纳米化学考研复习笔记(3)

本站小编 免费考研网/2016-08-07


4.冷冻干燥法:将含有纳米粒子的物料在溶液喷雾到冷冻剂中生成固体微粒,然后在低温低压下将溶剂升华除去,即得纳米粒子。最大优点:可用于许多无机或有机纳米粒子制备,尤其适用于高温易分解的纳米粒子的制备。
5.其他方法:电火花放电法、流动油面上的真空蒸发沉积法、活化氢—熔融金属反应法、爆炸法等。
2.1.2化学制备方法
1.化学沉积法  2.低热固相法  3.溶剂热法  4.溶胶—凝胶法  5.微乳液法  6.热解法
7.化学还原法  8.喷雾法  9.电解法  10.模板合成法  11.气相化学沉积法  12.其他方法
1.化学沉积法
直接沉积法:优点:操作简单,对设备要求不高,成本低;缺点:粒径分布宽,分散性差。
均匀沉淀法:是利用某一反应使沉淀剂在溶液中均匀释放出来制备纳米粒子的一种方法。例如为了使沉淀剂氢氧根均匀释放,先加入金属盐和尿素,然后加热到70℃左右,尿素分解生成氢氧化铵,得到纳米金属氢氧化物。
水解沉淀法:主要有无机盐水解和醇水解沉淀两种
无机盐水解:例如钛盐水解可生成氧化物、氢氧化物和水合物的纳米颗粒。优点:纯度高、反应条件温和、操作简单,由复合醇盐或多种春燕水解可得到多种金属氧化物组成的纳米颗粒。例如醇盐Ni[Fe(OEt)4]2水解沉淀灼烧得到无定形纳米NiFe2O4。目前通过醇盐水解可得到氢氧化物或氧化物纳米颗粒的金属有:Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Zr、Nb、Ta、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Cd、In、Sn、Pb、Si、As、Bi、Ge、La等。
共沉淀法:多种金属离子同时完全沉淀的方法,分为单相共沉淀(沉淀物为单一化合物或单相固溶体)和混合物共沉淀法(沉淀物为混合物)。
控制条件化学配比,沉淀物的物理性质,PH值,温度,溶剂和溶液浓度,混合方法,搅拌速度,防团聚,焙烧温度和方式等。如果不同金属离子与沉淀剂的溶度积相差太大,则发生分布沉淀,导致纳米颗粒组成不均匀;通过调整PH值,温度,金属粒子浓度和加快搅拌速度可以得到均匀的纳米颗粒。
防团聚:利用高聚物作为分散剂可有效避免团聚和控制粒径大小。
优点:可得到不同组成或非化学计量比的纳米功能陶瓷粉体,也可用于掺杂。
例子:利用共沉淀法可以合成BaTiO3、PbTiO3、ZrO2、Y2O3等功能陶瓷粉体,然后经过烧结即可的功能陶瓷。
超重力沉淀法:是利用旋转填料床中产生的超重力环境,使金属盐溶液和沉淀剂溶液在高分散、高湍流、强混合以及界面急速更新的条件下逆向接触而产生沉淀的方法。优点:成核过程可控,粒径分布窄,粒径小
溶解度差沉淀法:利用溶解度差而析出纳米粒子的方法;例如某物质溶于乙醇而不溶于水,将其配成乙醇溶液,然后滴入水中而生成纳米粒子沉淀。优点:可制备有机纳米颗粒;缺点:粒径分布较宽。
沉淀转化法:先生成溶度积较大的沉淀,然后加入某一特定离子,转化为溶度积更小的沉淀。
2.低热固相法
固相法:在室温或较低温度下,将两种固相反应物通过研磨反应、水洗和干燥生成生成纳米颗粒的方法。
优缺点:此方法克服了传统湿法存在团聚现象的缺点,操作简单,无需溶剂,产率高,反应条件容易掌握等优点;缺点是粒径难以控制。
实例:例如纳米氧化锌的合成可用锌盐分别与氢氧化钠、碳酸钠或草酸钠在室温下研磨发生固相反应,生成前驱物Zn(OH)2、ZnCO3和ZnC2O4,在一定温度下灼烧分解即得纳米氧化锌。
3.溶剂热法
水热法:以水作为反应介质,在高温高压条件下合成纳米颗粒的方法称为水热法,若介质采用其他溶剂则称为溶剂热法。
水热条件:温度在水沸点与临界点(374℃)之前,通常在130~250℃;水蒸汽压为0.3~4MPa。
水热设备:高压反应釜。
水热作用:高温高压的水热条件,可使蒸汽压增大,密度减小,表面张力降低,粘度减小,离子积(Ksp)增大,传质和反应加快。这样可使某些不溶或难溶前瞻物变得易溶,能加速水热反应,尤其是能实现常规条件下难以发生的反应;反应完后,冷却,析出纳米粒子,然后过滤干燥即得纳米粒子。另外,在许多水热反应中,水既是溶剂又是反应组分。
分类:水热结晶,水热合成,水热分解,水热沉淀,水热还原,水热处理,另外还可分为普通水热法和特殊水热法;特殊水热法是指在普通水热条件反应体系中再增加其他促进反应的条件,如电场、磁场、超声波、微波辐射等。
优点:可制备多组分纳米颗粒,粒度小,纯度高,分散性好,无团聚,粒径分布窄,形状可控等。
实例:水热结晶Al(OH)3→Al2O3
水热氧化mM+nH2O→MmOn+H2   M:Cr、Fe等
水热沉淀KF+MnCl2→KMnF2
水热合成FeTiO3+KOH→K2O▪nTiO2
水热还原MxOy+yH2→xM+yH2O   M:Cu、Ag等
水热分解ZrSiO4+NaOH→ZrO2+Na2SiO3
4.溶胶—凝胶法
溶胶—凝胶法:指金属的有机或无机化合物在低温下经溶液、溶胶、凝胶和固化,在经过热处理而形成氧化物或其他固体化合物的方法。
基本原理:金属化合物(无机盐或金属醇盐)溶于某种溶剂中形成溶液,然后加入适当催化剂(酸碱等),发生水解(或醇解),水解产物通过缩聚成微小颗粒而形成溶胶,再进一步通过陈化、加热、脱水或其他方法,使颗粒或基团聚集成网状聚集体—凝胶,在经过干燥(超临界干燥、冷冻干燥或烧结)得到纳米粉体、结构材料或功能材料。
优缺点:优点是纯度高,化学均匀性好,颗粒细,掺杂分布均与,合成温度低,工艺设备简单,尤其是该法不仅可制备纳米颗粒,还可制备纳米膜、纳米纤维和块状纳米材料及复合材料。缺点是影响因素多,成本较高,干燥时收缩性大即块状材料烧结性不好。
实例:合成纳米SnO2。将20gSnCl2溶解在250ml乙醇中,搅拌30min,回流1h,老化2h,室温放置5d,然后在333K的水浴锅中干燥2d,再在100℃烘干得到SnO2纳米粉体。
5.微乳液法
微乳液:是由水、油(通常为碳氢化合物)、表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)组成的透明的、各向同性的热力学稳定体系。助表面活性剂的作用是调节界面的强度和表面活性及碳氢链之间的空隙,有利于微乳液的稳定和进行反应。因为微乳液的液滴大小(1~100nm)比普通乳液液滴(0.1~10μm)要小得多,所以称为微乳液。

