ) 4 2NH 4Cl
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法主要有几种，其中包括物理法、化学法和生
物技术法。
1. 物理法：物理法的制备方法又可以分为几类，包括电磁熔炼法、湿法分散器等。
例如电磁熔炼法可以通过电磁力场将含有特定成分的
材料加热融化，然后通过冷却和固定，形成小尺度的粒子。
湿法分散
器也可以将混入溶剂中的原料加以研磨并调节粒径，从而获得纳米溶胶。
2. 化学法：化学法中，主要有溶剂热法、溶剂冷法等。
溶剂热法
是使用溶剂作为介质，将原料溶解，然后加入体系内氧化剂进行氧化
聚合，最后用超声处理微粒，形成更小的纳米粒子。
而溶剂冷法则是
将原料溶解后，再加入表面活性剂，使其聚集形成纳米粒子。
3. 生物技术法：生物技术法则是利用微生物的合成能力进行合成，将原料添加到表面活性剂、微生物介质、磷酸肥料等中，以促进微生
物的生长和代谢，最终形成纳米粒子。
以上就是纳米材料的制备方法主要有几种，它们分别是物理法、
化学法和生物技术法。
这些方法都有不同的优点和缺点，需要根据具
体应用场景选择合适的方法，以期获得更高质量的纳米材料粒子。
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。
纳米材料的制备方法及原理 (整理)
7、等离子体加热蒸发法
等离子体的概念及其形成
物质各态变化： 固体→液体→气体→等离子体→反物质（负）+物质（正） （正负电相反，质量相同） 只要使气体中每个粒子的能量超过原子的电离能，电子将 会脱离原子的束缚而成为自由电子，而原子因失去电子成 为带正电的离子（热电子轰击）。这个过程称为电离。当 足够的原子电离后转变另一物态---等离子态。
4
1、气相法制备纳米微粒的生长机理
• 2) 高频感应加热： 电磁感应现象产生的热来加热。 类似于变压器的热损耗。 高频感应加热是利用金属和磁 性材料在高频交变电磁场中存 在涡流损耗和磁滞损耗，因而 实现对金属和铁磁性性材料工 件内部直接加热。
5
1、气相法制备纳米微粒的生长机理
• 3) 激光加热： 将具有很高亮度的激光束经透镜聚焦后，能在焦点附近产生数千
17/372
3、非晶晶化法
原理：先将原料用急冷技术制成非晶薄带或薄膜， 就是把某些金属元素按一定比例高温熔化，然后 将熔化了的合金液体适量连续滴漏到高速转动的 飞轮表面，这些合金液体沿着飞轮表面的切线方 向被甩了出去同时急遽地冷却，成为非晶薄带或 薄膜。然后控制退火条件，如退火时间和退火温 度，使非晶全部或部分晶化，生成的晶粒尺寸可 维持在纳米级。
18/372
4、机械破碎法
是采用高能球磨、超声波或气流粉碎等机械方法，以粉 碎与研磨为主体来实现粉末的纳米化。 其机理主要是产生大量缺陷，位错，发展成交错的位错 墙，将大晶粒切割成纳米晶。 球磨工艺的目的是减小微粒尺寸、固态合金化、混合以 及改变微粒的形状。球磨的动能是它的动能和速度的函 数，致密的材料使用陶瓷球，在连续严重塑性形变中， 位错密度增加，在一定的临界密度下松弛为小角度亚晶 晶格畸变减小，粉末颗粒的内部结构连续地细化到纳米 尺寸
纳米材料的制备方法
• 3)熔融共混： 将聚合物熔体与纳米粒子共
混而制备复合体系的方法。由于有些高聚 物的分解温度低于熔点，不能采用此法， 使得适合该法的聚合物种类受到限制。熔 融共混法较其它方法耗能少，且球状粒子 在加热时碰撞机会增加，更易团聚，因而 表面改性更为重要。
4)机械共混： 是通过各种机械方法如搅 拌、研磨等来制备纳米复合材料的方法。 该法容易控制粒子的形态和尺寸分布， 其难点在于粒子的分散。 为防止无机纳米粒子的团聚，需对其进 行表面处理，除采用分散剂、偶联剂和 (或)表面功能改性剂等综合处理外，还 可用超声波辅助分散。
纳米材料的制备方法
共混法
• 共混法类似于聚合物的共混改性，是聚合
物与无机纳米粒子的共混，该法是制备纳
米复合材料员简单的方法，适合于各种形
态的纳米粒子。根据共混方式，共混法大 致可分为以下四种：
•
1)溶液共混： 制备过程大致为：将基
