【正文】 硝酸鎂和硝酸鋁的混合溶液經(jīng)此法可合成鎂 、 鋁尖晶石 ， 溶劑是水與甲醇的混合溶液 ， 粒徑大小取決于鹽的濃度和溶劑濃度 ， 溶液中鹽濃度越低 ， 溶劑中甲醇濃度越高 ， 其粒徑就變得越大 。 噴霧水解法制氧化鋁的裝置 I 噴霧焙燒法 * 噴霧焙燒裝置的示意圖 右圖所示的是典型的噴霧焙燒裝置 。 具體尺寸大小主要取決于鹽的微粒大小 。 制備純金屬納米粉體時(shí) ， 采用蒸餾水和分析純試劑配制成相應(yīng)金屬鹽的溶液 ， 加入表面活性劑 ， 如十二烷基硫酸鈉(C12H25NaSO4) 作 為 金 屬 膠 體 的 穩(wěn) 定 劑 ， 加 入 異 丙 醇[(CH3)2CHOH]作 OH自由基消除劑 。 微乳液也可模擬生物膜的功能 ， 一些涉及生物過程的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)在微乳液中進(jìn)行模擬研究 。 微乳液中 ， 微小的“ 水池 ” 被表面活性劑和助表面活性劑所組成的單分子層界面所包圍而形成微乳顆粒 ， 其大小可控制在幾十至幾百個(gè)埃之間 。 微乳液法 微 乳液 (microemulsion)法是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成一個(gè)均勻的乳液 ， 從乳液中析出固相 ， 這樣可使成核 、 生長 、 聚結(jié) 、 團(tuán)聚等過程局限在一個(gè)微小的球形液滴內(nèi) ， 從而可形成球形顆粒 ， 又避免了顆粒之間進(jìn)一步團(tuán)聚 。 水解金屬醇化物生成沉淀的分類 (a) 為無定形 (c) 為結(jié)晶形 (s) 為水溶解 由醇鹽合成的氧化物粉末按沉淀狀態(tài)分類 (煅燒中不經(jīng)過中間相而成為氧化物 ) (結(jié)晶氫氧化物粉末經(jīng)煅燒成氧化物 ) 溶劑熱法 溶劑熱 (solvothermal)合成法是由水熱法發(fā)展而來的材料制備方法 。 此法適用于那些對氧有較大親和力的金屬的醇鹽的制備 。 醇鹽與酯反應(yīng) ， 可得到另一種醇鹽和另一種酯 。 氧化物與氫氧化物相當(dāng)于酸酐和酸 ， 與醇進(jìn)行 “ 酯化 ” 反應(yīng) 。 ③ 金屬鹵化物與堿金屬醇鹽反應(yīng) 。 硼 、 硅 、 磷等元素的氯化物與醇作用 ， 可完全醇解 。 醇相當(dāng)于一種酸 ， 其酸性比水還弱 ， 金屬與醇的反應(yīng)相當(dāng)于金屬與酸的反應(yīng) 。 復(fù)合金屬氧化物粉末最重要的指標(biāo)之一是氧化物粉末顆粒之間組成的均一性 ， 用醇鹽水解法能獲得具有同一組成的微粒 。 用無機(jī)鹽水解法制備 氧化鋯納米粉流程圖 金屬醇鹽水解法 這種方法是利用一些金屬有機(jī)醇鹽能溶于有機(jī)溶劑并可發(fā)生水解 ， 生成氫氧化物或氧化物沉淀的特性 ， 制備粉料的一種方法 。 利用金屬的氯化物 、 硫酸鹽 、 硝酸鹽溶液 ， 通過膠體化的手段合成超微粉 ， 是人們熟知的制備金屬氧化物或水合金屬氧化物的方法 。 據(jù)此可將水解沉淀法分為無機(jī)鹽水解法和金屬醇鹽水解法 。 水解沉淀法 眾所周知 ， 有很多化合物可用水解生成沉淀 ，用來制備納米粒子 。 通常是通過溶液中的化學(xué)反應(yīng)使沉淀劑慢慢地生成 ， 從而克服了由外部向溶液中加沉淀劑而造成沉淀劑的局部不均勻性 ， 結(jié)果沉淀不能在整個(gè)溶液中均勻出現(xiàn)的缺點(diǎn) 。 經(jīng)高溫分解 ， 可制得 BaTiO3的納米粒子 。 