试谈纳米氧化物及其制备技术

纳米氧化物及其制备技术摘要氧化物是一类重要的材料，应用广泛，基于纳米粒子的一些特异性能，致使纳米氧化物在很多领域的应用优于常规氧化物，因而纳米氧化物的制备及性质研究成为材料工作者研究的热点。本文综述了纳米氧化物的研究前景、应用以及其主要制备技术，并着重介绍了低温固相化学法。关键词：纳米氧化物均匀沉淀法、直接沉淀法、溶胶一凝胶法、1引言20世纪08年代初期，纳米材料这一概念形成后，己引起世人的密切关注。它所具有的独特性质，使人们意识到它的广阔发展前景。组成纳米材料的纳米粒子又称团簇、超微粒、超小粒子等，一般是指粒径在1nm到10nm之间的粒子。同时纳米结构也是生命体的最基本结构，蛋白质、病毒直到细胞都只有1nm到10Onm大小。纳米粒子由于粒径小，粒子内存在缺陷，甚至还有不同的亚稳态并存，产生了一系列不同于宏观块体的特性，使它具有表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应及宏观、量子隧道效应等，因此，在光、电、磁、催化等方面，具有重要的应用前景，引起人们的广泛关注[1-4]。200年美国政府启动了纳米科技发展计划，我国也将纳米材料和纳米技术列为科技发展的热门课题，近年来，纳米材料的开发和应用己成为各国科技工作者的研究热点，美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”、欧共体的“尤里卡计划”、日本的“高级技术探索研究计划”，以及我国的“863计划”等均把纳米材料的研究列为重点发展项目[5]。目前，由纳米微粒组成的新型材料在催化、发光材料、磁性材料、半导体材料及精细陶瓷材料等领域己得到了广泛应用。纳米氧化物是一类重要的材料，其种类繁多，应用广泛，且更为新型的应用也不断地被发现，继而成为一种广泛关注的功能材料，所以研究其制备及应用具有广阔的前景。2纳米氧化物2.1纳米氧化物的研究前景基于纳米粒子的一些特异性能，致使纳米氧化物在很多领域的应用优于常规氧化物，纳米氧化物的制备及性质研究成为材料工作者研究的热点。在功能陶瓷、化纤、环境工程、化妆品、传感器及涂料等领域具有广阔和潜在的应用，例如金利通[6]等人近年来一直致力于纳米氧化物的制备及其应用研究，特别是将纳米氧化物应用于传感技术的探讨。廖莉玲[7]等人采用直接沉淀法合成得到纳米CuO、ZnO、MgO、Fe2O3氏等一系列纳米氧化物，并对其抑烟特性进行了研究。氧化物纳米颗粒制备技术的研究至今己40余年，世界各国对氧化物纳米微粒的研究主要集中在制备、微观结构、宏观物性和应用等四个方面，其中纳米微粒的制备技术是关键，因为制备工艺和过程控制对纳米微粒的微观结构和宏观性能具有重要的影响。叶锡生等人研究了纳米氧化镁晶粒微结构的尺寸效应[8]，研究发现：纳米晶氧化镁的晶粒组元中存在晶格膨胀，纳米氧化镁晶粒随着温度的训升高仙而增辈大，星且呈咱现出异明显菊的变帅化，枯其晶岗格畸杆变与贝晶粒毯尺寸响有关翅。近撑年来超，有眠关跌纳米房复合膀涂层溪的研命究引乳起人最们的衰关注剪。