体树脂溶于溶剂中，加入纳米粒子，充分
搅拌使之均匀分散，最后成膜或浇铸到模 具中，除去溶剂液(外乳化型或内乳 化型)，再与纳米粒子均匀混合，最后除去溶剂(水) 而成型．外乳化法由于乳化剂的存在，一方面可使 纳米粒子更加稳定，分散更加均匀，另一方面它也 会影响纳米复合材料的一些物化性能，特别是对电 性能影响较大，也可能由于其亲水性、使纳米复合 材料光学性能变差。自乳化型聚合物／无机物复合 体系则既有外乳化法的优点，又能克服外加乳化剂 对纳米复合材料的电学及光学的影响，因而性能更
纳米材料制备方法
纳米材料制备方法目录1. 物理方法 (2)1.1 物理凝聚法 (2)1.2 溅射法 (2)1.3 喷雾热解法 (2)1.4 高能球磨法 (2)1.5 压淬法 (2)1.6 固相法 (3)1.7 超声膨胀法 (3)1.8 液态金属离子源法 (3)1.9 爆炸法 (3)1.10 严重塑性变形法 (3)2．化学方法 (3)2.1 沉淀法 (4)2.2 水解法 (4)2.3 溶胶－凝胶法 (4)2.4 熔融法 (4)2.5 电化学法 (4)2.6 溶剂蒸发法 (5)2.7 微乳液法 (5)2.8 金属醇盐法 (5)2.9 气相燃烧合成法 (6)2.10 有机液相合成法 (6)2.11 模板法 (6)3.参考文献 (6)11. 物理方法1.1 物理凝聚法1.1.1 真空蒸发－冷凝法在超高真空(10-6 Pa)或惰性气氛(Ar、He，50~1 k Pa)中，利用电阻、等离子体、电子束、激光束加热原料，使金属、合金或化合物气化、升华，再冷凝形成纳米微粒。
其粒径可达1~100 nm。
此方法的特点是外表清洁、粒度小、设备要求高、产量低，适用于实验室制备。
1.1.2 等离子体蒸发凝聚法把一种或多种固体颗粒注入惰性的等离子体中，使之通过等离子体之间时完全蒸发，通过骤冷装置使蒸气凝聚制得纳米微粒。
通常用于制备含有高熔点金属、合金的纳米材料，如Fe-Al、Nb-Si等。
此法常以等离子体作为连续反应且制备纳米微粒。
1.2 溅射法溅射法利用离子、等离子体或激光溅射固体靶，即用两块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入Ar气，两电极间施加电压。
粒子的大小及尺寸主要取决于两电极间的电压、电流和气体压力。
靶材的外表积愈大，原子的蒸发速度愈高，超微粒的获得量愈多。
1.3 喷雾热解法喷雾热解法是将含所需正离子的某种盐类的溶液喷成雾状，送入加热至设定温度的反应器内，通过反应生成微细的粉末颗粒。
它综合了气相法和液相法的优点，可制备多种组分的复合材料，从溶液到粉末一步完成，且颗粒形状好。
纳米材料的制作方法
纳米材料的创始人H Gleiter 教授将
NSM 的制作方法概括为如下4 种:
(1) 二步程序法: 先单独生产出干净(无污染) 自由表面的纳米尺度的晶体, 然后在原位固结成NSM(固结工艺冷压或热压) 。
现已开发出许多单独生产纳米晶的方法, 例如, 惰性气体凝固法, 由固溶体沉淀析出法或原始料化合物分解法等。
(2) 通过大形变方法( 例如, 球磨、挤压、剪切、摩擦或高能辐照等)向完整(或接近完整)单晶引进高密度的晶体缺陷(如: 晶界和位错等),其中最典型的方法是机械合金化。
(3) 不稳定态的凝聚物质的结晶化法, 目前使用的结晶化方法有: 由玻璃态或者过冷的熔体结晶和由过饱和的固溶体沉淀或过饱和的液体溶液沉淀结晶等。
(4) 用CVD、PVD、电化学方法、或用从稀溶液析出的沉淀反应等方法,将原子(或分子) 沉积在适当的衬托物上形成NSM, 这是一维(1D)NSM 制作方法。
纳米材料的工作原理
纳米材料的工作原理纳米材料是近年来发展迅速的一种新材料，它的工作原理涉及到纳米尺度下的物理、化学和生物学等多个领域。
本文将从纳米材料的定义、制备方法和应用领域等方面，介绍纳米材料的工作原理。
一、纳米材料的定义纳米材料是指在至少一个维度上的线度、粒径或均质尺寸处于纳米尺度范围的材料，通常是1至100纳米。
这样的尺寸特征使得纳米材料在化学、物理和生物学等领域中具有独特的性质和应用潜力。
