湿化学合成法
湿化学法合成纳米陶瓷粉体的分散性研究进展
．
聚集成 较 大的粒 子 。团聚体 的存在 ，将 大幅度 降低 陶 瓷粉体 的烧结 活性 ，提高烧 结温度 ，使 陶瓷材料 的性能显著降低。为此 国内外学者关于湿化学法合成
纳米 陶瓷粉体的分散性 问题做 了大量的研究 ，并取得 了一定 的进展 。研究表 明纳米 陶瓷粉体的团聚主要存 在 于液 相反应 、干燥 和煅烧 等三个 不 同阶段 。本 文 对此三个 阶段 的分散性方法及相关性研究进行综述 。
湿化学 法是 目前制备 纳 米陶 瓷粉 体最常 见 的途
作用力 较弱 可 以通 过一些 化学作 用或施 加机 械能 的 方式来消除 。经典的ＤＬ 理论可 以解释 。溶胶在 ＶＯ
一
径之一 ，主要包 括沉淀法…、溶 胶一 凝胶法 、水热
法 等 。与其他方法 比较 ，湿化学 法的特点是 ：产物 的 形 貌 、组 成 及 结 构 易 于 控 制 、成 本 低 、操 作 简 单 、适用 面广 ，常用 于制备 金属 氧化 物或多组 分复 合 纳米粉 体 。因此在 国 内外受 到了普遍 重视 和应 用 。但在 湿化学 方法 制备 纳米 陶瓷粉 体过程 中 ，存 在 的 主要 问题 是粉 体易 产生 团聚 ，即纳 米粒子 重新
Ｌ ．—— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ． Ｊ
9 湿化学法-溶胶凝胶法
缺点：
（1）目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机 物，对健康有害；
（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天 或几周； （3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多 气体及有机物，并产生收缩。
醇盐溶胶-凝胶法的基本过程示意图
金属醇盐 水解和缩聚 溶剂（甲醇、乙醇等） 水 催化剂（酸或碱） 干燥 干凝胶
如何防止开裂？
• （1）控制干燥速度：
严格控制干燥条件（如温度、相对湿度等）使其缓慢干 燥，有时需要数日乃至数月的时间，因此干燥是 SG工艺 中最耗时的工序。 • （2）增强固相骨架强度： 包括控制水解条件使其形成高交联度和高聚合度的缩聚 物，加大凝胶的孔隙尺寸及孔隙均匀度；或让湿凝胶在干 燥前先陈化一段时间以增强骨架以及添加活性增强组分等； • （3）减少毛细管力： 可通过降低或消除液相表面张力入手，消除开裂的根源， 在防止干燥开裂的同时，降低干燥收缩。采用超临界干燥、 冷冻干燥技术是有效方法。 • （4）控制干燥的化学添加剂DCCA的应用
溶胶与凝胶结构比较：
溶胶 凝胶 无固定 形状 固定形 状 固相粒子自由运动 固相粒子按一定网架结构固定不能 自由移动
* 特殊的网架结构赋予凝胶很高的比表面积 *
溶胶－凝胶法的基本概念 5、溶胶－凝胶法： 就是用含高化学活性组分的化合物作前 驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩聚化 学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶 粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间 充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结 固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
干凝胶的热处理
• 热处理的目的是消除干凝胶中的气孔，使制品的相组成
和显微结构满足产品的性能要求。在加热过程中，干凝胶 先在低温下脱去吸附在表面的水和醇，265～300 ℃时烷 氧基被氧化， 300℃以上则脱去结构中的羟基。
湿化学法制备_Al_2O_3纳米粉_李江
湿化学法制备A 2Al 2O 3纳米粉李江 潘裕柏 陈志刚* 郭景坤(中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构开放实验室,上海 200050;*江苏理工大学材料科学与工程学院,镇江 212013)摘 要 以分析纯硫酸铝铵和碳酸氢铵为原料,采用湿化学法制备单分散超细N H 4Al 2(O H)2CO 3先驱沉淀物,在1100e 下灼烧得到平均粒径为20n m 的A 2Al 2O 3纳米粉体。
对粉体进行了扫描电镜(SEM)、透射电镜(TE M)、X 射线衍射(X RD )、比表面积(BE T)、热重(TG)、差热(D TA)、粒度分布等表征,此法获得的粉体无明显团聚,粒度分布均匀,颗粒尺寸小,其煅烧温度比通常低100e 左右。
