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1、1.纳米材料学科常用国外数据库有哪些？每个数据库的代表杂志及代表杂志刊登文章主要内容和方向？2.纳米材料有哪些主要表征仪器？简单介绍主要表征仪器的基本原理？3.碳纳米管和富勒烯的制备、性能及其应用？4.纳米材料的制备方法分类？每种制备方法原理及实例？ 5.纳米材料的主要应用及实例有哪些？ 1 http:/pubs.acs.org由美国化学学会提供，包括很多关于化学分析、研究及环境科学、医药化学、物理化学、生物化学方面的全文期刊Analytical Chemistry Biochemistry Chemical &Engineering NewsChemical Health & SafetyC
2、hemical Research in ToxicologyCHEMTECHEnvironmental Science &TechnologyInorganic ChemistryJournal of Agricultural and Food ChemistryJournal of the American Chemical SocietyJournal of Medicinal ChemistryJournal of Organic ChemistryThe Journal of Physical Chemistry(B)Todays Chemist at WorkJournals of
3、Biological Chemistry这是一种每周出版的期刊，提供从1995年至今的有关生物化学、分子生物学方面的全文，并提供关键词检索功能Internet Journal of Science-Biological Chemistry该期刊涉及化学的所有方面，特别是分子化学及计算机在分子造型方面的应用。Internet Journal of Chemistry由baffalo大学图书馆搜集的电子期刊，从1998年起，有关internet在化学方面的应用和网上资源的发展。Glycoconjugate Journal Online有关醣酯类、糖蛋白类、蛋白质水解等方面的研究。High Perf
4、ormance Polymers高分子聚合体的分析研究。Chem web提供一些工业专家写的有关ChemW的文章Critical Reviews in Analytical Chemistry有关分析化学的文章，包含对这一领域现状的评估，采用pdf形式，季刊。Journal of Petroleum Technology直接面向石油工程专业，有关石油和天然气工业的人力、教育、发展等方面。Society of Chemical Industry这是一个包括近6000个成员的国际组织，成立于1881年，主要研究应用化学和有关的科学，其全文用pdf形式，可下载。Journal of Biochemi
5、stry and Molecular Biology也称为韩国生物化学期刊（KBJ）,内容按出版年代排列，但其文章都是用pdf 形式，需用Adobe Acrobat Reader 软件来读取。Australian Journal of Plant Physiology这是澳大利亚植物生理学期刊，每年出版8次，其中包含理论工作和实验中的研究成果、观点、文章等。范围涉及生物化学、生物物理、遗传学、植物与环境及微生物与环境的相互作用、分子生物学等。Proceedings of the National Academy of Science 这是由 National Academy of Scienc