二、纳米材料的制备方法1. 底层扩散法底层扩散法是指通过物理或化学手段，在基底上沉积、生长纳米材料。
例如，利用物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶凝胶等方法可以在基底上制备出纳米颗粒、纳米线、纳米管等形态的纳米材料。
2. 上层构筑法上层构筑法是指通过层层构筑方法，在已有的基底上逐层组装纳米材料。
例如，通过自组装、溶液浸渍等方法可以实现纳米颗粒、纳米薄膜、纳米多层结构的构建。
3. 基底模板法基底模板法是指利用基底的孔隙或孔道作为模板，将溶液或薄膜注入其中，使得溶液或薄膜进入孔隙或孔道中形成纳米材料。
例如，利用电化学沉积、电化学腐蚀等方法可以在基底孔隙中形成纳米线、纳米颗粒等形态的纳米材料。
三、纳米材料的工作原理纳米材料的工作原理主要受到两个因素的影响：尺寸效应和表面效应。
1. 尺寸效应由于尺寸的减小，纳米材料的体积与表面积之比增大，从而导致了纳米材料独特的性质。
一方面，纳米材料的尺寸相近于一些物理量的波长，例如电子的德布罗意波长，导致了量子效应的出现；另一方面，纳米材料的大比表面积使得其具有很强的吸附能力和化学反应活性。
2. 表面效应纳米材料的高表面能使得其具有较大的表面活性、吸附能力和反应速率。
纳米材料的表面结构也能影响其物理和化学性质。
比如，纳米颗粒的表面结构不规整，导致其具有更高的晶格应变和界面能量，从而影响了纳米材料的力学性能和光学性质。
纳米材料凭借其独特的尺寸和表面效应，被广泛应用于多个领域，如电子器件、催化剂、能源储存和转换、生物医学和环境保护等。
纳米材料制作方法
纳米材料制作方法
纳米材料是由纳米尺度原子、分子和表面科学来制备的出现在现代技术中具有多重功能的新型材料。
纳米材料的制备方法有以下几种：
1）离子交换法。
通过离子交换，将大尺度的特定材料转换成较小的带电离子或无机小分子在水或有机溶剂中，可以获得生成可作为纳米材料的小粒子。
2）热溃疡法。
将想要制备成纳米材料的物质放入旋转容器中，加热，使其逐渐晶化，由此可形成各种纳米尺度（如纳米晶体）的物质组分。
3）溶剂萃取法。
将物质放入溶剂中，并通过慢慢萃取，可分离出各种不同形状的纳米粒子，最终获得的结果是纳米结构的纳米材料。
四）电解沉积法。
这是一种用于在金属表面电解分散物质形成纳米结构的方法，包括纳米线和纳米微粒。
5）化学气相沉积法。
这是利用化学气相沉积在特定表面上生成纳米结构的技术，其中涉及一种精确可控的化学反应，可以构建出不同形状和尺寸的微结构体。
制备纳米材料的方法
制备纳米材料的方法纳米材料是一种具有纳米级尺寸（一般指10-9米，即一亿分之一米）的材料，其特殊的尺寸效应使得其具有许多优异的物理、化学和力学性质，具有广泛的应用前景。
下面将介绍一些常见的制备纳米材料的方法。
1. 粉末冶金法：粉末冶金法是制备纳米材料的一种常见方法。
该方法通过机械研磨、球磨、电解法等手段将材料原料制备成纳米级颗粒。
这种方法适用于金属、合金和陶瓷等材料的制备。
2. 溶剂热法：溶剂热法是利用溶剂的热容量大、热导率高以及溶剂中溶解度大的特点，将溶媒置于高温、高压条件下，解决固体化学反应的问题，从而制备纳米材料。
常用的溶剂热法包括热分解法、热重沉淀法等。
3. 气相沉积法：气相沉积法是通过在惰性气氛下加热材料原料，使其热解并在沉积器壁上沉积成纳米颗粒。
该方法适用于制备金属、合金、氧化物等纳米材料。
4. 溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法是将溶解了金属或金属化合物的溶胶或凝胶转变成固体材料。
对于纳米材料的制备，该方法最常用的是溶胶-凝胶法配合热处理。
通过控制溶胶-凝胶的条件和热处理的温度，可以制备出具有不同形貌和结构的纳米材料。
5. 电化学方法：电化学方法是指利用电化学原理，通过改变电极电位和电解液的条件，引发电化学反应，从而制备纳米材料。
常用的电化学方法有电沉积法、电解法、电化学腐蚀法等。