关键词 A2Al 2O 3纳米粉 湿化学法 籽晶 先驱沉积物 团聚国家973资助项目(G200006720422)1作者简介:李江(1977年~),男,研究实习员1主要从事陶瓷的低温活化烧结及金属陶瓷的研究1纳米粉体由于晶粒尺寸小、表面积大,在磁性、催化性、光吸收、热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出奇特的性能,因此,得到人们的极大重视,被广泛地应用于冶金、电子、化工、生物医学等领域。
要使纳米粉体具有良好的性能,制备方法的选择和制备工艺的控制是关键。
Al 2O 3具有多种晶型结构,其中H y A 2Al 2O 3的相变通常在1200e 左右的高温下才能进行,使原本超细的过渡晶型严重粗化,并形成硬团聚。
本文以廉价的无机盐为原料,采用湿化学法制备了单分散超细NH 4Al 2(O H)2CO 3先驱沉淀物,由于较低的灼烧温度,解决了A 2Al 2O 3纳米粉体粗化和硬团聚的问题。
1 实验步骤111 粉体的制备实验用的N H 4Al(S O 4)2#12H 2O 和N H 4HC O 3均为分析纯,配制成水溶液并滤除不溶性杂质,采取(A),(B)2组对比实验。
(A)将N H 4Al(SO 4)2溶液缓慢滴入剧烈搅拌的N H 4HC O 3溶液中(N H 4HCO 3稍过量),均相沉淀反应生成N H 4Al 2(O H)2C O 3先驱沉淀物。
纳米材料的湿法合成（DOC）
纳米材料的湿法合成（DOC）第一篇：纳米材料的湿法合成(DOC)论文中英文摘要作者姓名：孙旭平论文题目：纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建作者简介：孙旭平，男，1972年08月出生，2000年09月师从于中国科学院长春应用化学研究所汪尔康研究员，于2006年03月获博士学位。
中文摘要围绕论文题目“纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建”，我们开展了一系列研究工作。
通过湿化学途径，在贵金属纳米粒子及其二维纳米结构和导电聚合物纳米带的合成方面进行了深入研究。
同时，利用界面自组装及溶液自组装技术，构建了一些新颖结构。
本论文研究工作的主要内容和创新点表现在以下几个方面：(1)首次提出了一步加热法制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子。
我们利用多胺化合物(包括聚电解质和树枝状化合物)作为还原剂和保护剂，直接加热贵金属盐和多胺化合物的混合水溶液，在不加入其它保护剂和还原剂的情况下，一步制备得到了稳定的贵金属金和银的纳米粒子。
我们在实验中发现，树枝状化合物聚丙烯亚胺能对反应生成的金纳米粒子的大小及成核和生长动力学进行有效控制。
我们还发现，室温下直接混合浓的阳离子聚电解质分支型聚乙烯亚胺和浓的HAuCl4水溶液可得到高浓度的、稳定的胶体金。
这种一步合成法操作简单且方便易行，是一种制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子的通用方法；同时，本方法合成的纳米粒子表面带正电荷，可用作加工纳米粒子功能化薄膜的构建单元。
(2)首次提出了一种无表面活性剂的、无模板的、大规模制备导电聚合物聚邻苯二胺纳米带的新方法。
我们通过在室温下直接混合邻苯二胺和HAuCl4水溶液，在没有表面活性剂或“硬模板”存在的条件下，获得了长度为数百微米、宽度为数百纳米、厚度为数十纳米的聚邻苯二胺。
纳米带的自发形成可归因于反应中生成的金纳米粒子催化的邻苯二胺的一维定向聚合。
本方法方便快速，无需加入表面活性剂或使用“硬模板”，且可用于大规模制备。
此外，我们通过在室温下直接混合AgNO3和邻苯二胺水溶液，也获得了大量的一维纳米结构，并发现其形貌可通过调节实验参数而改变。
纳米材料的湿法合成
论文中英文摘要作者姓名：孙旭平论文题目：纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建作者简介：孙旭平，男，1972年08月出生，2000年09月师从于中国科学院长春应用化学研究所汪尔康研究员，于2006年03月获博士学位。
中文摘要围绕论文题目“纳米材料的湿化学合成及新颖结构的自组装构建”，我们开展了一系列研究工作。
通过湿化学途径，在贵金属纳米粒子及其二维纳米结构和导电聚合物纳米带的合成方面进行了深入研究。
同时，利用界面自组装及溶液自组装技术，构建了一些新颖结构。
本论文研究工作的主要内容和创新点表现在以下几个方面：(1)首次提出了一步加热法制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子。
