文档介绍：纳米材料的制备方法
§ 沉淀法
precipitation method
沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂(如OH--，CO32-，C2O42-等)后，或在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物、水合氧化物或盐类从溶液中析出，并将溶剂和溶液中原有的阴离子除去，可直接或经热分解得到所需化合物纳米粒子的方法。
沉淀通常是氢氧化物或水合氧化物，也可是草酸盐、碳酸盐等。
沉淀机理:
存在于溶液中的离子A＋和B－, 当它们的离子浓度积超过其溶度积[A+]·[B-]时，A＋和B-之间就开始结合，进而形成晶核。由晶核生长和在重力的作用下发生沉降，形成沉淀物。一般而言，当颗粒粒径为1微米以上时就形成沉淀。
沉淀物的粒径取决于核形成与核生长的相对速度。即核形成速度低于核生长，那么生成的颗粒数就少，单个颗粒的粒径就变大。
分类：
沉淀法包括共沉淀法、均相沉淀法、直接沉淀法、金属醇盐水解法等。
(1)共沉淀法
含多种(两种或两种以上)阳离子的溶液中加入沉淀剂后，所有离子完全沉淀的方法制备纳米微粒的方法称共沉淀法。
关键在于：如何使组成材料的多种离子同时沉淀？
根据沉淀的种类，它又可分成单相共沉淀法和混合物共沉淀法。
(i)单相共沉淀：
沉淀物为单一化合物或单相固溶体时，称为单相共沉淀。
例如，在Ba、Ti的硝酸盐溶液中加入草酸沉淀剂后，形成了单相化合物BaTiO(C2O4)2·4H2O沉淀。经高温(450~750℃)加热分解，经过一系列反应可制得BaTiO3粉料；
这种方法的缺点是适用范围很窄，仅对有限的草酸盐沉淀适用，如二价金属的草酸盐间产生固溶体沉淀。
(ii)混合物共沉淀：
如果沉淀产物为混合物时(溶度积不同)，称为混合物共沉淀。
例如：ZrO2—Y2O3的纳米陶瓷粒子的过程如下：
用盐酸溶解Y2O3得到YCl3，然后将ZrOCl2·8H2O和YCl3配制成一定浓度的混合溶液，在其中加NH4OH后有Zr(OH)4和Y(OH)3的沉淀缓慢形成。反应式如下：
得到的氢氧化物共沉淀物经洗涤、脱水、煅烧可得到具有很好的烧结活性的ZrO2(Y2O3)纳米微粒。
烧结时表面羟基易产生氧桥，应注意粉体的团聚问题。----硬团聚，属化学键合---难分开
常用硬团聚避免方法：
丁醇共沸蒸馏；乙醇洗涤；表面活性剂改性；冷冻干燥；真空干燥。
但无法从根本上避免硬团聚，设计实验时应尽量避免进行高温烧结。
共沉淀法制备纳米粉体，如何得到在原子或分子尺度上混合均匀的沉淀物是极其重要的。
一般情况下，溶液中不同种类的阳离子由于溶度积不同而不能同时沉淀，很容易发生分步沉淀，导致纳米粉体的组成不均匀。
例如，Zr，Y，Mg，Ca的氯化物溶入水形成溶液，随pH值的逐渐增大，各种金属离子发生沉淀的pH值范围不同，如图所示。