6. 生物法：生物法是利用生物体内的生物体、微生物、酶、酵母等通过生物合成制备纳米材料。
借助生物体或生物酶的强氧化性或还原性，可以在生物的细胞膜或胞内合成出具有纳米尺寸的材料，如金、银纳米颗粒等。
7. 激光烧结法：激光烧结法是通过激光加热和烧结工艺，将纳米粉末加工为块、薄膜或纳米线等形态的纳米材料。
该方法具有加热均匀、温度可控、制备成本低等优点。
总结起来，制备纳米材料的方法多种多样，在具体应用中可以根据材料的性质和要求选择合适的方法。
通过上述的方法，可以制备出具有特殊性质和广泛应用前景的纳米材料。
纳米材料原理
纳米材料原理
纳米材料是一种具有特殊结构和性能的新型材料，其尺寸在纳米尺度范围内。
纳米材料因其独特的物理、化学和生物学特性，被广泛应用于材料科学、生物医学、能源储存等领域。
纳米材料的原理主要包括制备方法、表征技术和性能特点。
首先，纳米材料的制备方法多种多样，包括物理法、化学法、生物法等。
物理
法主要通过机械研磨、溅射、气相沉积等手段制备纳米材料。
化学法则是利用化学合成的方法来制备纳米材料，包括溶胶凝胶法、水热法、微乳液法等。
生物法则是利用生物体、生物分子或生物过程来制备纳米材料，如生物矿化法、生物还原法等。
这些制备方法可以根据需要选择，以获得所需的纳米材料。
其次，纳米材料的表征技术是评价纳米材料性能的重要手段。
常用的表征技术
包括透射电镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、原子
力显微镜（AFM）等。
这些技术可以对纳米材料的形貌、结构、成分进行表征，
从而揭示纳米材料的微观特性。
最后，纳米材料具有许多独特的性能特点。
首先，纳米材料具有较大的比表面
积和量子尺寸效应，使其具有优异的光学、电学、磁学等性能。
其次，纳米材料具有较高的表面活性和界面效应，使其在催化、传感、生物医学等领域具有广泛应用前景。
再次，纳米材料的尺寸和形貌可以通过调控制备条件来实现，从而实现对纳米材料性能的精确调控。
综上所述，纳米材料的原理涉及制备方法、表征技术和性能特点三个方面。
通
过对纳米材料的深入了解，可以更好地发挥其在材料科学、生物医学、能源储存等领域的应用潜力，推动纳米材料领域的发展和创新。
纳米材料的制备
制备原理及方法
该法通常是在真空蒸发室内充入 低压（50Pa—1KPa）惰性气体（N2、 He、Ar等），通过蒸发源的加热作 用（可采用电阻、等离子体、电子 束、激光、高频感应等加热源）， 使待制备的金属、合金或化合物气 化或形成等离子体，与惰性气体原 子碰撞而失去能量，然后骤冷使之 凝结成纳米粉体粒子，粒子的粒径 可通过改变气体压力、加热温度、 惰性气体种类以及惰性气体流速等 进行控制。凝聚形成的纳米粒子将 在冷肼上沉积起种或数种金属 物质得到。 • 纳米氧化物可在蒸发过程中或制成粉体后 于真空室内通以纯氧使之氧化得到。 • 纳米金属粉体可在蒸发过程中通以甲烷为 粉体包覆碳“胶囊”。
优缺点
蒸发冷凝法： 优点是所制作的纳米粒子表面清洁，可 以原位加压进而制备纳米块体。纳米粒子 的粒径可以通过调节加热温度、压力和气 氛等参数在几纳米至500nm范围内调控。 缺点是结晶形状难以控制、生产效率低。
蒸发凝聚法
蒸发凝聚法是采用物理方法制备纳米 粉体的一种典型方法。也是制备金属或陶瓷超 细微粉末的一种常用方法，这种方法也叫做惰 性气体下蒸发凝聚法（因为是在惰性气体下操 作） 通常由具有清洁表面的、粒度为1100nm的微粒经高压成形而成，纳米陶瓷还需 要烧结。国外用上述惰性气体蒸发和真空原位 加压方法已研制成功多种纳米固体材料，包括 金属和合金，陶瓷、离子晶体、非晶态和半导 体等纳米固体材料。我国也成功的利用此方法 制成金属、半导体、陶瓷等纳米材料。
纳米材料制备方法
CH
CH 2
R CH 2 CH
CH 2
聚异丁烯
烃化反应
CH CO O
CH CO
CH 3 CO N H ( C H 2 C H 2 N H ) n H
CHR
CH 2 CO
CCHHCCH 2H
CHCO
2 CH OCO
CHR CHCO