我们利用多胺化合物(包括聚电解质和树枝状化合物)作为还原剂和保护剂，直接加热贵金属盐和多胺化合物的混合水溶液，在不加入其它保护剂和还原剂的情况下，一步制备得到了稳定的贵金属金和银的纳米粒子。
我们在实验中发现，树枝状化合物聚丙烯亚胺能对反应生成的金纳米粒子的大小及成核和生长动力学进行有效控制。
我们还发现，室温下直接混合浓的阳离子聚电解质分支型聚乙烯亚胺和浓的HAuCl4水溶液可得到高浓度的、稳定的胶体金。
这种一步合成法操作简单且方便易行，是一种制备多胺化合物保护的贵金属纳米粒子的通用方法；同时，本方法合成的纳米粒子表面带正电荷，可用作加工纳米粒子功能化薄膜的构建单元。
(2)首次提出了一种无表面活性剂的、无模板的、大规模制备导电聚合物聚邻苯二胺纳米带的新方法。
我们通过在室温下直接混合邻苯二胺和HAuCl4水溶液，在没有表面活性剂或“硬模板”存在的条件下，获得了长度为数百微米、宽度为数百纳米、厚度为数十纳米的聚邻苯二胺。
纳米带的自发形成可归因于反应中生成的金纳米粒子催化的邻苯二胺的一维定向聚合。
本方法方便快速，无需加入表面活性剂或使用“硬模板”，且可用于大规模制备。
此外，我们通过在室温下直接混合AgNO3和邻苯二胺水溶液，也获得了大量的一维纳米结构，并发现其形貌可通过调节实验参数而改变。
湿化学法制备高比表面积纳米氧化铝粉体
。微 乳液 是 由表 面 （ ）超声 一化学沉 淀法 ：首 先配 制 粉体材 料 ，必 须严格 控制粉 体制 备 的全 活性剂 、助 表面 活性剂 、油相和水 组成 ２ １ ｌ Ｌ的 ＡＩＮＯ ）水溶 液 ，在溶 液 中 过 程 ，使 反应物 尽量 实现在 分子水 平的 的各 向同性 的热力学 稳定体 系 ，其 中油 ｍｏ／ （
要 。要 获得超 细、均匀 、 比表 面积高 的 且 稳定 的材 料
加入一 定量分 散剂 Ｐ Ｇ６ ０ 搅 拌溶解 ， 均 匀混合 以促进 前驱体 沉淀相 的均匀形 包 水型微 乳液被 称为 反相微 乳液 。在反 Ｅ ００ 然后 把装有 ＡＩＮＯ ）和 Ｐ Ｇ６ ０ （ Ｅ ０ ０的烧 核 ，从 而使 晶核的生 长和颗 粒的 团聚得 相 微乳 液 中，微 小的 “ 核”被表 面活 水 杯置 于超 声波 清洗器 中，开启 后使 用蠕 到 有效 的控制 。表 ｌ 出了分别 采用溶 性剂 和助表 面活性剂 组成 的单分子层 界 列 动泵 以 ２ ／ ｎ的滴 加速率 向其 中滴 胶 一凝 胶 、超 声 一化学 沉淀 、反相 微乳 面包 围 ，从 而形成微 乳颗 粒 ，其大小 可 ｍＬ ｍｉ 加 ２ ｌ Ｌ的碳酸铵 水溶 液 ，超声 功率 液 法 合成 的纳 米 Ｙ —Ａ １ Ｏ ｍｏ／ ， 的 比表 面 控 制在 １ 一１ ０ ｍ之 间。 Ｏ ０ｎ 微小 的 “ 水核 ”
将 陈化 后 的 悬 浮 液进 行 抽 滤 ， 以 可 以使 沉淀晶核 的生成速 率提高 几个数
泵 （ 定 兰格 恒 流泵有 限公 司 ） 保 ，ＫＱ－ 无 水 乙 醇 和 去 离 子 水 多 次 超 声 洗 涤 ， 量 级 ，晶核生成 速率 的提高 能减小沉 淀 １Ｏ Ｏ ＤＢ 型数 控超声 清洗 器 （ 山市超 将 滤饼 于 ８ ℃下真 空干 燥 １ ｈ， 弗炉 颗 粒 的粒径 ，抑制 晶核 的 聚结和 长大 ， 昆 ０ ２ 马 声仪器有 限公 司 ） Ｄｏ ｕ ｐ ｍｅｅ 型 中 ５ ０℃焙 烧 即获 得纳 米 Ａ１０ ， ｃ — Ｈ ｔｒ ０ ， 粉 末 也 能阻止 纳米颗粒 硬 团聚的形成 ，有 利
湿化学方法合成LiCoO_2的研究进展
溶胶- 凝胶法是近年来新兴的一种材料合成方 法, 它已广泛地应用于钨钛石型氧化物和尖晶石型 氧化物等的合成。 据周运鸿[ 10] 等报道, 首先将按一定比例配制的 LiNO3 和 CoNO 3 混合 溶液加入到合成 的聚丙烯酸 中, 得到透明的溶胶, 然后对溶胶进行减压脱水, 真 空干燥和常压干燥后得到干凝胶前体。将干凝胶首 先在 450 氮气气氛中进行降解, 最后 450~ 750 进行高温处理, 得到最终样品。采用这种方法合成 的正极材料具 有初始容 量高和循 环性能 理想的优 点, 且合成的温度相对较低。 夏熙[ 11] 等将 0 3 mol/ L L iAc 溶液在剧烈搅拌 下迅速加到 0 3 mol/ L Co( CHCOO) 2 溶液中, pH 5, 用 1 mol/ L NH 4 OH 溶液调节 pH 8, 搅拌 20~ 30 min, 得蓝色溶胶 , 在 40~ 50 干燥, 得红色湿凝胶 , 再在 110 左右减压脱水得紫红色干凝胶。用玛瑙 、 500 、 600 研钵磨细 , 分别置于马弗炉中于 400
[ 17]