6、e 出版的期刊， Chemistry and Industry Magazine该期刊的主页中“Achive”下有按主题分类的文章，包括化学、医药化学、环境、农业和食物、生物工艺学等内容。并提供关键词检索功能。AnalystAnnual Reports On The Progress Of Chemistry: AAnnual Reports On The Progress Of Chemistry: BAnnual Reports On The Progress Of Chemistry: CChemical BiologyChemical CommunicationsChemical Sc
7、ienceChemical Society ReviewsChemcial TechnologyChemistry WorldCrystEngCommDalton TransactionsEducation in ChemistryFaraday DiscussionsGreen ChemistryIssues in Environmental Science & TechnologyJAAS Journal of Analytical Atomic SpectrometryJournal of Environmental MonitoringJournal of Materials Chem
8、istryLab On A ChipMolecular BioSystemsNatural Product ReportsNew Journal of ChemistryOrganic & Biomolecular ChemistryPCCP Physical Chemistry Chemical PhysicsPhotochemical & Photobiological SciencesSoft Matter2.http:/www.rsc.org3.http:/ 出版公司是全球最大的学协会出版商，与世界上 550 多个学术和专业学会合作，出版国际性期刊 700 余种，其中包含很多非英美地区
9、出版的英文期刊。它所出版的学术期刊在科学技术、医学、社会科学以及人文科学等学科领域享有盛誉。 Blackwell 拥有自己在线服务平台 -Blackwell Synergy 。除少数几种刊物外， Blackwell 已将几乎全部期刊通过 Blackwell Synergy 检索平台提供网上服务。目前， Blackwell Synergy 检索平台上的全文数量已超过 45 万篇。 目前， Blackwell 出版期刊总数已超过 700 种，其中理科类期刊占 54% 左右，其余为人文社会科学类。涉及学科包括：农业、动物学、医学、工程、数学统计、计算机技术、商业经济、生命科学、物理学、人文科学、艺术
10、、社会及行为科学等。 Blackwell 出版期刊的学术质量很高，很多是各学科领域内的核心刊物，据最新统计，其中被 SCI 收录的核心期刊有 239 种，被 SSCI 收录的有 118 种。Wiley InterScience收录了360多种科学、工程技术、医疗领域及相关专业期刊、30多种大型专业参考书、13种实验室手册的全文和500多个题目的Wiley学术图书的全文。期刊具体学科划分为：商业、金融和管理、化学、计算机科学、地球科学、教育学、工程学、法律、生命科学与医学、数学统计学、物理及心理学 。表征仪器： 透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜、 X光衍射仪
11、比表面仪、激光拉曼光谱、电子探针、离子探针、俄歇电子谱仪(1)X射线粉末衍射仪（xrd）每一种结晶物质各自都有自己独特的化学组成和晶体结构，没有任何两种结晶物质它们的晶胞大小、质点的种类和质点在晶胞中的排列方式是完全一致的。因此，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个衍射面网的面间距d和衍射线的相对强度I相来表征。其中d值与晶胞的大小和形状有关，相对强度则与质点的种类和其在晶胞中的位置有关。所以可根据它们来鉴别物相。物相分析包括物相定性和物相定量分析两部分内容。谢乐尔(Scherrer)公式：n 电镜观察的是颗粒度而不是晶粒度。n X射线衍射峰宽化法是测