CH 3C(C2OHH3 ) 180~200℃
O
C(C2OHH4 ) 180~220℃
采用低温沉淀方法（降低温度不但可以相应提高反应物过饱和度，
同时也增加了介质的粘度，而粘度又可决定粒子在介质中的扩散速率， 所以通常在某一适当温度时晶核生长速率为极大 ）；
在极低浓度下完成沉淀反应（在浓度约0.1~1 mmol/L时，过饱
和度足以引起大量晶核形成，但晶核的生长却受到溶液中反应物浓度的 限制。在浓度稍大时，晶核的形成量并不增加很多，但有较多的物质可 用于晶核的生长，易形成大颗粒沉淀 ）；
速减小，使晶核生长速率变慢，这就有利于胶体的形成；
②当(c-s)/s值较小时，晶核形成得较少，(c-s)值也相应地降低较慢
，但相对来说，晶核生长就快了，有s值极小，晶核的形成数目虽少，但晶核生长速率也非
常慢，此时有利于纳米微粒的形成。
精选ppt
6
N0.3 沉淀法制备纳米材料技巧
精选ppt
5
N0.2 沉淀制备法制备条件分析
成核速率：rN =
kc s
–
( s为溶解度，c-s为过饱和度）
晶核生长速率: rG =
Ds d
– （c-s） (D为粒子的扩散系
数,d为粒子的表面积,δ为粒子δ的扩散层厚度)
由上二式可知：
①假定开始时 (c-s)/s值很大，形成的晶核很多，因而(c-s)值就会迅
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法纳米材料的制备方法主要包括：物理法和化学法两大类。
（１）物理法：放电爆炸法、机械合金化法、严重塑性变形法、惰性气体蒸发法、等离子蒸发法、电子束法、激光束法等。
（２）化学法：气相燃烧合成法、气相还原法、等离子化学气相沉积法、溶胶一凝胶法、共沉淀法、碳化法、微乳液法、络合物分解法等。
纳米微粒和纳米材料具有广阔的应用前景，它的应用领域包括化工、机械、生物工程、电子、航天、陶瓷等方面。
（１）纳米微粒用作催化剂。
聚合型马来酰亚胺树脂材料在军工、民用行业得到广泛应用，它性能优良，被认为是最有发展前途的树脂基体。
纳米ＴｉＯ２可作为Ｎ—苯基马来酰亚胺聚合反应的催化剂。
（２）纳米微粒可提高陶瓷塑性。
纳米ＴｉＯ２与其它金属氧化物纳米晶一起可组成具有优良力学性能的各种新型复合陶瓷材料，在开发超塑性陶瓷材料方面具有诱人的前景。
（３）纳米微粒用作润滑油添加剂，可大大减轻摩擦件之间的磨损。
把平均粒径小于１０ｎｍ的金刚石微粒（ＮＭＤ）均匀加入Ｃｕ１０Ｓｎ合金基体中，干滑动摩擦试验结果表明：在载荷７８Ｎ、滑动速率低于１.６ｍ／ｓ时，Ｃｕ１０Ｓｎ２ＮＭＤ复合材料的摩擦因数稳定在０.１９左右，远低于基体Ｃｕ１０Ｓｎ合金（μ＝０.３１～０.３８）。
而且Ｃｕ１０Ｓｎ合金在摩擦过程中产生较大的噪音，摩擦过程不平稳，而Ｃｕ１０Ｓｎ２ＮＭＤ复合材料摩擦过程非常平稳，噪音很低，并且在摩擦副的表面形成了部分连续的固体润滑膜。
（４）纳米颗粒用于生物传感器。
葡萄糖生物传感器在临床医学、食品工业等方面都有重要的用途。
将金、银、铜等纳米颗粒引入葡萄糖氧化酶膜层中，由此制得的生物传感器体积小，电极响应快、灵敏度高。
（５）纳米复合材料。
采用溶胶—凝胶法可制备出聚酰亚胺／二氧化硅纳米复合材料。
（６）纳米微晶应用于磁性材料中，可制备出高效电子元件和高密度信息贮存器。
纳米材料人们将晶体区域或其它特征长度在纳米量级范围（小于100nm）的材料广义定义为"纳米材料"或"纳米结构材料"（nanostructured materials）。
详述纳米材料的制备方法及种类。
详述纳米材料的制备方法及种类。
纳米材料，听起来就像是科学家们的魔法吧？其实它们的世界充满了神奇和可能性。
我们生活中的许多东西都能和纳米材料扯上关系，像是智能手机里的屏幕、太阳能电池，还有那些让人惊叹的药物传递系统。
今天就来聊聊这些小东西的制备方法和种类，让我们一起深入这个奇妙的领域。
制备纳米材料的方法可谓是五花八门。
想想吧，物理法、化学法，甚至生物法都能派上用场。
物理法就像在打游戏一样，直接把大块材料切割成小块儿。
举个例子，机械磨粉法就像你把巧克力棒砸成小碎片，越砸越小，直到变成你想要的纳米级别。