G M Ehrlish, C M arsh low - cost Lightweight rechargeable lit hium ion batt eries[ J] Journal of Power Sources, 1998, 73: 224- 228 钟俊辉 - 177 G X Wang, Y Ch en, K K oust ant inov Invest igat ion of cobalt ox ides as anode mat erials for Li- ion bat t eries[ J ] Journal of Pow er Sources, 2002, 109: 142- 147 锂离子电池的正极材料 [ J] 电源技术 , 1998, ( 4) : 174
合成碳量子点方法总结
合成碳量子点方法总结合成碳量子点是一种利用碳材料制备纳米颗粒的技术，具有光学、电学、热学等多种优异特性。
其在光电子、催化、生物医药等领域具有广阔的应用前景。
目前已经发展出多种合成碳量子点的方法，下面对其中几种方法进行总结。
碳量子点的合成方法可以分为两类，一类是底物法，另一类是液相合成法。
底物法主要是通过热解和氧化石墨烯等碳材料来制备碳量子点。
其中，热解法是将碳材料放在高温下进行热处理产生碳量子点。
这种方法简单易行，但是由于反应条件不易控制，所得碳量子点的尺寸和分布较难精确控制。
氧化石墨烯法是将氧化剂与石墨烯反应生成氧化石墨烯，再通过还原反应制备碳量子点。
这种方法可以得到较为均匀的尺寸和分布的碳量子点。
液相合成法是一种适用于大规模合成碳量子点的方法。
其中，湿化学合成法是最常用的方法之一、它包括水煮法、微波法、气相燃烧法等。
水煮法是将碳材料与溶液混合，然后加热至沸腾，通过氧化还原反应将碳材料转化为碳量子点。
微波法是利用微波加热的方法来合成碳量子点，具有快速和高效的特点。
气相燃烧法是将化学气相沉积反应与燃烧反应结合起来，通过燃烧碳材料生成碳量子点。
这些方法可以得到具有较高量子产率和较小尺寸分散的碳量子点。
此外，还有其他一些特殊的合成方法，如激光刻蚀、电子束曝光、荧光物质表明和生物合成等。
激光刻蚀是利用激光通过光化学反应将碳材料刻蚀成碳量子点。
电子束曝光是使用电子束加工技术来制备碳量子点。
荧光物质表明法是通过将荧光物质与碳材料反应生成碳量子点。
生物合成方法是利用生物体或生物酶来合成碳量子点。
这些方法都具有不同的优缺点，可以根据不同的应用需求进行选择。
综上所述，合成碳量子点的方法众多，每种方法都有其特点和适用性。
未来的研究重点将是通过改进合成方法来精确控制碳量子点的大小、结构和性质，以提高其在光电子、催化和生物医药领域的应用能力。
无机非金属---第四章湿化学制备技术-II
通过溶胶—凝胶法制备凝胶块 状体有三条途径：
(一)胶体粉末在溶液中的凝胶；
(二)以醇盐或硝酸盐作为前驱 体进行水解和缩聚反应后，进 行超临界干燥得到的凝胶；
(三)醇盐的前驱体经水解和水 解反应后，在室温的条件下进 行陈化和干燥得到凝胶．
溶胶－凝胶粉末制备工艺
金属醇盐
不连续
SiO2-Al2O3
无机化合物 （商品化生产） 不连续
SiO2-Al2O3-B2O3 金属醇盐 （商品化生产） 连续
TiO2
金属醇盐
不连续
ZrO2
金属醇盐、无机化合物
不连续
ZrO2 ：CaO
金属醇盐
不连续
连续纺丝所制备的SiO2玻璃纤维
硅基板上制备的TiO2纤维
溶胶一凝胶制备SiO2玻璃纤维
（2）盐溶液－－控制沉淀过程，不 形成团聚沉淀，直接得到溶胶。
2．溶胶－凝胶转化 （1） 控制溶胶中电解质浓度的化学 法 （2）强迫胶粒互相靠近，克服斥力 的物理法
3． 干燥，焙烧
• Sol-gel原料主要有二大类．
• 含有金属离子的醇盐(metal alkoxides)， Si(OC2H5)4( 简 称 为 TEOS, 正 硅 酸 乙
3．钛酸钡粉体制备
氯化钡 ＋ 氢氧化钛溶液 加入草酸 （可以引入其他） ― 得到钡钛复合草酸盐沉淀 经过滤、洗涤、干燥、 煅烧 得到BaTiO3粉体
工艺过程可以引入其他成分的添加剂，如镧系元素。
以CrO2为晶种的草酸沉淀法，制备了La、Ca、Co、Cr掺 杂氧化物及掺杂BaTiO3等。
• 当选择金属盐类作为先驱体时，需选择那 些易溶于有机溶剂，易分解而且分解后的 残留物尽量少的物质。
第二章 湿化学材料合成与制备
iii)
χ
* −
χ
0 M
χO* 聚合只能以羟联形式进行 最终可形成 M(OH)z 固相产物
iv) χO*
χ
0 M
χO*H 聚合只能以羟联和氧联形式同时进行 最终可形成 MOz/2 xH2O 固相产物
v) χO*H
χ
0 M
χ
* +
聚合只能以氧联形式进行
最终可形成 MOz/2 固相产物
临界值的定义和计算公式
M-OH + H2O-M
H
H
M-O H-O-M
H
H
M-O H-O-M
