试谈纳米氧化物及其制备技术VIP免费

纳米氧化物及其制备技术摘要氧化物是一类重要的材料，应用广泛，基于纳米粒子的一些特异性能，致使纳米氧化物在很多领域的应用优于常规氧化物，因而纳米氧化物的制备及性质研究成为材料工作者研究的热点。本文综述了纳米氧化物的研究前景、应用以及其主要制备技术，并着重介绍了低温固相化学法。关键词：纳米氧化物均匀沉淀法、直接沉淀法、溶胶一凝胶法、1引言20世纪08年代初期，纳米材料这一概念形成后，己引起世人的密切关注。它所具有的独特性质，使人们意识到它的广阔发展前景。组成纳米材料的纳米粒子又称团簇、超微粒、超小粒子等，一般是指粒径在1nm到10nm之间的粒子。同时纳米结构也是生命体的最基本结构，蛋白质、病毒直到细胞都只有1nm到10Onm大小。纳米粒子由于粒径小，粒子内存在缺陷，甚至还有不同的亚稳态并存，产生了一系列不同于宏观块体的特性，使它具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应及宏观、量子隧道效应等，因此，在光、电、磁、催化等方面，具有重要的应用前景，引起人们的广泛关注[1-4]。200年美国政府启动了纳米科技发展计划，我国也将纳米材料和纳米技术列为科技发展的热门课题，近年来，纳米材料的开发和应用己成为各国科技工作者的研究热点，美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”、欧共体的“尤里卡计划”、日本的“高级技术探索研究计划”，以及我国的“863计划”等均把纳米材料的研究列为重点发展项目[5]。目前，由纳米微粒组成的新型材料在催化、发光材料、磁性材料、半导体材料及精细陶瓷材料等领域己得到了广泛应用。纳米氧化物是一类重要的材料，其种类繁多，应用广泛，且更为新型的应用也不断地被发现，继而成为一种广泛关注的功能材料，所以研究其制备及应用具有广阔的前景。2纳米氧化物2.1纳米氧化物的研究前景基于纳米粒子的一些特异性能，致使纳米氧化物在很多领域的应用优于常规氧化物，纳米氧化物的制备及性质研究成为材料工作者研究的热点。在功能陶瓷、化纤、环境工程、化妆品、传感器及涂料等领域具有广阔和潜在的应用，例如金利通[6]等人近年来一直致力于纳米氧化物的制备及其应用研究，特别是将纳米氧化物应用于传感技术的探讨。廖莉玲[7]等人采用直接沉淀法合成得到纳米CuO、ZnO、MgO、Fe2O3氏等一系列纳米氧化物，并对其抑烟特性进行了研究。氧化物纳米颗粒制备技术的研究至今己40余年，世界各国对氧化物纳米微粒的研究主要集中在制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面，其中纳米微粒的制备技术是关键，因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。叶锡生等人研究了纳米氧化镁晶粒微结构的尺寸效应[8]，研究发现：纳米晶氧化镁的晶粒组元中存在晶格膨胀，纳米氧化镁晶粒随着温度的升高而增大，且呈现出明显的变化，其晶格畸变与晶粒尺寸有关。近年来，有关纳米复合涂层的研究引起人们的关注。刘福春等人综述了纳米复合涂料的研究现状，着重介绍了TiO2、SiO2、ZnO等纳米氧化物的特性，以及制备耐老化、隐身、抗静电、抗菌杀菌等纳米涂料的原理与应用，概括了纳米复合涂料的制备和检测方法，提出了纳米复合涂料研究中存在的主要问题，并指出纳米复合涂料的研究方向[11]。近年来，因为复合纳米氧化物的独特性质越来越被人们所认知，众多研究者将研究重点转向复合纳米氧化物。纳米铜锰复合氧化物是一种新型高功能精细无机产品，较单组分催化剂有更高的活性，并且具有一般铜锰复合氧化物产物所无法比拟的特殊性能和新用途。例如李大光等人[10]采用室温固相化学反应的方法，分别采用乙酸盐和草酸，碳酸盐和草酸为原料制备纳米铜锰复合氧化物的前驱物，然后进行热分解制得纳米铜锰复合氧化物。尖晶石型复合氧化物种类繁多，应用广泛，可以作为催化材料、颜料、磁性材料、隐身材料以及气敏材料等进行使用，尤其是近年来又开发出光催化性能，而成为一种广泛关注的功能材料11-13]。隋小涛等人[14]采用共沉淀法，分别采用Cu、Al的硝酸盐作为原料，用NaoH作为沉淀剂制备了尖晶石型CuA12认纳米粉体，并通过正交实验研究了原料配比、溶剂用量、锻烧温度、锻烧时间等四种因素对粉体形成的影响，确定了主...