文档介绍：纳米粉体制备方法的研究
辛辉,易贝贝
(平顶山工业职业技术学院化工系,河南平顶山 467001)
摘要:纳米粉体具有独特的性能而被广泛应用。其制备方法的研究已经成为材料研究领域的重要内容。本文对纳米粉体的制备方法进行了研究,总结出各种方法的利弊。
关键词:纳米粉体制备方法团聚性质
Research on preparation method of Nanometer powder
Xin Hui Yi Beibei
(Department of chemical engineering in Pingdingshan Industrial College of Technology
Henan Pingdingshan 467001)
Abstract: Nanometer powder is widely used since its unique property. Research on preparation method of Nanometer powder has been the important content in the field of material research. The paper summrizes the advantages and disadvantages of all the method through the research on preparation method of Nanometer powder in order to achieve the purpose of selecting the proper preparation method in the engineering.
Key words: Nanometer powder; preparation method; unite; property
0 引言
纳米粉体泛指粒径在1~100nm范围内的粉末。由于纳米粉体的晶粒小,表面曲率大或表面积大,所以它在磁性、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,因而广泛应用于高性能结构与功能陶瓷材料、涂层材料、磁性材料、催化材料、气敏材料、医药和石油化工领域。纳米粉体制备方法的研究已经成为材料研究领域的一个重要内容。
1 激光法制备纳米粉体
激光法制备粉体是以激光为加热源,利用激光的诱导作用和作用物质对特定激光波长的共振吸收制备出所要求的纳米粉体[1]。激光法有激光诱导化学气相沉积法(LICVD)和激光烧蚀法(LAD)。
激光诱导化学气相沉积法
激光诱导化学气相沉积法是利用反应气体分子(或光敏分子)对特定波长激光的共振吸收,诱导反应气体分子的激光热解、激光离解(如紫外光解、红外多光子离解)、激光光敏化等化学反应,在一定工艺条件下(激光功率密度、反应池压力、反应气体配比、流速和反应温度等)反应生成物成核和生长,通过控制成核与生长过程,即可获得纳米粒子[2]。
激光烧蚀法
激光烧蚀法是将作为原料的耙材置于真空或充满氩等保护气体的反应室中,耙材表面经激光照射后,与入射的激光束相作用。耙材吸收高能量激光束后迅速升温、蒸发形成气态。气态物质可直接冷凝沉积形成纳米微粒,气态物质也可在激光作用下分解后再形成纳米微粒。若反应室中有反应气体,则蒸发物可与反应气体发生化学反应,经过形核生长、冷凝后得到复合化合物的纳米粉体。
激光烧蚀法与激光诱导化学气相法相比,生产率更高,使用范围更广,并可合成更为细小的纳米粉体。
2 溶剂蒸发法制备纳米粉体
常用的溶剂蒸发法有喷雾干燥法、喷雾热分解法。喷雾干燥法是将金属盐溶液喷入热风中,溶剂迅速蒸发从而析出金属盐的纳米颗粒。喷雾热分解法则是将溶液喷入高温气氛中,使溶剂蒸发和金属盐的热分解同时进行,从而用1道工序制得氧化物纳米颗粒。
采用喷雾法生成的氧化物颗粒一般为球状,流动性好且易于处理,并且可以连续进行,因而制备能力大,操作也比较简单。但有些盐类热分解时产生大量有毒气体(如SO2、NO2、NO、Cl2和HCl等),污染环境,因而给工业化生产带来一定的困难。
3 溶液冻干法制备纳米粉体
冻干法制备纳米粉体,是将所期望制备粉体成分的或其前驱体成分的溶液或溶胶冻结成固溶体或制成凝胶,再使固溶体或凝胶在真空下冻干。由于固溶体或凝胶中的水比其中的溶质的蒸汽压高,抽真空可使冻结物中的冰升华,只留下难挥发的成分,从而可得到干燥的粉体,必要时再通过热处理制得所期望成分的纳米粉体。根据造粒过程以及被冷冻对象形态的不同,可分为溶胶冻干法和溶液冻干法。
溶胶冻干法
溶胶冻干法制备纳米粉体,其前驱体在溶剂中的分散是胶体颗粒级别的,所制备粉体颗粒的粒径主要受控于前驱体的化