纳米材料制备方法

1高能冲击法制备纳米晶结构材料的研究本文对在炸药爆炸产生的高能冲击波条件下纳米晶结构材料的形成进行了研究。对爆炸复合后的Cu/Fe复合板的组织结构变化进行了金相、TEM、HRTEM观察。结果表明：在接合界面的一定厚度范围之内材料发生了纳米晶化，有的地方甚至出现了非晶化现象。在爆炸复合工艺所具有的近乎极端的条件---高冲击力、高塑性变形、高塑变速率、以及绝热状态下温度的瞬时升降之下，材料内部尤其是在接合界面处，位错的密度将极大增殖并且运动和堆积，空位的密度也将急剧增加，从而使材料被分割碎化成纳米尺度的组织形貌，甚至有的地方的原子排列呈无规则的非晶态。这一实验结果说明：可望通过高能冲击的方法制备纳米晶结构薄膜材料以及纳米晶块状材料。2等离子体法制取纳米粉末等离子体是一种高温、高能量密度由电子、离子、原子与分子组成的电中性的带电异体，它可以由惰性、中性、氧化性和还原性等不同气体形成该种气体或两种以上气体的等离子体。等离子体可分为低压冷等离子体（也称非平衡等离子体）和常压热等离子体（也称准平衡等离子体）。3高能球磨法在纳米材料研究中的应用自高能球磨法（HEM）一经出现，就成为制备纳米材料的一种重要途径。随着研究的不断深入，它不仅被广泛用来制备新金属材料，而且被用来制备非晶材料，纳米晶材料以及陶瓷材料等，成为材料研究领域内一种非常重要的方法。4纳米粉体制备技术及其产业化纳米粉体材料制备与应用是纳米科技的一个重要分支，对于改造我国传统的粉末工业，促进产品更新换代，极大地提高粉末产品的附加值，推动相关制造行业的发展起到十分重要的作用。某研究中心着重于纳米粉体制备技术工程研究与技术集成，先后开发成功纳米级超细碳酸钙工业化制备技术、超细磁粉工业化制备技术、纳米磁流体制备技术、自固化磷酸钙骨水泥生物材料制备技术等十几项科研成果，并已部分实现产业化，其中纳米级超细活性碳酸钙技术已实现年产1.5万吨生产规模的建设。粉体工业是一个重要的基础原料产业，具有十分广阔的市场，它不仅可广泛用于改造橡胶、塑料、造纸、涂料、化妆品等传统化工产业，而且纳米粉体材料还是促进信息记录介质、精细陶瓷、电子基片、生物材料等新兴材料产业发展的基础。5纳米微粒的微乳液制备方法纳米材料的制备是纳米科学发展的基础。微乳液法与传统的制备方法相比具有明显的优势。文章较全面地介绍了微乳液中纳米微粒的形成机理、影响因素及对纳米微粒结构的鉴定方法。6脉冲能技术在超细粉碎领域中的应用介绍了近期国外将脉冲能技术应用在超细粉体及粉碎领域上取得的进展，对在该领域出现的几种新方法和设备及它们的性能做了较详细的阐述。7溶胶－凝胶技术与纳米材料的制备介绍了溶胶－凝胶技术的化学理论、水解活性的控制方法及非醇盐溶胶－凝胶技术。评述溶胶－凝胶技术的研究进展及其在纳米材料制备中的应用。8嵌段共聚物自组装及其在纳米材料制备中的应用（上）嵌段共聚物分子链中，嵌段间的相互热力学不相容性及化学键相连接性，使体系发生自组装。通过适当的分子及体系，嵌段共聚物体系能够自组装形成丰富的周期性有序微结构。本文概要地总结了嵌段共聚物体系主要的三方面自组装物理行为：本体自组装、在选择性溶剂中的缔合、及薄膜自组装。同时，介绍了这三方面的一些新的研究进展。9纳米粉体(CeO2)0.9-x(GdO1.5)x(Sm2O3)0.1的溶胶-凝胶低温燃烧合成采用溶胶-凝胶法与低温燃烧法相结合，合成了(CeO2)0.9-x(GdO1.5)x(Sm2O3)0.1系列粉体。结果表明：由硝酸盐与柠檬酸混合形成的凝胶，可在较低温度（200-300℃）点火并燃烧。经TEM，XRD测试，燃烧后即直接形成了粒径为20-30nm，具有萤石结构的单相粉体，由该粉体制备的固体电解质在中温下电导率为5.8×10-2S/cm，组装的单个H2-O2燃料电池最大功率密度达70mW/cm。10单分子膜法制备纳米材料的研究进展由于纳米粒子具有不同于块体材料的特征，其制备、表征和应用引起人们的广泛关注。LANgmuir-Blodgett(LB)膜法是一种重要的制备纳米粒子的方法，它主要是利用LB单分子膜作为基体，在其上成核生长有机和无机纳米粒子。