M-OH-M + H2O
在所有情况下 H2O 配体必须从金属离子的配位层中移去 使得羟联的速率取决于 M-OH2 键发生断
裂的能力或速度 随着离子半径增加和氧化态的减少 这种断裂的趋势增加
1.5.1 三价阳离子的聚合 不同的三价金属离子在水中表现出不同的水解和聚合行为 如 Cr3+形成稳定的聚阴离子或凝胶 而 Fe3+
χ
* +
酸式离解的电负性临界值
χ−* 碱式离解的电负性临界值
χO* 羟联方式聚合的电负性临界值
χO*H 氧联方式聚合的电负性临界值
计算公式
χω* = −0.136(z − 4ω ) + {[0.136(z − 4ω )]2 + 2.491}1/2
其中
ω=1
时为
χ
* +
ω= -1 时为 χ−*
ω= 0 时为 χO*
第二章 湿化学材料合成和制备 湿化学材料的合成和制备主要是指氧化物材料的主要形成过程在液相中进行 一般选择含所需材料组 元的化合物(先驱体)并将其溶于溶剂中 通过在液相中水解和聚合过程获得单元或多元氧化物 也可将氧 化物颗粒置于液相中 通过溶解-沉淀过程来优化材料相 颗粒尺寸等 在这一章中主要涉及到的是氧化物 材料 包括了将氧化物颗粒可还原转变成金属颗粒材料 将聚合体或其单体在氧化物湿化学合成期间加入 可制备无机-有机或有机-无机复合材料 在湿化学过程中最主要过程是金属离子溶解产物的水解反应和金属离子水解产物的聚合反应 但是这 些过程是非常复杂的 取决于液相种类 酸度 先驱体浓度和反应温度等 常规的无机化学知识只能给出 某一个反应的趋势或方向 可在湿化学合成与制备材料中 改变某一实验条件 可能会引起最终所需材料 的组成 显微结构等方面的不同 因此 本章试图介绍湿化学合成与制备材料中最基本化学原理(部分电荷 模型和胶体化学简要原理) 来认识或掌握湿化学合成与制备材料基本要素和技术(水热法和溶胶-凝胶法)
第四章湿化学制备技术-I——【无机非金属材料制备技术 】
低分子或离子
分散系类 分 散 系
型
（真溶液）
胶体分散系
高分子溶 液
溶胶
粗分散系
<1nm 本节内容1—结10束0nm
>100nm
最稳定
很稳定 稳定
不稳定
主 要
电子显微微镜 可见
性 质
能透过半透膜
能通过滤纸，不能 通过半透膜
不能透过滤 纸、半透膜
单相体系
多相体系
二． 胶体化学基本概念
胶体
（1） 定义：胶体是由物质的固、液、气三
种 分散状相态和组分成散的本介高节质度内组分容成散结。体束系，分散体系由
分散相(也称分散物质、分散内相、分散质) ：被分散的物质
分散介质(也称连续相、分散外相、分散剂) ：起分散作用的物质
胶体（colloid）是一种分散相粒径很 小（1nm-1um）的分散体系，分散 相的粒相子互的作重本用力节主可内要容以是结忽短束略程，作粒用子力之。间
布朗运动：粒本子节的内无容规结则束热运动。
胶体产生布朗运动的原因：分散介质分 子的热运动不断碰撞胶体粒子所致。
布朗运动会使胶体粒子不能固定位置 ，不因重力而聚沉，但布朗运动能使胶 粒相互碰撞而聚集，颗粒由小变大而聚
本节内容结束
B. 与真溶液不同，多相体系，通过聚 集长大，降低能量 热力学不稳定 体系 C. 一旦质点长大，动力学稳定丧失。 稳定性是关键。
第四章 湿化学制备技术
湿化学制备技术处在传统化学研究目 标和现代材料科学研究内容的交界上。
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传统的湿化学制备技术 单组分氧化物粉体的制备：拜尔工艺 首先铝土矿通过水热法溶于氢氧化纳，形成铝酸钠溶液， 在溶液中加入三水铝石晶种获得团聚的三水铝石粉体， 采用CO2气体中和，得到拜尔沉淀， 将水化氢化铝在1873K附近加热可转变成α-Al2O3， 填加适量矿化剂氟化物会降低转化温度并使之生成的α-Al2O3呈现片状。
湿化学法合成纳米AlN粉末
湿化学法合成纳米AlN粉末∗户永振;杨碧云【摘要】采用醇盐水解工艺结合碳热氮化还原法进行纳米AlN 粉末的制备.以异丙醇铝、果糖、无水乙醇为原料，制备出透明的凝胶，干燥后得到分子水平混合的前驱体，在1450℃经碳热氮化还原法制备出单相AlN纳米粉末.系统研究了前躯体形成机制，以及碳热氮化还原的温度和时间、C/Al 摩尔比、凝胶温度等因素对合成粉体的影响.采用 XRD、TG-DSC 和SEM对合成产物的特性进行了分析和表征.通过优化工艺，制得类球形的 AlN 粉末颗粒，其颗粒大小为30~90 nm.