油酸在合成纳米材料中的研究与应用_20060403VIP专享VIP免费

油酸在纳米材料合成中的研究与应用俞鹏飞崔斌*史启祯(西北大学化学系／陕西省物理无机化学重点实验室，西安710069)摘要通过对一些重要单分散纳米晶金属材料和氧化物材料的制备方法、合成原理及其应用的综述，介绍油酸作为溶剂或表面活性剂在制备单分散纳米晶材料方面的作用和机制。展望了纳米技术、纳米材料的未来，以及它们将对现代信息社会发挥的重大作用，并进一步肯定了油酸的作用和地位。关键词油酸；表面活性剂；纳米材料；单分散中图分类号：O614文献标识码：AResearchandApplicationofOleicAcidintheSynthesisofNanomaterialsYuPeng-Fei，CuiBin，ShiQi-Zhen(ShaanxiKeyLaboratoryofPhysico-InorganicChemistry,DepartmentofChemistry,NorthwestUniversity,Xi’an,710069,China)AbstractThroughthesummaryofsynthesismethods,theoryandapplicationofsomenanocrystallinemetalsandoxide,weintroducethefunctionandmechanismofoleicacidusedasthesurfactantorsolventinthesynthesisofmonodispersenanocrystallinematerials.Thefutureofnanotechnology,nanomaterials,andtheirimportantfunctiontoinformationsocietyinmoderntimesarealsomentioned.Andthefunctionandstatusofoleicacidisfurtheraffirmed.Keywordsoleicacid;surfactants;nanomaterials;monodisperse1引言纳米科技是20世纪80年代末诞生并正在蓬勃发展的一种高新科技，它的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，标志着人类科学技术已进入一个新的时代，纳米科技必将成为21世纪的主导新技术之一[1]。纳米材料是组成相或晶粒在任一维上尺寸小于100nm的材料[2]。当材料的尺陕西省重点实验室重点科研基金课题(04JS04,05JS50),陕西省自然科学基金(2005B19)*通讯联系人：崔斌,男,1967年生,陕西咸阳人,博士,副教授;E-mail:cuibin@nwu.edu.cn;研究方向:纳米材料及无机功能材料化学寸降低到纳米尺度时，小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等将对材料的声、光、电、磁、热、力学等性能有着显著的影响。纳米材料合成的新方法在科学和技术的进步方面具有重要作用。通过有机金属化合物和其它有机溶液相的合成路线，这些纳米粒子作为新颖结构基元将为构建新的功能结构，进而实现对其物理化学性质的人工剪裁奠定研究基础[3]。根据纳米粒子的应用，其尺寸的标准偏差≤5%～15%可以称之为单分散的粒子[4]。单分散的粒子能够形成紧凑的二维和三维阵列，在纳米器件的制造方面有着重要的应用。由于纳米粒子间存在着有别于常规粒子(或颗粒)间的作用能，因而具有很高的活性，它的这种特殊的表面结构很容易形成团聚体。要稳定纳米粒子在液体中的分散体系，主要通过减少吸引力、增加排斥力来控制颗粒/液珠形成聚块或絮凝。而表面活性剂具有乳化、分散、增溶等一系列优异性能，它可以形成一个斥力来与吸附力相抗衡，即产生一个能垒来抵抗聚结的发生[5]。在众多表面活性剂中，油酸由于其自身特殊的结构和性质而被应用于单分散纳米粒子的制备。本文主要综述油酸作为表面活性剂或溶剂制备的几种重要的金属和氧化物纳米材料及其应用，并简单介绍该领域的研究进展和发展方向。2油酸的结构和性质油酸(oleicacid)也称十八烯酸，分子结构式为：由结构式就可看出它是有一个烯型双键-CH＝CH-和一个羧基-COOH的长链不饱和脂肪酸，因此具有较大的空间位阻。此外，亚油酸(linoleicacid)又称顺，顺-9，12-十八(碳)二烯酸，分子式CH3（CH2）4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH，它的分子中有两个烯型双键，也是不饱和的脂肪酸。它的应用类似于油酸，在制备单分散的纳米粒子研究中一般不加区分。油酸(或其油酸盐)作为一种常用的表面活性剂，它能有效地防止纳米粒子团聚。这主要是由于油酸分子中的双键引起空间结构的弯曲，产生空间壁垒，阻碍了邻近链的集束。当它用于稳定纳米粒子时，它的憎水部分在溶剂中被介质完全溶剂化，从而提供了一个很强的排斥力。空间排斥力由两方面组成：①混合效应，当两个颗粒\液珠趋近至小于其本身外层吸附层厚度的2倍时，吸附层中的亲液支链相互重叠发生不利混合而产生的；②熵效应，由于分子链...