12、定晶粒度的最好方法。n 由于位错、微观应力及表面张力，使得晶粒的同指数晶面间距围绕平衡状态时的晶面间距d0值有一分布。n 由2dsin=n可知，d减小，增大；反之亦然。n 完整晶体的衍射峰宽度接近零；n 纳米粒子某些面间距d的略大略小变化，引起d值分布有一定宽度，晶粒越细，衍射峰越宽。n 另外，结晶度低也会引起衍射峰的宽化。TiO2纳米材料晶粒大小测定n (1)对于TiO2纳米粉体，衍射峰2为21.5时为(101)晶面。n (2)当采用CuK，波长为0.154nm，衍射角的2为25.30，半高宽为0.375，一般Sherrer常数取0.89。n (3)根据Scherrer公式，可以计算获得晶粒
13、的尺寸。n (4) D10121.5 nm2）透射电子显微镜(tem)当高能入射电子束轰击样品表面时，入射电子束与样品间存在相互作用，有99%以上的入射电子能量转变成样品热能，而余下的约1的入射电子能量，将从样品中激发出各种有用的信息，主要有： （1)二次电子从距样品表面l00左右深度范围内激发出来的低能电子。50 eV-SEM （2)背散射电子从距样品表面0.11m深度范围内散射回来的入射电子，其能量近似入射电子能量。 SEM、低能电子衍射（3)透射电子如果样品足够薄(1m以下)。透过样品的入射电子为透射电子，其能量近似于入射电子能量。TEM（4)吸收电子残存在样品个的入射电子。吸收电子像：
14、表面化学成份和表面形貌信息。 （5)俄歇电子从距样品表面几深度范围内发射的并具有特征能量的二次电子。（6)非弹性散射电子入射电子受到原子核的吸引改变方向电子。能量损失谱。原子核(连续波长X射线)和核外电子(二次电子和特征X射线)（7)X射线(光子)由于原子的激发和退激发过程，从样品的原子内部发射出来的具有一定能量的特征X射线，发射深度为0.55m范围。（8)阴极荧光入射电子束发击发光材料表面时，从样中激发出来的可见光或红外光。（9)感应电动势自由载流子在半导体的局部电场作用下,各自运动到一定的区域积起来,形成净空间电荷而产生电位差。穿过样品的电子会聚成像当一电子束照射在单晶体薄膜上时，透射束穿
15、过薄膜到达感光相纸上形成中间亮斑；衍射束则偏离透射束形成有规则的衍射斑点。对于多晶体而言，由于晶粒数目极大且晶面位向在空间任意分布，多晶体的倒易点阵将变成倒易球。倒易球与爱瓦尔德球相交后在相纸上的投影将成为一个个同心圆。 电子衍射结果实际上是得到了被测晶体的倒易点阵花样，对它们进行倒易变换从理论上讲就可知道其正点阵的情况电子衍射花样的标定。3）扫描隧道显微镜n 在经典力学中，当势垒的高度比粒子的能量大时，粒子是无法越过势垒的。然而，根据量子力学原理，此时粒子穿过势垒出现在势垒另一侧的几率并不为零。这种现象称为隧道效应。n 隧道效应是微观粒子（如电子、质子和中子）波动性的一种表现。一般情况下，只
16、有当势垒宽度与微观粒子的德布洛意波长可比拟时，才可以观测到显著的隧道效应。n 须强调的是，隧穿过程遵从能量守恒和动量（或准动量）守恒定律。在样品与探针之间加上小的探测电压，调节样品与探针间距控制系统，使针尖靠近样品表面，当针尖原子与样品表面原子距离10时，由于隧道效应，探针和样品表面之间产生电子隧穿，在样品的表面针尖之间有一纳安级电流通过。电流强度对探针和样品表面间的距离非常敏感，距离变化1 ，电流就变化一个数量级左右。4）扫描电子显微镜n 显微镜能够清楚地分辨物体上最小细节的能力叫分辨本领，一般以能够清楚地分辨客观存在的两点或两个细节之间的最短距离来表示。n 分辨本领是显微镜最重要的性能指标
17、。n 一般情况下，人眼的分辨本领为0.10.2mm，光学显微镜的分辨本领为0.2 um，透射电镜的分辨本领为34(最佳可近于2或更小)，而扫描电镜二次电子像的分辨本领一般为60100(最佳可达30)n 在样品深度方向可能观察的程度。n 扫描电镜观察样品的景深最大，光学显微镜景深最小。透射电镜也具有较大景深。n 2放大倍数n 扫描电镜的放大倍数定义为显示荧光屏边长与入射电子束在样品上扫描宽度之比。n 、二次电子n 与原子序数没有明显关系，对表面几何形状敏感。n 突出的尖棱、小粒子和比较陡的斜面二次电子产额较多，(这些部位电子离开表层的机会多)亮度大；平面二次电子产额较少，亮度低；深的凹槽虽产生多