刘灾福春责等人课综述蜂了纳扰米复骨合涂腐料的沾研究叹现奖状，全着重嗽介绍去了怒Ti奴O恶2秧、补Si园O窜2千、初Zn漫O痛等纳胆米氧突化物庸的特螺性，三以及秧制备狭耐老射化、愉隐身巨、柜抗静胃电、促抗菌腐杀菌赏等纳挽米涂峡料的吧原理绪与应难用，未概括役了纳悲米复梯合涂厉料的相制备顿和检证测炉方法押，提攀出了标纳米榜复合箱涂料吴研究陈中存斩在的沟主要叨问题轨，并瞒指出爱纳米挣复合果涂料钢的研件究笼方向粥[1宰1]烂。俊近年遵来絮，价因为理复合绳纳米毫氧化归物的秩独特烤性质街越来悠越被颈人们配所认足知，倘众多愚研究骆者哗将研舞究重拾点转缸向复筛合纳潜米氧炼化物哑。纳框米铜友锰复林合氧跌化物驼是一绪种新榨型高待功能特精细腐无两机产猪品，不较单珍组分尝催化港剂有联更高竹的活芦性，伪并且萌具有雪一般皆铜锰牧复合往氧化败物产所物所装无姻法比夹拟的索特殊井性能捧和新密用途拢。例助如李佛大光羞等人刑[态10夺]猛采用我室温挪固相州化学奴反应阅的方坏法，刮分别序采用材乙酸财盐和央草酸蜜，碳仔酸盐工和草惧酸为帐原料次制备捕纳米岔铜锰本复合赤氧化内物的时前驱攀物，名然后像进行缓热分巷解制网得纳天米铜愤锰复霞合氧漠化物父。尖晋晶石托型复杜合氧烘化物永种类敲繁多资，流应用径广泛纷，可哄以作叫为催糠化材产料、匙颜料不、磁码性材肺料、界隐身轧材料置以及蔑气敏仇材料姐等进壮行摊使用膊，尤得其是彻近年挥来又萝开发揭出光瞧催化引性能蝇，而改成为逮一种衣广泛纲关注以的功赏能材饮料站11设-氏13骂]敢。隋域小涛夏等人样[酒14推]申采用页共沉血淀法盗，分攀别采哭用浮C戴u候、友A猛l肠的硝涛酸盐棍作为悲原料硬，用足Na毫oH诉作为扁沉淀也剂制辉备了住尖晶避石型谷Cu蓬A1寻2本认纳窝米粉既体，惨并通壤过正悠交实刺验研姥究了葡原料强配比伞、溶日剂用文量、欲锻烧招温度摸、锻计烧时何间等碧四种六因素吴对粉眉体形监成的苏影响卖，确桂定了委主要艺影响衰因素摔和最凡佳工障艺条历件。芝2.傍2纳浇米氧感化物夏的应宗用查一、鹿在陶纵瓷领屯域中班的应贞用患[1解5茄-2崭0]剧纳米搜材料度因为燕其颗纪粒小程，比招表面玻大并达有较榴高的烂扩散择速度够等特累性，遗因而烦对纳败米材启料粉千体进春行烧跃结时达，其丈致密厚化的晴速度惧较快问，同进时也居降低衣了烧折结温赚度。哨将纳点米技括术应尚用到瓣陶瓷遗材料血生产建中，塑已成巨为目绘前陶众瓷材共料科论学研纷究工虹作者出主要躁的奋敬斗目评标，斗并且然在实冰验室孕内己地取得怨一些喜成果季。例村如把扭纳米鸦Al副2叨O涨3姿粉体长加入池粗晶嘉粉体瓶中以当期达栗到提幻高氧低化铝愁钳锅吼的致权密度赞和耐耗冷热寺疲劳宝性能细；遥英国遣把纳陆米获Al执2胞O脏3佛与二资氧化熊锆密进行哪混合伏在实蔑验室等己获即得高半韧性敢的陶细瓷材痰料，窃烧结舅温度烫可降紧低高10聪0掠℃淘。氧昏化铝先的基银板材扩料是第微电斧子工采业中狮重要肤的材婶料之冻一，尝用流申延法南制备浊的添喝加纳池米氧票化铝抚的基起板材嚷料，疯光洁臣度大亩大提园高，厌冷热筛疲劳角、断服裂韧基性提卧高将育近一辨倍，崇导热偷系数旨比常渠规氧察化铝问的基秆板材贴料提剩高了傍20极%日，显难微组支织均易匀。延纳米今级氧沃化铅镜陶瓷轮的烧扇结温相度比记常规坡的微查米级打氧化源错陶惯瓷温零度降拍低纤40镰摄氏纸度，吃因而让大大筐有利菊于控隔制晶冒粒的娱长大结和降两低制南作成脂本。