听起来有点儿简单，但其实技术含量可不低。
再比如，气相沉积法，想象一下把材料在气体中蒸发，然后慢慢冷却，最后凝结成一层层薄膜。
这就像制作冰淇淋，慢慢冷冻，成就美味。
化学法则有点像做实验，材料在液体中反应，形成小颗粒。
水热合成法，听名字就很高级，其实就是在高温高压下，让反应更彻底，结果就是一堆纳米颗粒冒出来。
这种方法就像是压力锅，里面的气氛特别热烈，最后能得到超高品质的材料。
还有共沉淀法，简单来说，就是把溶液中的金属离子通过化学反应沉淀出来，形成纳米颗粒。
这过程就像在厨房里调味，试试看哪个配方更好。
再说生物法，这个就更酷了。
用植物或者微生物来制备纳米材料，听起来像科幻电影的情节，其实是真的。
在一些植物的提取液中，金属离子通过生物还原反应被转化成纳米颗粒。
这种方法可环保了，简直就是自然界的魔法。
植物就像是小小的化学工厂，悄悄地为我们制造纳米材料，真是了不起。
种类方面，纳米材料也千姿百态，各有各的特色。
首先是金属纳米材料，比如银纳米颗粒，大家一定听说过，它们有抗菌性能，能在医疗上大展身手。
还有金纳米颗粒，颜色五彩斑斓，常常用作成像和药物传递，简直就是小小的超级英雄。
再比如铜纳米颗粒，价格亲民，用途广泛，也是人们关注的焦点。
再说氧化物纳米材料，比如二氧化钛，广泛应用于光催化、太阳能电池和涂料。
听说它的光催化效果很棒，能在阳光下分解有机物，保护环境。
- 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、"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、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)。
纳米薄膜是由纳米晶粒组成的准二维系统，它具有约 占50%的界面组元，因而显示出与晶态、非晶态物质均 不同的崭新性质。 纳米固体是由大量纳米微粒在保持表（界）面清洁条 件下组成的三维系统，其界面原子所占比例很高。 总体而言，目前对纳米材料的研究主要有两个方面。 一是探索新的合成方法，发展新型的纳米材料。 二是系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特征 等，对照常规材料探究纳米材料的特殊规律，建立描述 和表征纳米材料的新概念和新理论。
纳米材料的特性： 1. 尺寸效应 当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长等 物理特征尺寸相当或更小时, 晶体周期性界条件将 被破坏; 非晶态纳米微粒的颗粒表面附近原子密度 减小, 导致声、光电、磁学、热学力学等特性呈现 出新的小尺寸效应。 2. 表面效应 一般而言, 随着微粒尺寸的减小, 微粒中表面原 子与原子总数之比将会增加, 表面积也将会增大, 从 而引起材料性能的变化, 这就是纳米粒子的表面效 应。 3.子隧道效应 微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。
“更轻”是指借助于纳米材料和技术，我们可以制备 体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体 积，使其更轻盈。第一台计算机需要三间房子来存 放，正是借助与微米级的半导体制造技术，才实现 了其小型化，并普及了计算机。无论从能量和资源 利用来看，这种“小型化”的效益都是十分惊人的。 “更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、 热性能。 “更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度 和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷 的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑 性。