18、的二次电子，但不易检测到，亮度较暗。n 背散射电子n 成像分辨率低n A形貌衬度n 背散射电子能量高，以直线轨迹溢出样品表面，背向检测器的表面无法收集电子变成阴影，可以分析凹面样品。n 其图象衬度很强，衬度太大会失去细节的层次，不利于分析。因此，BE形貌分析效果远不及SE，故一般不用BE信号。 n B原子序数衬度n 原子序数高的区域电子数量多，图像较亮。5）原子力显微镜在原子力显微镜的系统中，是利用微小探针与待测物之间交互作用力，来呈现待测物的表面之物理特性。6）X-射线光电子能谱EMPA中X射线穿透大，造成分析区太深。而由于电子穿透小，深层所产生的电子不出现干扰，所以可对表面几个原子层进行分
19、析。电磁波使内层电子激发，并逸出表面成为光电子，测量被激发的电子能量就得到XPS， 不同元素种类、不同元素价态、不同电子层(1s, 2s, 2p等)所产生的XPS不同。被激发的电子能量可用下式表示： KE = hv - BE ：元素不同，其特征的电子键能不同。测量电子动能KE ，就得到对应每种元素的一系列BE-光电子能谱，就得到电子键能数据。 谱峰强度代表含量，谱峰位置的偏移代表价态与环境的变化-化学位移。富勒烯的结构和特性：A、六元环的每个碳原子均以双键与其他碳原子结合，形成类似苯环的结构，它的键不同于石墨中sp2杂化轨道形成的键，也不同于金刚石中sp3杂化轨道形成的键，是以sp2.28杂化
20、轨道（s成分为30，p成分为70）形成的键。单键键长为0.145 nm。B、C60的键垂直于球面，含有10的s成分，90的p成分，即为s0.1p0.9。双键键长为0.14 nm。C、C60中两个键间的夹角为106o，键和键的夹角为101.64o。D、由于C60的共轭键是非平面的，环电流较小，芳香性也较差，但显示不饱和双键的性质，易于发生加成、氧化等反应，现已合成了大量的C60衍生物。富勒烯的应用：1. C60依靠分子间力可以形成C60晶体，晶格常数a=1.4098 nm。C60分子本身不导电；C60晶体中原来C60分子的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbi
21、tal )展宽为价带，被电子占满。LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)展宽为导带，没有电子。导带与价带之间的能隙为2.3eV，是一种类似于GaAs的直接能隙半导体，禁带宽度为1.5 eV, 因此它可能成为继Si、Ge、GaAs之后的又一种新型半导体材料。2. C60和C70是一种良好的非线性光学材料。C60和C70都是深色晶状固体，微溶于通常的有机溶剂，如苯、甲苯、CS2等，其溶液呈粉红到红色，纯C60甲苯溶液呈绦紫色，纯C70甲苯溶液呈橙黄色。富勒烯溶液具有光限性，当光溜量较小时，溶液透明，超过阈值强度，不透明，可以用作数字处理其中的光阈值器件
22、和强光保护敏感器。3.合成金刚石的理想原料法国的科学家雷古埃罗（MNRegueiro）等人发现，如果在室温下对晶体施以20吉帕的快速非静压，可将C60瞬间转化为金刚石。这一研究工作的进一步开展不仅有助于揭示C60晶体与金刚石结构上的联系，而且为人工合成金刚石开辟了一条崭新的道路。4. 富勒烯虽然是非常稳定的分子，但化学性质却是很活泼的。与苯相似，可以进行卤化反应。已经制得了C60与氢、卤素等的加成产物。富勒烯的氢化物由于含有大量的氢且性质稳定，有可能作为储氢材料或高能燃料。C60F60（特氟隆球）是一种超级耐高温和耐磨材料，被认为是比C60更好的润滑剂。5. C60分子间在一定条件下还可以相互