损二、党在纺业织工臣业中扭的应跃用碰随着描纳米楚科技借的迅紫猛发宿展，储将纳帆米氧国化物则或以拜纳米暖氧化骨物为扶载体挎的无贞机化你合物切加入前到各己种衣揉料的沃纤维扶中，醒己经己成为鉴服装若材料既行业迷发展卖的大捉势所拐趋。悟将一狂些纳调米氧涂化物济材料串加入拆纤维镇中，豪可制敏成各都种新已型的蜘功能夫纤维速，例怒如将散纳米盗Zr蕉0糊2漆、折A1肌2洋伪、林Cr废Z感伍及边本论铜文制惊备的碰纳米疑Mg会o怕等加数入纤平维中堪可赋赤予纤遣维较扰强的三远红耐外性杏质，撒Z腊n语O、侍Ti锣oZ霜、仅A1迟2变O条3粘、痕Mg姥O等妻纳米经氧化督物的性加入咸可制拆造抗弦紫外向纤维宰，加废入S绘nO补2慎、榴T翠i沃O销2横、口Z符n把则可花制成违导电钱纤维店[值21绒]漠。建三、粪在环棵境科棚学中柏的应批用变[2瞧2-忧23驶]藏环境找污染豪物的流降解症成为璃当今柄环境照研究诞的重炸大课尼题，净人们旦一直壶寻找猫用于迫光催瞧化诉这些繁污染盲物的董催化妖剂，塘据文址献报阵道寒Ti以O兔2调、宾Zn堂O满、段WO勤3处、歉Sn殃O口2灵、骗Fe跌2挡O划3戏等均世有此袭方面何的作有用，杰其中符Ti包O中2请因活巩性高掩、稳骑定性久好、双对人竞体无趋害而热成为秀最受痛重视伞的一歌种光轧催化完剂。榜Ma弓th眨ew三s歪等人苹曾对酒水中帝34栏种有扒机污碰染物言的光割催化铁分解座进行益了系便统的焰研究候，实餐验结逼果表斯明，召这些注纳米轻氧化背物在脏光催侵化氧拖化法粱作用弄下，世可将欧水中恼的烃碰类、喜卤代爹物、腊羧案酸、龙分散顿剂、席染料点、含脚氮有查机物贫、有巨机磷笼杀虫上剂等夏较快涌地完锦全转而变为间CO岸2话和右H撞2仓O封等无苗害物替质。献四、育在日诸用化温学工奇业品携中的追应用肠化毕妆妈品侄中猜的防过晒剂群一般窄多为仁有机润化合砍物，岔随着参纳米花技术驾的广久泛应万用，毯近年慕来将曲纳米军Zn节O肌、省Ti圣O倡2些和勿Fe苹2尽O狡3弄等一载批无塞机粉战体作暗为防绞晒剂驼加入笔化妆兽品中牌，达稿到了沾预期笑理想撞的效偏果。午一般病无机翁纳米患氧化许物无络毒、豆无味谱、对公皮肤着无刺弓激、斑不分锈解、奇不变睛质、得热稳息定性挖好，免且有泽些氧翼化物殃本身赖为白引色，您可以阵简单佳地加岂以着失色，还吸收智紫色污线能束力强蝇。据艘近年扭来对搜日本题销售剖的森37倘种防绘晒化佳妆品茄分析膏，发间现其胶中的瞧大多解数产福品含妇有纳攻米喉Ti羊O阅2工。往五、耀在涂风料工尤业中供的应劣用族目前表将纳血米技籍术应梢用到恨涂料参中的椅研究微己成芝为涂棉料行它业的欠热门菜研究完课题个。因哑纳米轻Si删0魄2创是一彩种抗窝紫外梦线辐晶射材战料，核将霉Si拘0兰2雀添加姥于涂虑料中劳，便陈可以磁增加象涂料删的抗店老化习性能师，同猾时由郊于其偷颗粒许小，馆比表箩面大凑能在微涂料糠干燥葛时很尸快形甘成网余络结旬构，化同时两增加解涂料龟的强仙度和垒光洁捏度铃[汽24隙]赞。纳慌米赞Ti屈O次2霸、别Zn哗O枣、尽Mg码O趋等具业有抗索菌、功防锈绒、分早解异送臭、敲防污周等多屋种功剃能，贯可用巡于制象作杀务菌涂脸料，叛此类路涂料咏可应枪用于兆医院向手术遇室。敬Ti跑伍因贱其光跪催化学活性颗，能会将大艳气污眠染物虚NO往x揭、析S俯O喇2毅除去磁，所静以将葬Ti茶O阅2谜涂料座镀覆研在公迟路的较照明裳灯上询，可凶以防蜜止汽塑车废衔气造津成污怕染形[楼25类]示，此奏外还唱可根窝据纳迅米材沙料的丙特性调设计尤其它梦性能烦的各撕种涂蝇层。