优点：表面效应、体积效应、量子尺寸效应等， 拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领 域特别是在光电、磁、催化等方面具有非常重 大的应用价值。 缺点：1.对人类健康构成严重威胁 2.造成大量资源的浪费 任何事物都具有两面性，纳米材料也不例外
纳米材料的制作方法：
纳米材料的创始人HGleiter教授将NSM的 制作方法概括为如下四种： （1）二步程序法: (2) 通过大形变方法 ： （3) 不稳定态的凝聚物质的结晶化法 ： （4）用CVD、PV D、电化学方法、或用从稀 溶液析出的沉淀反应等方法 ：
纳米材料的特点：
当粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、 电、磁、热性能呈现新的特性。
纳米颗粒往往具有很大的比表面积，每克这种固 体的比表面积能达到几百甚至上千平方米 。
概括纳米材料：
更轻、更高、更强
纳米材料一般分为：纳米微粒、纳米薄膜（多层 膜和颗粒膜）、纳米固体。 纳米微粒是纳米体系的典型代表，一般为球形或 类球形（与制备方法密切相关），它属于超微研究的II-VI族半导体硫化镉，其吸 收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒 尺寸减小而显著蓝移。按照这一原理，可以 通过控制晶粒尺寸来得到不同能隙的硫化镉， 这将大大丰富材料的研究内容和可望得到新 的用途。我们知道物质的种类是有限的，微 米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的， 但通过控制制备条件，可以得到带隙和发光 性质不同的材料。也就是说，通过纳米技术 得到了全新的材料。
由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大 的成分。因此，纳米材料具有多种特点，这就导 致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大 块宏观材料体系的许多特殊性质。 纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层 次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节， 是人们过去从未探索过的新领域，实际上由纳米 粒子组成的材料向宏观体系演变过程中，在结构 上有序度的变化，在状态上的非平衡性质，使体 系的性质产生很大的差别，对纳米材料的研究将 使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。
纳米微粒尺寸与表面原子数的关系
纳米微粒尺寸 d(nm) 10 4 2 1 包含总原子 3×104 4×103 2.5×102 30 表面原子 20 40 80 90
从表中可以看出，随着纳米粒子粒径的减小，表面原 子所占比例急剧及增加。
利用碳纳米管构建的纳米器件废弃后，碳纳米管将 危害人类健康，一种正在研究的磁性纳米颗粒在动物 体内显示出迅速团聚，堵塞血管等现象；鱼类，许多 哺乳动物，蔬菜都是人类的日常食物，都可能成为废 弃纳米材料的载体。 纳米材料不仅存在着不同程度的生物效应，而且存 在着循环利用难的问题，违背现代循环经济原则。
纳米材料制作
思考：我们身边周围的运用纳米材料的产品？
答：纳米陶瓷，纳米器件
思考：那么它们又跟普通的陶瓷，器件有什么 区别呢？
什么是纳米材料？
纳米(nm)和米、微米等单位一样，是一种 长度单位，一纳米等于十的负九次方米，约 比化学键长大一个数量级。 纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处 于纳米量级(1-100nm)的材料，它是由尺寸介 于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所 组成的新一代材料。