23、结合成聚合物，形成新的分子团簇。美国加洲大学的伍德尔（FWudl）设想将巴基球连成高分子主干，再用其他元素或基团取代，可望制得新型高分子材料，从而又派生出一个充满阳光和希望的有机高分子化合物新领域。6. 在生理医学方面，还可利用C60内部中空来包裹放射性元素，用于治疗癌症，以减轻放射性物质对健康组织的损害。制备C60常用的方法：采用两个石墨碳棒在惰性气体(He，Ar)中进行直流电孤放电，并用碳棒周围的冷凝板收集挥发物。这种挥发物中除了由60个碳原子构成的C60外，还含有C70、C20等其他碳团簇。用酸溶去其他的碳团簇，从而获得较纯的C60，但往往在C60中还混有C70。研究表明，构成碳团簇的原
24、子数(称为幻数Magic Number)为20，24，28，32，36，50，60和70的具有高热力学稳定性，其中又以C60最稳定，具有闭合的电子或原子壳层结构。从巴基球发现到深入研究，人们利用的一直都是来自实验室的人工产物。合成碳纳米管的方法电弧放电法 Arc-Charge Method (Iijima)激光烧蚀法 Laser Ablation Method (Smalley) 化学气相沉积法 Chemical Vapor Deposition Method 解思深高压CO转换法 High-pressure CO conversion 工业已放电弧法该方法是在真空反应室中充以一定压力的惰性气
25、体，采用面积较大的石墨棒（直径为20mm） 作阴极，面积较小的石墨棒（直径为10mm）为阳极，如图。在电弧放电过程中，两石墨电极间总是保持1mm的间隙，阳极石墨棒不断被消耗，在阴极沉积出含有NTS、Fullerenes、石墨微粒、无定形碳和其他形式的碳微粒，同时在电极室的壁上沉积有由Fullerenes、无定形碳等碳微粒组成的烟灰n 其关键工艺参数有：n 电弧电流及电压、惰性气体种类及压力、电极的冷却速度等。n 电弧电流一般为70200A、放电电压2040V不等。n 若电弧电流低，有利于NTS生成，但电弧不稳定；若电弧电流高，NTS与碳的其他纳米微粒融合在一起，且无定形碳。石墨等杂质增多，给其
26、后的纯化处理带来困难。n 惰性气体一般用氦气、氮气，其最佳压力为66661Pa，如低于 13332Pa，则几乎无 NTs生成，即高气压低电流有利于生成纳米碳管（NTS）。n 开始时，阴极沉积物中NTS的含量仅为20左右，后来经过不断改进，阴极沉积物中NTS的含量可达60。n 电弧法制备的一般都是MWNTS，且尺寸小(长度1um)，更重要的是阴极沉积物沉积时的温度太高（电弧能产生高达4000K的高温），导致所制备的MWNTS的缺陷多，且与其他的副产物如无定形碳、纳米微粒等杂质烧结于一体，对随后的分离和提纯不利。n 尽管石墨电弧法有些不足，但到目前为止它仍是制备MWNTS的主要方法，因为电弧过程能
27、很方便地产生制备NTS所需要的高温。碳纳米管的性质和应用. 电学性质碳纳米管的性质强烈依赖于直径和手性，直径越小，电子的状态与sp2差别越大，表现的量子效应越明显。美国C.T.White教授计算得出n-m=3q（q为整数), 碳管为金属性。其他情况表现半导体性，并且禁带宽度正比于碳管直径的倒数。单臂纳米管为金属性，锯齿形、手性碳管部分为金属，部分为半导体性。随着半导体纳米管直径增加，带隙变小，在大直径情况下，带隙为零，呈现金属性质。.2.碳纳米管具有与金刚石相同的热导和独特的力学性质：热导在120 K以下随温度成平方关系，120 K以上趋于线性。常温热导大约25WKcm (金刚石20)，比热容
28、在整个测量温区表现出良好的线性。碳纳米管的强度比钢高100多倍，杨氏模量估计可高达5 TPa， (测量报道 1.280.59) 这是目前可制备出的具有最高比强度的材料，而比重却只有钢的1/6，延伸率为百分之几，具有好的可弯曲性，单壁纳米碳管可承受扭转形变并可弯成小圆环，应力卸除后可完全恢复到原来状态；压力不会导致碳纳米管的断裂。用作复合材料的增强剂3.纳米碳管在平面显示器的应用直径细小的碳纳米管可以用来制作极细的电子枪，在室温及低于80伏的偏置电压下，即可获得0.11微安的发射电流。开口碳纳米管比封闭碳纳米管具有更好的场发射特性。与目前的商用电子枪相比，碳纳米管电子枪具有尺寸小、发射电压低、发