%In this paper,nano AlN particles were prepared by combining alkoxide hydrolysis with carbothermal reduction and nitridation ing aluminum isopropoxide,fructose and ethanol as starting materials,a transparent gel was prepared.Then a molecular level mixing precursor was obtained under drying.Single-phase AlN particles were synthesized through carbothermal reduction and nitridation at 1 450 ℃.The forming mecha-nism of the precursor was studied,as well as the effect of gelation temperature,C/Al ratio,calcination temper-ature and time on the synthesis of AlN.XRD,TG-DSC and SEM were utilized to characterize the synthesizedpowder.Through optimizing process,equiaxed AlN particles were obtained with an diameter ranging from 30 to 90 nm.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P6120-6123)【关键词】AlN;醇盐水解法;合成;纳米颗粒【作者】户永振;杨碧云【作者单位】北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京 100191;北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TQ174.751 引言随着电子技术的飞速发展，传统的Al2O3集成电路基板材料已经越来越难以满足电子器件微型化的要求，而性能优良的BeO材料，由于其高成本和高毒性的缺点，难以实现应用推广。
湿化学法制备高比表面积纳米氧化铝粉体
湿化学法制备高比表面积纳米氧化铝粉体刘祥志;朴玲钰;鞠思婷;杨磊;张天慧;毛立娟【摘要】分别采用溶胶-凝胶法、超声-化学沉淀法、反相微乳液法合成了具有不同比表面积的纳米Al2O3粉体.采用TEM、HRTEM、SAED、XRD、比表面积分析等表征手段,分别对产物的形貌、结构、比表面积和孔容进行了表征和对比.纳米Al2O3粉体的比表面积为200～600m2/g(随合成方法和反应参数不同发生变化),均属γ-Al2O3,粒径均匀.考察了不同合成方法以及干燥方式对产物比表面积等物理性质的影响.结果表明,采用反相微乳液法结合真空冷冻干燥技术可以合成比表面积＞500m2/g的纳米Al2O3粉体.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2010(041)007【总页数】4页(P1172-1175)【关键词】溶胶-凝胶;超声-化学沉淀;反相微乳液;γ-Al2O3;比表面积【作者】刘祥志;朴玲钰;鞠思婷;杨磊;张天慧;毛立娟【作者单位】国家纳米科学中心,北京,100190;国家纳米科学中心,北京,100190;国家纳米科学中心,北京,100190;国家纳米科学中心,北京,100190;国家纳米科学中心,北京,100190;国家纳米科学中心,北京,100190【正文语种】中文【中图分类】O648;O612.3纳米Al2O3粉体是一种多孔性的固体材料,具有比表面积大、活性高、吸附性与热稳定性好等特点,广泛应用于石油化工、陶瓷等各主要工业领域。
γ-Al2O3在石油化工行业中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体。
近几年来,随着我国石油化工和纳米材料产业的飞速发展,对纳米γ-Al2O3的需求日趋紧迫,对其研究和开发更加活跃。
通过控制Al2O3的制备条件,可获得不同比表面积和孔容的γ-Al2O3产品。
其中,如何制备出性能稳定、质量上乘、比表面积和孔容较高的纳米γ-Al2O3,为该领域的重要研究方向[1-3]。
目前,湿化学法是制备纳米γ-Al2O3粉体最常用的方法。
湿化学法合成可控热膨胀ZrWMoO_8陶瓷复合材料
１ Ｋ一 Ｏ 变为 一４ ７ ０ Ｋ ） 导致其 复合 材 料 的热 ． ×１ ，
膨 胀 系 数 也 在 ４ ０ 左 右 发 生 变 化 ， 实 际 使 用 过 程 ３Ｋ 在
具 有 线 性 一 致 的 ＮＴ 特 性 ， 工 作 以 硝 酸 氧 锆 Ｅ 本
助 Biblioteka 曹 孝计 ２１年第 １期（１ ００ ４） ２ 卷