高度有序的LB膜能够更有效控制纳米粒子的粒径分布、几何结构以及稳定性。近年来，已成功地利用化学和电化学方法在单分子膜制备了Ag、Au等金属纳米颗粒以及CdS、ZnS、PbS、CdSe、PbSe等半导体纳米材料。11溶胶-凝胶技术与纳米材料的制备溶胶和凝胶是由粒径为nm到100nm的粒子组成。溶胶-凝胶技术指金属有机或无机化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成为氧化物或其它化合物的方法。这种应用胶体化学原理制备材料的方法与传统烧结、熔融等物理方法不同，对材料的均匀性可以达到亚微米级，纳米级的控制，在制备高分散性多组分材料中有其独特的优点。12溶胶-凝胶（Sol-gel）化学及其应用介绍了溶胶-凝胶理论和技术的历史背景以及研究现状；评述了近年来在电学、光学、热学、化学以及复合材料等领域中的应用和发展前景，指出溶胶-凝胶化学在未来的超结构材料科学中必将起重要作用。溶胶-凝胶（Sol-gel）技术是指金属有机或无机化合物经过溶胶=凝胶化和热处理形成氧化物或其它固体化合物的方法。基过程是：用液体化学试剂（或粉状试剂溶于溶剂）或溶胶为原料，而不是用传统的粉状物为反应物，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系，放置一定时间后转变为凝胶，经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下成型为制品，再在略低于传统的温度下烧结。13纳米材料的性质及其制备方法回顾了近年来国内纳米材料研究的进展情况，详细介绍了纳米材料的基本性质、制备方法及其特点，并预测了其具有很大潜力的应用领域。纳米技术是以扫描探针显微镜为技术手段在纳米尺度（0.1～100nm）上研究、利用原子、分子结构的特性及相互作用原理，并按人类需要在纳米尺度上直接操纵物质表面的分子、原子、甚至电子来制造特定产品或创造纳米级加工工艺的一门新兴交叉学科技术。纳米材料是原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面科学等多种学校交汇而出现的新的学科。纳米材料包括纳米无机材料、纳米聚合物材料、纳米金属材料、纳米半导体材料及纳米复合材料等。笔者对纳米材料的性质及其制备技术手段的现状作了详细的介绍。14微乳化技术在纳米材料制备中的应用研究本文介绍了微乳液的概念，及微乳反应器的原理、形成与结构，并进一步阐述了微乳反应器在纳米材料制备领域中的应用状况。一般情况下，我们将两种互不相溶液体在表面活性剂作用下形成的热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明、粒径1～100nm的分散体系称为微乳液。相应地把制备微乳液的技术称之为微乳化技术（MET）。自从80年代以来，微乳的理论和应用研究获得了迅速的发展，尤其是90年代以来，微乳应用研究发展更快，在许多技术领域：如三次采油，污水处理，萃取分离，催化，食品，生物医药，化妆品，材料制备，化学反应介质，涂料等领域均具有潜在的应用前景。我国的微乳技术研究始于80年代初期，在理论和应用研究方面也取得了相当的成果。15纳米微粒的化学制备法综述了近年来制备纳米微粒的化学方法的最新研究进展，包括沉淀法、水热法、喷雾法、溶胶-凝胶法、有机树脂法等。这些方法是合成粒径100nm超微粉末的有效方法。16单分子地制备纳米材料的研究进展单分子膜和纳米材料越来越受到人们的关注。简述单分子膜法制备和半导体纳米粒子，并对纳粒子的表征进行了介绍。17超临界流体技术在超微粒子制备中的应用介绍了超临界流体技术在超微粒子制备中的原理主方法，给出了此技术在高分子材料、无机和有机材料方面的应用实例，同时分析了在材料领域中的应用前景。超临界流体技术是近二十年来迅速发展起来的一门新技术。而超临界流体技术在材料领域中的应用是近些年来才开展的课题，主要集中在高发子材料的合成和超细颗粒的制备。超微粒子（UMP）是介于宏观固体和微观分子原子之间热力学上的亚稳态物质，也称纳米材料，其粒径一般在1-100nm。