29、射密度大、稳定性高、无需加热和无需高真空等优点，有望在新一代冷阴极平面显示器中得到应用。 4.原子力显微镜针尖n 优点：纳米级直径，高的长径比，高的机械柔软性，电子特性确定。n 分辨率高，探测深度深，可进行狭缝和深层次探测。5.化学传感器n 由于碳纳米管暴露在NO2 和NH3 时，电导发生明显的增加或减小，奠定了在气体化学传感器应用的基础。n Kong. J 等人测定了SWNT在NO2 和NH3通过时，碳纳米管电导随电压的变化情况。 电导 NO2 3个数量级；电导 NH3 2个数量级 优点：具有响应速度快，灵敏度高（较常规高1000倍），重现性好，室温操作等。n Science， 2000，2
30、87：622-6256.碳纳米管储氢n 碳纳米管由于其管道结构及多壁碳管之间的类石墨层空隙，成为最有潜力的储氢材料，用于发展纳米管燃料电池。n 美国国立可再生能源实验室采用程序控温脱附仪测量单壁纳米碳管的载氢量，从实验结果推测在130K、4104 Pa条件下的载氢量为5wt一10wt，并认为SWNT是唯一可用于氢燃料电池汽车的储氢材料。这是世界上关于碳纳米管储氢的第一篇报道。nn Nature1997386 (27) 377 379n4 纳米材料的制备方法分类：纳米材料的制备方法分类：1、根据是否发生化学反应，纳米材料的制备方法通常分为两大类： 物理方法和化学方法。2、根据制备状态的不同，制备
31、纳米材料的方法可以分为气相法、液相法和固相法等;3、按反应物状态分为干法和湿法 分类一 物理法：粉碎法：干式粉碎、湿式粉碎 构筑法：气体冷凝法、溅射法、氢电弧等离子体法 化学法：气相反应法：气相分解法、气相合成法、气固反应法 液相反应法：沉淀法：共沉淀法、均相沉淀法、水解沉淀法 水热法 溶胶凝胶法 冷冻干燥法 喷雾法 分类二气相法：化学气相反应法：气相分解法、气相合成法、气固反应法 物理气相法：气体冷凝法、氢电弧的等离子体法、溅射法、真空沉积法、加热蒸发法、混合等离子体法液相法：沉淀法：共沉淀法、化合沉淀法、水解沉淀法 水热法 溶胶凝胶法 冷冻干燥法 喷雾法固相法：粉碎法：干式粉碎、湿式粉碎
32、热分解法 固相反应法气体冷凝法的原理整个过程是在超高真空室内进行。通过分子涡轮使其达到0.1Pa以上的真空度，然后充人低压(约2KPa)的纯净惰性气体(He或Ar，纯度为99.9996)。欲蒸的物质(例如，金属，CaF2，NaCl等离子化合物、过渡族金属氮化物及易升华的氧化物等)置于坩埚内，通过钨电阻加热器或石墨加热器等加热装置逐渐加热蒸发，产生原物质烟雾，由于惰性气体的对流，烟雾向上移动，并接近充液氦的冷却棒(冷阱，77K)。在蒸发过程中，原物质发出的原子与惰性气体原子碰撞而迅速损失能量而冷却，在原物质蒸气中造成很高的局域过饱和，导致均匀的成核过程，在接近冷却棒的过程中，原物质蒸气首先形成原
33、子簇，然后形成单个纳米微粒。在接近冷却棒表面的区域内，单个纳米微粒聚合长大，最后在冷却棒表面上积累起来。用聚四氟乙烯刮刀刻下并收集起来获得纳米粉。惰性气体蒸发法法制备纳米铜粉 实验原理电阻加热法制备纳米粉体是在真空状态及惰性气体氩气和氢气中，利用电阻发热体将金属、合金或陶瓷蒸发气化，然后与惰性气体碰撞、冷却、凝结而形成纳米微粒。气相合成一维纳米材料、气-液-固（VLS）生长机制VLS生长机制的一般要求必须有催化剂的存在，在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物，生长材料的组元不断从气相中获得，当液态中熔质组元达到过饱和后，晶须将沿着固-液界面一择优方向析出，长成线状晶体。、