相关话题/化学

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 王镜岩生物化学笔记 考研复习必备
    第一章 蛋白质化学 教学目标: 1.掌握蛋白质的概念、重要性和分子组成。 2.掌握-氨基酸的结构通式和20种氨基酸的名称、符号、结构、分类;掌握氨基酸的重要性质;熟悉肽和活性肽的概念。 3.掌握蛋白质的一、二、三、四级结构的特点及其重要化学键。 4.了解蛋白质结构与功能间的关系。 5.熟悉蛋白质的重要性 ...
    本站小编 免费考研网 2016-08-07
  • 2010年山东大学药学院分析化学考研真题
    2010年山东大学药学院分析化学考研试题(回忆版) 一, 名词解释; 1 . mass balance; 2. 滴定误差; 3.摩尔吸光系数; 4.振动弛豫; 5. chemical shift; 6. 质量型检测器; 二,回答问题; 1Na2CO3的质子条件式; 2 判断下列说法是否正确,并说明原因; 1)冰醋酸中H2SO4的强度小于HClO4; ...
    本站小编 免费考研网 2016-08-03
  • 环境化学专业模拟考研试题及答案
    2011环境化学专业考研试题及答案 参考答案 一、名词解释 1大气稳定度:指大气的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。 2大气逆辐射:CO2和H2O吸收地面辐射的能量后,又以长波辐射的形式将能量放出。这种辐射是向四面八方的,而在垂直方向上则有向上和向下两部分,向下的部分因与地面 ...
    本站小编 免费考研网 2016-08-03
  • 有机化学人名反应机理全解
    人名反应 1. Arbuzov 反应(Michaelis-Arbuzov 重排) 2. Arndt-Eistert 反应 3. Baeyer-Villiger 氧化重排 4. Beckmann 重排 5. Birch 还原 6. Bischler-Napieralski 合成法 7. Bouveault-Blanc 还原 8. Bucherer 反应 9. Cannizzaro 反应 10. Chichibabin 反应 11. Chugaev 反应 12. Claisen 重排 13. Clais ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-31
  • 2015-2016年研究生专业排行榜:地球化学
    排 名 学校名称 星 级 重点学科 博士点 开此专业学校数 1 中国地质大学(武汉) 5★ 28 2 中国科学技术大学 4★ 28 3 中国地质大学(北京) 4★ 28 ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-27
  • 2015-2016年研究生专业排行榜:海洋化学
    排 名 学校名称 星 级 重点学科 博士点 开此专业学校数 1 中国海洋大学 5★ 19 2 厦门大学 4★ 19 3 中国地质大学(武汉) 4★ 19 4 ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-27
  • 2015-2016年研究生专业排行榜:材料物理与化学
    排 名 学校名称 星 级 重点学科 博士点 开此专业学校数 1 清华大学 5★ 185 2 北京科技大学 5★ 185 3 上海交通大学 5★ 185 4 西安交通 ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-27
  • 2015-2016年研究生专业排行榜:生物化学与分子生物学
    排 名 学校名称 星 级 重点学科 博士点 开此专业学校数 1 北京大学 5★ 202 2 复旦大学 5★ 202 3 中山大学 5★ 202 4 上海交通大学 ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-27
  • 2017考研:无机化学专业排名前20院校
    下面是无机化学专业排名前20院校,供2017考研学子在选择学校时参考。 排 名 学校名称 星 级 开此专业学校数 1 南京大学 5★ 150 2 南开大学 5★ 150 3 ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-27
  • 2017考研:化学各专业排名前20院校
    下面是化学各专业排名前20院校,供2017考研学子在选择学校时参考。 专业名称 专业代码 院校排名 化学 070300 查看 无机化学 070301 查看 分析化学 070302 查看 ...
    本站小编 免费考研网 2016-07-27