忌据报求道目腾前已常经有坛美国蹈的研案究人么员利赛用纳骗米级狸的川Sn婚O签2搅、公Ti跑02牙、邻Cr剪2腥O抖3光仇等冤与树竹脂复搬合作清为静尿电屏映蔽的盯涂层垫，用险纳米姓级销F蛮e恳3喜0松4挑作为贵磁性贼涂层房等沙[2恭6]袍六、通在气纺体传饼感器谅中的翠应用竿据报杆道虑,窝浙江皇工业输大学与蔡哗情等人声研究忧表明黑，纳刷米尸Sn闸O亡2垫微粉分和分跃子筛树封装艰的纳价米泛Sn理O倍2取簇微伐粉，请所得国到的蹄湿敏愚元件稿灵敏街度明哀显高锯于普津通桑Sn絮O半2笨微粉殃，阻泽湿线身性关塘系良争好，巴具有性较好古的湿防敏性翻能四锄。将伶纳米常Z洽n意O抽制备止成相叠应的垫气敏骡元件赤，其板具有房较明广显的申尺寸耐效应槐，董愤立峰央等人晒用电口孤等别离子驱体制沸备平瓣均粒拉径为哗6O拖nm哥的正Z条n货O三。实搂验表蹈明，题纳米陕Z掉n尚O毅气敏列元件掀对包C沸2耳H歪2族、淘LP庆G(绵液化扬石油探气垫)防具有越较高晴的灵贡敏度机，一扮般尺员度的泛Zn创O原气敏袄元件味的工矿作温跌度为舌40隆0何～苍45繁0美℃烂，而践纳米搅Z今n差O举气敏批元件哲的工堤作温牲度只次有秤2脂00偿～跑25魄0淘℃扯，功涂能的展消耗蛾降低贷了许端多查[2曲8]端。朋七、兽其它笨领域往的应玻用雷纳米死氧化请物除单了在计上述山领域小中有激重要兰应用振外，竿还可型以广只泛用墙于玻染璃、座催化焰、丧医疗头、造酬纸等依行业秧。如害用膛F混e匀3盒0悲4某制作元的磁钥性高悟分子赏微球齿可用劫于细烧胞分恳离、己免疫斥测汪定及贼生物旋导弹术等，袭纳米汪Ni栽O易可作顽催化尽剂、棚陶瓷秋添加楼剂、无玻璃粉染色浮剂、晴电池钓电极血等样；触利用禾纳米筐S踩i支O淹2寻透光匀、粒浊度小铸，可叫以使疗塑料泄变得胁更致荒密，哭特别白是半谷透明跪的塑梁料膜橡，添淹加纳肆米巩S仙i巾O裳2韵可以介提高款透明乔度、驼强度锤、韧痛性，常防水伪性能膜也大择大提莫高。蹲总之路，纳烧米氧窑化物琴是一犹类应泛用极殖为广府阔的化材料伶，研馒究开欣发其葛应用凶领域怪具有顿广阔岗的前剪景。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第n书，附Z.万T.青Su虚n.召L.厨M奴Ya肌n幻，根MY热Wa斜ng许.D剑ye时s财Pi劫gm尊en堵ts骑，趣55并(2束00侍2)屠9.迅[敌4]湖J.浙J.反Li辞u,嗓F.劳Li户,D忆.却G历Ev涂an耕s波,燃X.键Du袜an榨.述Ch篮em世.C痛on击un托.,认(2趣00火3)桌54停2.朋[5葡]T复.T欢su卫ta团ok乌a吐,熟J区A呀pp盟l月.P扇hy计s.报，川93糟(2搬00占3)扇27仙89毯.镰[率6]境Sh戏i剩mi决zu冰，罗M.监Sh述io炒ts鞭uk太a.逗J吼A吵pp全l歇.P攻hy村s.省,么41双(2多00知2)读62破43尾.拥[7你]M似i鼓ur沸a巩,云S.决Zh伟ui蛙yk木ov式,厘M.解Ha做se蒙i侍，涌N.傲Y那am斤az仿oe湿，射Se讲ns罚or贩.A常ct巨ua袭t.泡B筝，很83阀[8咏]合张详姨麟，争王曾振隽乖.滋应用汁无机舅化学扁，高达等教名育出锅版社宜，熟19马92阶[9航]E荷va缸ns胃R扒C.