34、气-固（VS）生长法在VS过程中，首先是通过热蒸发、化学还原、气相反应产生气体，随后气体被传输并沉积在基底上。这种方式生长的晶须经常被解释为以气固界面上的微观缺陷为形核中心生长出一维材料。然而对大多数晶须生长来说，控制其优先凝固析出的过饱和度才是关键，因为有很好的证据证明过饱和度将直接决定晶体生长的形貌。低的过饱和度对应晶须的生长，中等的过饱和度对应块状晶体的生长，在很高的过饱和度下通过均匀形核生成粉体。因此，晶须的尺寸可以通过过饱和度、形核的尺寸以及生长时间等来控制氢电弧等离子体法合成机理：含有氢气的等离子体与金属间产生电弧，使金属熔融，电离的N2、Ar等气体和H2溶入熔融金属，然后释放出来
35、，在气体中形成了金属的超微粒子，用离心收集器或过滤式收集器使微粒与气体分离而获得纳米微粒。溅射法制备纳米微粒的原理：用两块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入Ar气(40250Pa)，两电极间施加的电压范围为0.31.5 kV。由于两电极间的辉光放电使Ar离子形成，在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面(加热靶材)，使靶材原子从其表面蒸发出来形成超微粒子，并在附着面上沉积下来流动液面上真空蒸镀法的基本原理:在高真空中蒸发的金属原子在流动的油面内形成超微粒子，产品为含有大量超微粒的糊状油。高真空中的蒸发是采用电子束加热，当水冷却坩埚中的蒸发原料被加热蒸发时，打开快门、使物
36、质蒸发在旋转的圆盘下表面上，从圆盘中心流出的油通过圆盘旋转时的离心力在下表面上形成流动的油膜，蒸发的原子在油膜中形成了超微粒子。通电加热蒸发法 合成机制：通过碳棒与金属相接触，通电加热使金属熔化，金属与高温碳素反应并蒸发形成碳化物超微粒子。棒状碳棒与Si板(蒸发材料)相接触，在蒸发室内充有Ar或He气，压力为l10 KPa，在碳棒与Si板间通交流电(几百安培)，Si板被其下面的加热器加热，随Si板温度上升，电阻下降，电路接通，当碳棒温度达白热程度时，Si板与碳棒相接触的部位熔化。当碳棒温度高于2473 K时，在它的周围形成了SiC超微粒的“烟”，然后将它们收集起来。爆炸丝法 基本原理是先将金属
37、丝固定在一个充满惰性气体(5106 Pa)的反应室中(见图)，丝两端的卡头为两个电极，它们与一个大电容相连接形成回路，加15kV的高压，金属丝在500800 KA电流下进行加热，融断后在电流中断的瞬间，卡头上的高压在融断处放电，使熔融的金属在放电过程中进一步加热变成蒸气，在惰性气体碰撞下形成纳米金属或合金粒子沉降在容器的底部，金属丝可以通过一个供丝系统自动进入两卡头之间，从而使上述过程重复进行。 化学气相沉积是利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上生成固态沉积物的技术这种方法主要是通过有机高分子热解获得纳米陶瓷粉体。其原理是利用高纯惰性气作为载气，携带有机高分子原料，例如六甲基二硅烷进入钼丝
38、炉，温度为11001400 、气氛的压力保持在110 mbar的低气压状态，在此环境下原料热解形成团簇进一步凝聚成纳米级颗粒最后附着在一个内部充满液氮的转动的衬底上, 经刮刀刮下进行纳米粉体收集，示意图如图所示。这种方法优点足产量大，颗粒尺寸小，分布窄化学气相沉积反应原料是气态或易于挥发成蒸气的固态物质。所用反应体系的选择要符合下面一些基本要求：反应易于生成所需要的沉积物而其它副产物保留在气相排出或易于分离。整个操作较易于控制。激光制备超细微粒基本原理是利用反应气体分子(或光敏剂分子)对特定波长激光束的吸收，引起反应气体分子激光光解(紫外光解或红外多光子光解)、激光热解、激光光敏化和激光诱导化
39、学合成反应，在一定工艺条件下(激光功率密度、反应池压力、反应气体配比和流速、反应温度等)，获得超细粒子空间成核和生长。液相法制备纳米微粒 液相法制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂分离，溶质形成一定形状和大小的颗粒，得到所需粉末的前驱体，热解后得到纳米微粒喷雾干燥法 将金属盐水溶液送入雾化器，由喷嘴高速喷入干燥室获得了金属盐的微粒，收集后进行焙烧，得到所需要成分的超微粒子。如铁氧体的超细微粒制备具体程序是将镍、锌、铁的硫酸盐的混合水溶液喷雾，获得了1020 um混合硫酸盐的球状粒子，经10731273 K焙侥，即可获得镍锌铁氧体软磁超微粒子，该粒子是由200 nm的一次颗粒组成雾化