Science, 272, 85 (1996) Obducat Company, Sweden ( inch Model) ? High resolution ? Low cost ? High throughput Morpho butterfly (藍(lán)默蝶 ) Template from Nature Photonic Crystal (光子晶體 ) Subwavelength Antireflective Structures (亞波長抗反射結(jié)構(gòu) ) Chlorocara africana ssp. Oertzeni (一種非洲昆蟲 ) 澳寶石 Opal(貓眼石 ) Cicada (蟬 ) Schematic of Nanoimprinting with Cicada Wings RIE SEM and AFM Images of Negative Structures of Cicada Wing Fabricated by Nanoimprint (PMMA) polymethyl methacrylate (PMMA), 聚甲基丙烯酸甲酯 DipPen Nanolithography(平板印刷 ） Quill Pen DipPen Nanolithography (DPN) Application Nanoarrays for Antigen（ 抗原 ） Based Detection of HIV Human Immunodeficiency Virus, (HIV) 人類免疫缺陷病毒 幾種典型的納米材料合成技術(shù) ? 水熱 、 溶劑熱法 ? 化學(xué)氣相沉積技術(shù) ? 模板法 ?生物礦化及仿生技術(shù) ? 自組裝及超分子化學(xué)方法 ? 共沉淀 ? 晶核生長法及其它 共沉淀法 在含有多種陽離子的溶液中加入沉淀劑后 ， 所有離子完全沉淀的方法稱為共沉淀法 (coprecipitation)。 該技術(shù)還有制作成本極低 、 簡單易行 、 效率高等優(yōu)點(diǎn) 。 微波燒結(jié)工藝的關(guān)鍵是解決燒結(jié)溫度的均勻性和防止局部過熱現(xiàn)象 。 3)、微波燒結(jié) 納米陶瓷在燒結(jié)過程中 ， 即使在高溫段停留時(shí)間很短 ，納米相晶粒就長大到近一個(gè)數(shù)量級 。 “ 兩步法 ” 的基本過程如下： 第一步是在惰性氣體中 (高純 He)蒸發(fā)金屬 ， 形成的金屬納米粒子附著在冷阱上；第二步是引入活性氣體 ，例如氧 ， 壓力為約 103Pa， 使冷阱的納米金屬粒子急劇氧化形成氧化物 ， 然后將反應(yīng)室中氧氣排除 ， 達(dá)到約 105Pa真空度 ，用刮刀將氧化物刮下 ， 通過漏斗進(jìn)入壓結(jié)裝置 。 該工藝與無壓力燒結(jié)工藝相比 ， 其優(yōu)點(diǎn)是對于許多未摻雜的納米粉 ，通過施加應(yīng)力有助于燒結(jié) ， 可制得具有較高致密度的納米陶瓷 ， 并且晶粒無明顯長大 ， 而且采用熱壓燒結(jié)比無壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度可適當(dāng)降低 。 1)、 無壓力燒結(jié) 無壓力燒結(jié) (靜態(tài)燒結(jié) )工藝過程是將無團(tuán)聚的納米粉 ，在室溫下經(jīng)模壓成塊狀試樣 ， 然后在一定的溫度下焙燒使其致密化 (燒結(jié) )。 該法的特點(diǎn)是：工藝簡便 ， 界面清潔 ， 能直接制備大塊致密的納米晶 。 晶化通常采用等溫退火方法 ， 近年來還發(fā)展了分級退火 、脈沖退火 、 激波誘導(dǎo)等方法 。 該法合金基體成分不受限制 、 成本低 、 產(chǎn)量大 、 工藝簡單 ，特別是在難熔金屬的合金化 、 非平衡相的生成及開發(fā)特殊使用合金等方面顯示出較強(qiáng)的活力 。 （ 2） 高能球磨法結(jié)合加壓成塊法 高能球磨是一種用來制備具有可控微結(jié)構(gòu)的金屬基或陶瓷基復(fù)合粉末的技術(shù) 。 納米金屬與合金材料制備方法 * 惰性氣體凝聚、 原位加壓裝置示意圖 右圖是用惰性氣體蒸發(fā) (凝聚 )、 原位加壓法制備納米金屬和合金的裝置 。 每個(gè)納米微粒本身由兩相構(gòu)成 (一種相彌散于另一種相中 )則相應(yīng)的納米材料稱為納米復(fù)相材料 (nanomultiphase materials)。 以納米顆粒為單元沿著一維方向排列形成納米絲 ， 在二維空間排列形成納米薄膜 ， 在三維空間可以堆積成納米塊體 ， 經(jīng)人工的控制和加工 ， 納米微粒在一維 、 二維和三維空間有序排列 ， 可以形成不同維數(shù)的陣列體系 。 目 前 已 采 用 solgel 法得到的納米鑲嵌復(fù)合薄膜主要有 Co(Fe, Ni, Mn)/SiO2, CdS(ZnS, PbS)/SiO2。 該方法目前被廣泛的應(yīng)用于納米薄膜材料的制備 ， 主要用于制備半導(dǎo)體 、 氧化物 、 氮化物 、 碳化物納米薄膜 。 其基本過程包括： 氣相物質(zhì)的產(chǎn)生 氣相物質(zhì)的輸運(yùn) 氣相物質(zhì)的沉積 蒸發(fā) 、 濺射 高真空 凝 聚 F， 化學(xué)氣相沉積技術(shù) 化學(xué)氣相沉積 (Chemical Vapour Deposition, CVD)法主要是利用含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的方法 。 在某一表面壓下 ,各個(gè)分子的親水基團(tuán)與水面接觸 。 還可分為顆粒膜 、 膜厚為納米級的多層膜；納米晶態(tài)薄膜和納米非晶態(tài)薄膜 。 C) direction through the use of a template。 自從 1991年日本 NEC公司飯島澄男 (Iijima)等發(fā)現(xiàn)納米碳管以來 ， 立刻引起了許多科技領(lǐng)域的科學(xué)家們的極大關(guān)注 。 可溶性微量摻雜組分分布均勻 ， 不會分離 、 偏析 ， 比醇鹽水解法優(yōu)越； (6) 合成溫度低 ， 成分容易控制 ； (7) 粉末活性高 ； (8) 工藝 、 設(shè)備簡單 ， 但原材料價(jià)格昂貴 ； (9) 烘干后的球形凝膠顆粒自身燒結(jié)溫度低 ， 但凝膠顆粒之間燒結(jié)性差 ， 即體材料燒結(jié)性不好； (10) 干燥時(shí)收縮大 。 膠粒尺寸小于 ?m。 通過向溶液中加入堿液 (如氨水 )使得這一水解反應(yīng)不斷地向正方向進(jìn)行 ， 并逐漸形成 M(OH)n沉淀 ， 然后將沉淀物充分水洗 、 過濾并分散于強(qiáng)酸溶液中便得到穩(wěn)定的溶膠 ， 經(jīng)某種方式處理 (如加熱脫水 )溶膠變成凝膠 、干燥和焙燒后形成金屬氧化物粉體 。 一定條件下 (如加熱 )使溶劑蒸發(fā) ， 得到粉料 。 (2) 溶膠－凝膠轉(zhuǎn)化 。 K 溶膠－凝膠法 溶膠凝膠技術(shù)是指金屬有機(jī)或無機(jī)化合物經(jīng)過溶液 、 溶膠 、 凝膠而固化 ， 再經(jīng)熱處理而成氧化物或其他化合物固體的方法 。水熱合成法的優(yōu)點(diǎn)在于可直接生成氧化物 ， 避免了一般液相合成方法需要經(jīng)過煅燒轉(zhuǎn)化成氧化物這一步驟 ， 從而極大地降低乃至避免了硬團(tuán)聚的形成 。 在常溫常壓下一些從熱力學(xué)分析看可以進(jìn)行的反應(yīng) ， 往往因反應(yīng)速度極慢 ， 以至于在實(shí)際上沒有價(jià)值 。將這種球狀顆粒在 800～ 1