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高效制备纳米材料的方法

【摘要】:图1.2纳米材料制备方法物理方法——自上而下;化学方法——自下而上纳米材料的相关研究及合成方法非常多,各领域学者提出很多新的纳米材料制备方法。物理方法制备纳米材料的特点是制备出的材料纯度高,尺寸范围分布较窄,但是由于这种技术对技术设备要求很高,因此制得的纳米材料的形状相对比较单一,而且难以控制。

图1.2 纳米材料制备方法

(a)物理方法——自上而下;(b)化学方法——自下而上

纳米材料的相关研究及合成方法非常多,各领域学者提出很多新的纳米材料制备方法。总体来说,分为物理方法及化学方法两种(图1.2),根据其组装的模式又可以分为自上而下(Top Down)的物理方法和自下而上(Bottom Up)的化学方法两种。

1.物理方法

物理方法主要有气相法、液相法和固相法等。其中,气相沉积法中主要使用的有辐射蒸发法、电弧放电法、电子束加热和溅射法以及电阻式加热法。另外,还有激光烧灼法、分子束外延法、脉冲电子沉积法、辐射合成法、真空蒸发冷凝法、激光聚集原子沉积法和机械球磨法等。物理方法制备纳米材料的特点是制备出的材料纯度高,尺寸范围分布较窄,但是由于这种技术对技术设备要求很高,因此制得的纳米材料的形状相对比较单一,而且难以控制。

2.化学方法

化学方法主要有水热法(包括水热沉淀、合成、分解和结晶法)、水解法(包括溶胶-凝胶法、乳胶法、蒸发分离法和溶剂挥发分解法等)、固相化学法、自组装、再沉淀、辐射化学合成法、模板合成和生物分子模板法等。化学方法的优点是得到的产物均匀性好,制得的纳米材料尺寸小而且可控,工艺相对简单;缺点是对原料的纯度要求较高,而且合成路线较长,容易引入杂质。

此外,还有一种综合方法。综合方法是指结合物理方法与化学方法所形成的制备方法,主要有蒸发悬浮法和固-液相电弧放电法等。