湿 化 学 法 合成 可控 热 膨 胀 Ｚ Ｗ Ｍｏ ｒ Ｏ８陶瓷 复 合材 料
刘芹 芹 ， 晓农 ， 程 杨 娟 ， 秀娟 孙
（ 苏大 学 材 料科学 与工 程学 院 ， 苏 镇 江 ２ ２ １） 江 江 １ ０ ３ 摘 要 ： 可控 热 膨 胀 材 料 可 用 于 高精 密 光 学 系统 、 电
（ ｒ Ｎ０３ ２・５ ２ ） Ｚ Ｏ（ ） Ｈ 、钨 酸 铵 （Ｈ Ｎｌ ） Ｗ １ ０ 。 。（ １ ２
・
易 引起应 力集 中 ， 所制 备 的 复 合材 料 往往 达 不到 预 使
期 目的 。 然 而 有 报 道 将 Ｍｏ原 子 取 代 Ｚ Ｗ 。 中 的 ｒ Ｏ Ｗ 原 子 ， 成 Ｚ Ｗ Ｍｏ Ｏ （ ＜ ≤ ２ 固 溶 体 化 合 形 ｒ 一 。０ ）
液 。其 次 ， 不 断 搅 拌 的条 件 下 ， 先 将 ｗ 溶 液 和 在 首 Ｍｏ 溶 液混 合 ， 后 以双滴 法将 上述混 合溶 液与 ｚ 然 ｒ
溶 液 按 适 当 比 例 滴 加 到 ２ ｍｉ 去 离 子 水 中 ， 时 在 滴 ５ 同
１ ５ Ｋ） 负热膨胀 效应显 著而备 受关 注 。。Ｚ Ｏ ００ 及 。 ｒ ｚ义 作 为 一 种 重 要 的结 构 与功 能 材 料 ， 可广 泛 地 用 于光 、 电 、 、 等各个 领域 ， 固体 氧化物 电池 、 障涂 层材 磁 热 在 热
湿化学制备方法
nanomaterials
模板法
1. 模板法的概念。
2. 模板的分类。 3. 模板法合成纳米材料实例 4.模板法的优缺点
模板法的概念
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过程在该“纳米反应器” 中或壁上进行。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。
实验试剂:
铝片，其他试剂均为分析纯，反应
中所用的水为去离子水。
制备AO模板的原材料
材料名称 高纯铝片 高氯酸 无水乙醇 草酸 磷酸 铬酸 丙酮 四氯化锡 纯度 99.99％ 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 用 途 制备模板 电化学抛光 电化学抛光 氧化模板 去一次氧化层和扩孔 去一次氧化层 清洗去油 去底部铝
溶胶—凝胶法的特点
优点：可制备高纯或超纯物质；
可制备复合氧化物纳米材料； 可根据需要制成各种不同的形态的块材，纤维粉 体，薄膜等。 缺点：原料价格昂贵，有机物原料，对健康有害； 反应时间较长； 干燥过程中凝胶收缩大，薄膜易发生破裂。
模板法制备纳米材料
Template-directed Synthesis of
目的：防止真空退火过程中油污的碳化污染铝片表面
材料的预处理工艺
B 退火
将铝片放臵于管式炉内，在真空度为10-3Pa，温 度为400-500℃的条件下退火4h。
目的：消除铝片内部的机械应力,减少应力对后期孔
结构形成的影响。
03-50-2 型双温区中温管式炉
材料的预处理工艺
C 电化学抛光
经过超声波清洗和退火后的样品表面状态得到 了明显的改善，但是表面上仍然存在点坑、划痕等 缺陷，所以采用电化学抛光法对样品表面进行进一 步的处理。电化学抛光工艺如下 溶液:C2 H5OH : HClO4 9 : 1 混合液 温度: 70-80℃；电压:10-12V 抛光时间: 5-10 min
湿化学制备方法介绍
实验试剂:
铝片，其他试剂均为分析纯，反应
中所用的水为去离子水。
制备AAO模板的原材料
材料名称 高纯铝片 高氯酸 无水乙醇 草酸 磷酸 铬酸 丙酮 四氯化锡 纯度 99.99％ 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 用 途 制备模板 电化学抛光 电化学抛光 氧化模板 去一次氧化层和扩孔 去一次氧化层 清洗去油 去底部铝
3.电结晶 金属原子在孔内取向排列生长，从而沿孔壁自生长。
M ne M
n
金属纳米线
去除AAO铜纳米线扫描电镜图
Ag-Bi纳米线
多分支碳纳米管
多分支碳纳米管扫描形貌图
A.两分支，B.三分支，C.四分支，D.十六分支。
铋纳米管
铋纳米管的形貌图 (a) 俯视图 (b)侧视图(c) 仰视图 (d)在透射电镜下，蒸镀的金膜和上面的铋纳米管根部
目的： 使铝片表面更加平整。
铝的阳极氧化工艺
采用两步阳极氧化法制备多孔AAO模板。将经过预 处理的铝片作为阳极，在草酸溶液中恒压条件下进行两 次阳极氧化，制备多孔AAO模板。实验选用铅板作为阴 极材料。
铝的阳极氧化工艺
阳极氧化法制备氧化铝模板的装置示意图
A 第一步阳极氧化
溶液:C2H2O4 (0.3M/L) 温 度:<15℃ 氧化时间:20-180 min 电压:40V