它具有明显的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，在光学、吸波、绝热和陶瓷等功能材料方面有重要的应用价值，目前其研究对象已由单相金属和单相陶瓷发展到了合金、金属间化合物、复相陶瓷及复合材料。超临界流体技术在该领域的应用，特别是在纳米级颗粒的研制方面已成为一门新技术。18纳米材料的分子自组装合成述评简要介绍了分子自组装技术的基本原理，概述了一些常见纳米材料的自组装合成方法，并合例举了四种典型的纳米材料（纳米管、多孔物质、自组装膜、有机/无机纳米复合体）合成化学研究现状。通过与传统合成法的对比，指出自组装合成了可以方便地实现结构和性能的预期调控，具有其它手段无可取代的优越性。19纳米技术离现实还有多远叙述了纳米技术的发展简史，介绍了纳米材料制备和应用现状，讨论了纳米材料制备中存在的瓶颈问题及发展前景。20嵌段共聚物自组装及其在纳米材料制备中的应用（下）嵌段共聚物可以自组装形成丰富的有序微结构。这些微结构可以拥有各种不同的几何形态和晶体/准晶结构及宽泛的尺寸选择性，而且具有良好的可调控性及相对容易的加工方法。利用嵌段共聚物这种自组装特性来制备一些利用传统技术难以获得的纳米材料（如功能纳米材料、纳米结构材料、模板材料、介孔固体等）及微米/亚微米微结构材料（如光子晶体等），具有优越性。这些材料将在信息技术、生物医学、催化等领域取得应用。21液相微波介电加热法制备纳米粒子的研究进展随着纳米科技的飞速发展，合成纳米材料的新方法层出不穷。在这些新方法当中，液相微流介电加热法近年来得到了飞速的发展，引起了科学界越来越多的关注。本文介绍了近年来液相微波介电加热法制备纳米粒子的一些研究进展，主要是该方法在制备金属、过渡金属氧化物和金属硫族化合物纳米粒子中的应用，并且对该领域未来的发展作了一些展望。22微乳技术制备纳米微粒的研究进展综述了微乳技术制备纳米微粒的研究现状，并对微乳液的配备和实验中影响纳米微粒的主要因素进行了阐述，提出了其发展方向。23纳米材料的制备方法及其在塑料中的应用介绍了纳米材料的一般特性和纳米粒子与纳米材料的制备方法，并且介绍了纳米粒子的表面处理和塑料纳米复合材料的合成方法，概述了纳米材料在塑料方面的应用情况。24超临界流体技术制备超细粒子超临界流体用于制备超细粒子是一项新技术。综述了两种形成微粒的方法：超临界快速膨胀法和超临界反溶剂法，并着重介绍了其在研究和应用方面的进展。25溶胶-凝胶法制备α-Fe2O3纳米粉末＊溶胶-凝胶法是制备材料的湿化学方法中一种崭新的方法，其基本反应有水解反应和缩聚反应，这种方法具有如下优点：制备工艺过程温度低、材料制备过程易于控制；制品的均匀性好，其均匀度可以达到分子或原子尺度；制备纯度高。溶胶-凝胶法引起科技界的关注，在一些领域得到迅速发展。近年来在稀土永磁的研究中发现晶粒细化到纳米尺度时会出现剩磁增强效应，铁基钠米复合稀土永磁具有潜在的极高的磁能积，关键是构筑硬、软磁体相的纳米复合结构。化学还原－扩散法是一种有效的方法，但是首先作为基原料的α-Fe2O3要细化到纳米尺度。本文是通过制备铁的醇盐再经过溶胶－凝胶法制取干凝胶。研究热处理对于干凝胶粉末的晶态转变以及粉末形貌和尺度的影响。26溶胶凝胶法制备MgxZn1-xO合金薄膜及其光学性质研究＊近几年来，短波激光二极管已成为半导体激光器的一个研究热点。与其他方法相比，溶胶－凝胶技术不需要复杂而昂贵的真空设备，具有操作简单，成分容易调节等优点。所以我们选用此技术制备MgxZn1-xO合金薄膜，并通过X射线衍射，透射光谱，光致发光等手段，对其进行了结构和光学性质的研究。27电化学方法制备纳米功能材料及其在电催化中的应用＊通过电化学方法合成前驱体直接水解法制备纳米TiO2粉体和纳米TiO2膜，纳米TiO2功能膜具有异相氧化还原催化作用，纳米膜中的Ti(Ⅳ)/Ti(Ⅲ)氧化还原电对作为媒质，异相间接电还原硝基苯为对氨基苯酚和草酸为乙醛酸。28纳米氧化物材料的喷射共沉淀制备方法和原理＊随着纳米材料研究的深入，纳