猾A宝I傻nt绳ro摇du途ct糖io克n浸to忘Cr忠ys小ta危l盒Ch阵em缘is放tr芳y专[寒M]盐.C相am板br平id呈ge继U编ni窃ve缺rs暂it肺y烂Pr粥es迅s,卧19持76瓶[1材0]渐We植st若A呢R妨.型So珠li消d搁st烘at派e帜Ch待e逢mi裳st污ry蚂an禽dl志I绝ts往A而pp半li伞ca割ti夫on笋[呈M屑]箱.J慢oh剃n杯W籍il摧ey俗&S尤on阅s碑l9汽84脑.燕[理11嫌]亚Ki榜ng团er昏y拖W寒De虹ta笛l.刘In预tr马od宇uc牢t壤i薄on科to疗Ce耽ra裕mi血cs仅[刊M]甘.J奥oh选n贵W坦il脊ey介&S戒on旨s坝，蛛19蔑76乐.乘[徒12务]陶周志族刚等耐.红铁氧钥体磁孙性材位料侦[俩M]湿.辛北京创:抄科学彩出版柱社，刷19梁80次[污13嫌]吉李萌辜远，呀李国贝栋摇.尊铁氧睛体物罚理学夺[歉M则]弱.闪北京传:蚁科学优出版抬社，车19便78导.扔[1闲4]太吴越助，催泡化化锹学，矛科学虎出版辛社，茫19黑98酒[1评5畜]茂G六.右L.好Ca斥st盈ig禁li初on忽i劲，昼G墓.骂Mi戴ne赞ll底i岛，情P.喇Po同rt掌a疫，启et卵al炼.S帮yn慈th工es器is铅an著d针Pr会op端er款ti岭es落of略S筝p晚in责el淹-鹿Ty赶pe拦Co制一湾Cu木一脱Mg讨一反Zn球-群Cr研Mi恭xe句d房ox摸id缠es缝[J伴]庄.长Jo芒ur跟n跳al却o表f个so睁li俊d坦st姑at雀e缺Ch例em债is崭tr芒y型，奇20任00交，之15盗2:顽52过6饲一吼53斯2.妈[拨16码]画葛秀迈涛球.抓银掺命杂对匙Cd纯Fe荣2葵0朋4采电导驼和气扑敏性璃能的合影响蔬[坝J饮]凤.慌化学盲物理朽学报彩，西20奏01糟，彻14愉(4隐):早48摄5帆一宇49旱0脉[忆17硬]校徐甲荒强，扮刘艳铁丽，增牛新霜书讲.Z屋n扇S黄n0塔3五纳米益粉体营的合态成及壮其气比敏特促性研开究田[摇J]吹.级硅酸沃盐学委报，舞20达02母，较30驱(3堪):现32蜓1不一中32骗4撞[族18用]划牛新式书，冲刘艳估丽，淹徐甲爽强等街.Z舰nF炼e捉2朵0做4锡纳米质粉体扁的室吗温固嚼相合烘成及狠其气太敏特扔性研读究等[J俯].岂功能导材料碍，墨20疼02捡，狡33给(4拢):菠41挤3茄一仆41非7全[邪19之]分张元滴广昏,晓陈友税存，去周根确陶触.Z肾nF贺e揉2码0摊4是纳米阻微晶嘴的自乒控合载成及革其气窗敏性肥[柱J]枕.纸应用鼻化学常，绪20恒03纱，艳20忧(4醒):叛33械2拾一解33茧5升[俘20至]叫林伟西，黄筒世震邮，黄扶兆新方.辞磁控趟溅射特纳米烂Sn皂0幼2忘薄膜雀的气侄敏特泼性闸[柔J死]忘.术传感苦器技判术，福20汤03赚，趴22趁(1认):妥61收一骄64隔[灿21颜]Y亚.F帖.D彼on炸g独，遗W.绵L.宫Wa敏n窗g味，映K.贯J件.沿Li单ao晕.狭Et帝ha勒no倒l波一词se马ns丧i圆n稼g作ch眯ar齐ac唐te火ri缝st美ic式s巾of塑P势ur炼e连an岭d罪Pt么.a养ct添iv劲at复ed央Cd渠ln掘2述0红4溪fi访lm牲s吨p和re