目的：防止真空退火过程中油污的碳化污染铝片表面
材料的预处理工艺
B 退火
将铝片放置于管式炉内，在真空度目的：消除铝片内部的机械应力,减少应力对后期孔
结构形成的影响。
03-50-2 型双温区中温管式炉
材料的预处理工艺
C 电化学抛光
经过超声波清洗和退火后的样品表面状态得到 了明显的改善，但是表面上仍然存在点坑、划痕等 缺陷，所以采用电化学抛光法对样品表面进行进一 步的处理。电化学抛光工艺如下 溶液: C 混合液 H OH : HClO 9 : 1 2 5 4 温度: 70-80℃；电压:10-12V 抛光时间: 5-10 min
湿化学合成法
湿化学合成法湿化学合成法是一种在液相环境下进行化学合成的方法。
相比于干法合成，湿化学合成法具有更高的反应速率和更好的产率。
本文将介绍湿化学合成法的基本原理、应用领域以及一些具体的实例。
湿化学合成法的基本原理是在液相环境下，通过溶剂对固体物质进行溶解，并与其他反应物发生化学反应。
液相环境可以提供更好的反应条件，使得反应速率更快，反应物之间的相互作用更加充分。
此外，液相环境还有利于反应物的扩散和混合，从而提高反应的效率和选择性。
湿化学合成法在有机合成、无机合成以及材料合成等领域都有广泛的应用。
在有机合成中，湿化学合成法可以用于合成有机化合物和有机高分子材料。
通过在液相中进行反应，可以控制反应的温度、压力和溶剂体系，从而实现特定产物的合成。
在无机合成中，湿化学合成法可以用于制备纳米材料、氧化物材料和金属有机框架材料等。
湿化学合成法具有反应条件温和、产物纯度高、结晶度好等优点，在材料合成中得到了广泛应用。
下面以几个实例介绍湿化学合成法的具体应用。
首先是有机合成中的湿化学合成法。
例如，可以通过在溶剂中加入碱金属盐和醇来合成醇酸。
反应中，碱金属盐与醇发生酸碱中和反应，生成醇酸盐，然后通过酸处理得到醇酸。
这种方法可以避免传统干法合成中的空气和湿度对反应的影响，提高产率和纯度。
在无机合成中，湿化学合成法可以用于制备金属有机框架材料。
金属有机框架材料是一类具有多孔结构的材料，具有广泛的应用前景。
通过在溶剂中加入金属离子和有机配体，可以在液相中形成金属有机框架材料的前驱体，然后通过热处理或溶剂蒸发得到金属有机框架材料。
湿化学合成法可以控制金属离子和有机配体的摩尔比例和反应条件，从而实现特定结构的金属有机框架材料的合成。
总结一下，湿化学合成法是一种在液相环境下进行化学合成的方法。
它具有反应速率快、产率高的优点，在有机合成、无机合成和材料合成等领域都有广泛的应用。
湿化学合成法的发展和应用将为化学合成领域带来更多的可能性和机遇。
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湿化学合成法
湿化学合成法是一种在液相条件下进行化学反应的方法。
与干法合成相比，湿法合成具有许多优势，如反应速度快、反应条件温和、产率高等。
湿法合成可用于制备各种有机化合物、无机化合物和杂化材料。
湿化学合成法可以分为溶剂热法、水热法、溶胶-凝胶法等多种方法。
溶剂热法是指在有机溶剂中进行高温反应。
常见的有机溶剂有乙醇、二甲基甲酰胺等。
水热法是指在高温高压水环境下进行反应。
水热法可以使反应物更好地溶解在水中，从而促进反应的进行。
溶胶-凝胶法是指通过溶胶的形成和凝胶的形成来制备材料。
溶胶-凝胶法可以制备各种形状的材料，如粉末、薄膜、纳米颗粒等。
湿化学合成法在有机合成中具有广泛的应用。
例如，湿法合成可以用于合成有机小分子化合物、有机聚合物和金属有机框架材料。
有机小分子化合物是一类具有特定功能的有机化合物，如药物、染料、涂料等。
有机聚合物是由有机小分子通过化学键连接而成的大分子化合物，具有重要的应用价值。
金属有机框架材料是一类具有特殊结构的材料，具有高比表面积和多孔性，广泛应用于气体吸附、分离和催化等领域。
湿化学合成法在无机合成中也具有重要的地位。
例如，湿法合成可以用于制备无机纳米材料、无机薄膜和无机纳米颗粒。
无机纳米材料是一类具有纳米尺寸的无机材料，具有独特的物理和化学性质。
无机薄膜是一种具有特殊结构和功能的薄膜材料，广泛应用于光学、电子和能源等领域。
无机纳米颗粒是一种具有纳米尺寸的无机颗粒，具有高比表面积和多孔性，可用于催化、吸附和传感等领域。
除了有机合成和无机合成，湿化学合成法还可以用于制备杂化材料。
杂化材料是由两种或多种不同类型的材料组成的复合材料，具有多种性质和应用。
湿法合成可以通过控制反应条件和反应物比例来调控杂化材料的结构和性能。
湿化学合成法是一种在液相条件下进行化学反应的方法。
它广泛应用于有机合成、无机合成和杂化材料的制备中。
湿法合成具有反应速度快、反应条件温和、产率高等优点。
通过选择合适的湿法合成方法和反应条件，可以制备出具有特定结构和性能的材料，满足不同领域的需求。