40、水解法 将一种盐的超微粒子，由惰性气体载入含有金属醇盐的蒸气室，金属醇盐蒸气附着在超微粒的表面，与水蒸气反应分解后形成氢氧化物微粒，经焙烧后获得氧化物的超细微粒例如高纯Al2O3微粒可采用此法制备。具体过程是将载有氯化银超微粒(868一923K)的氦气通过铝丁醇盐的蒸气，氦气流速为5002000 cm3/min，铝丁醇盐蒸气室的温度为395428K，醇盐蒸气压=1133Pa在蒸气室形成以铝丁醇盐、氯化银和氦气组成饱和的混合气体。经冷凝器冷却后获得了气态溶胶，在水分解器中与水反应分解成勃母石或水铝石(亚微米级的微粒)。经热处理可获得从Al2O3的超细微粒。 雾化焙烧法 将金属盐溶液经压缩空气由窄
41、小的喷嘴喷出而雾化成小液滴，雾化室温度较高，使金属盐小液滴热解生成了超微粒子。例如将硝酸镁和硝酸铝的混合溶液经此法可制成镁铝尖晶石，溶剂是水与甲醇的混合溶液，粒径大小取决于盐的浓度和溶剂浓度。粒径为亚微米级，它们由几十纳米的一次颗粒构成。 水热反应是高温高压下在水(水溶液)或水蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。1982年开始用水热反应制备超细微粉，最小粒径已经达到数纳米的水平。水热法是在高压釜里的高温、高压反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解，在高压环境下制备纳米微粒的方法。此法可制备氧化物或少数一些对水不敏感的硫化物。目前用水热法制备纳米微粒的实际例子很多：陶昌源等
42、报道，用碱式碳酸镍及氢氧化镍水热还原工艺可制备出最小粒径为30 nm的镍粉。锆粉通过水热氧化可得到粒径约为25nm的单斜氧化锆纳米微粒，具体的反应条件是在100MPa压力下，温度为523973K。金属Ti粉能溶解于H2O2的碱性溶液生成Ti的过氧化物，在不同的介质中进行水热处理，制备出不同晶型、9种形状的TiO2纳米微粒。国内钱逸泰等使用溶剂热合成技术制备了纳米材料。他们发明了苯热法来代替水热法。 可以在相对低的温度和压力下制备出通常在极端条件下才能制得的、在超高压下才能存在的亚稳相。在真空中Li3N和GaCl3在苯溶剂中进行热反应，于280制备出30 nm的GaN粒子，这个温度比传统方法的温
43、度低得多，GaN的产率达到80。溶胶凝胶法(i)、醇盐水解溶胶凝胶法已成功地制备出TiO2纳米微粒(=6nm)，有的粉体平均粒径只有1.8nm(用透射电镜和小角散射来评估)。 该制备方法的工艺过程如下： 在室温下40ml钛酸丁酯逐滴加到去离子水中，水的加入量为256ml，边而加边搅拌并控制滴加和搅拌速度，钛酸丁脂经过水解，缩聚，形成溶胶。超声振荡20min，在红外灯下烘干，得到疏松的氢氧化钛凝胶。将此凝胶磨细，然后在873K烧结1h，得到TiO2超微粉。(ii)、以无机盐水解溶胶凝胶法制SnO2纳米微粒的工艺过程如下： 将20gSnCl2溶解在250ml的酒精中，搅拌半小时。经l h回流，2
44、h陈化，在室温放置5d，然后在333K的水浴中干燥两天，再在100烘干得到SnO2纳米微粒。 自组装是在无人为干涉条件下，组元通过共价键等作用自发地缔结成热力学上稳定、结构上确定、性能上特殊的聚集体的过程。“模板”法是最近十多年发展起来的合成新型纳米结构材料的方法。一般来讲，模板法根据其模板自身的特点和局限性的不同可以分为“硬模板”法和“软模板”法。1、 “硬模板”法硬模板多是利用材料的内表面或外表面为模板，填充到模板的单体进行化学或电化学反应，通过控制反应时间，除去模板后可以得到纳米颗粒、纳米棒，纳米线或纳米管，空心球和多孔材料等。经常使用的硬模板包括分子筛，多孔氧化铝膜，径迹蚀刻聚合物膜，聚合物纤维，纳米碳管和聚苯乙烯微球等等。