納米材料制備方法的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

【摘要】納米材料的應(yīng)用為我國現(xiàn)代社會的發(fā)展創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)價值，為了更好地滿足我國社會發(fā)展的需求，針對納米材料，就必須重視納米材料制備方法，對納米制備方法不斷加以改進(jìn)和創(chuàng)新。本文就納米材料制備方法的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢進(jìn)行了相關(guān)的研究。

【關(guān)鍵詞】納米材料；制備方法；發(fā)展趨勢

0.引言

在當(dāng)前社會發(fā)展形勢下，我國經(jīng)濟(jì)在取得快速發(fā)展的同時，對能源的消耗也在不斷加劇，信息、環(huán)境、能源、生物技術(shù)等方面的發(fā)展必然對材料的性能要求也越來越高，然而傳統(tǒng)的一些材料已經(jīng)很難滿足我國現(xiàn)代社會快速發(fā)展的需求。為了更好的滿足社會發(fā)展的需要，發(fā)展性能好、科技含量高的新型材料有著重要的作用和意義。納米材料作為新材料的創(chuàng)新以及科技創(chuàng)新的成果，隨著納米材料的應(yīng)用，其在我國當(dāng)前社會各領(lǐng)域中的作用越來越突出，人們對納米材料的研究也越來越深入。在這個科技、經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的時代，納米材料逐漸成為我國社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)振興、國力增強的關(guān)鍵材料之一。

1.納米材料的概述

談到納米材料，就必須得對納米技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的了解。納米技術(shù)作為現(xiàn)代科技發(fā)展的重要成果，它是利用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，是研究尺寸在0.1到100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用，而納米屬于物理度量單位，1納米等于1m的十億分之一。隨著納米技術(shù)的不斷成熟，其應(yīng)用范圍也越來越廣，在我國現(xiàn)代社會發(fā)展過程中有著舉足輕重的作用。而納米材料作為一種新型的材料，是在三維空間內(nèi)以納米技術(shù)為基礎(chǔ)而構(gòu)成的材料，換句話說就是用化學(xué)、物理、生物等方法把普通物質(zhì)變成納米級的微細(xì)顆粒后形成的材料。雖然納米材料極其微小，在我們當(dāng)前日常生活中難以看見，但是它確實存在，并被廣泛地應(yīng)用于我國當(dāng)前社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，例如，納米材料可以提高和改進(jìn)交通工具的性能指標(biāo)。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機(jī)等發(fā)動機(jī)部件的理想材料，能大大提高發(fā)動機(jī)效率、工作壽命和可靠性。納米衛(wèi)星可以隨時向駕駛?cè)藛T提供交通信息，幫助其安全駕駛。

2.納米材料制備方法的研究現(xiàn)狀

隨著社會的發(fā)展，納米材料的應(yīng)用也越來越廣泛，不僅常見于人們?nèi)粘Ｉ钪?，更被?yīng)用于我國航天、航空事業(yè)當(dāng)中，為我國綜合國力的提高提供了保障。然而我國經(jīng)濟(jì)、科技水平與西方發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距，對納米材料、納米技術(shù)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于他們。近年來，納米材料的優(yōu)勢逐漸顯露出來，為了更進(jìn)一步滿足我國當(dāng)代社會發(fā)展的需求，研究者對納米材料的研究不斷深入，對納米材料的制備方法已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展。

2.1蒸發(fā)凝聚法

蒸發(fā)凝聚法就是將納米粒子的原料通過加熱、蒸發(fā)，通過高溫將納米粒子分解成分子或者原子結(jié)構(gòu)，再利用納米技術(shù)對分解后的分子、原子進(jìn)行序列，使原子或分子按照一定的順序凝聚，生成更小的納米粒子[1]。在蒸發(fā)凝聚法中，利用高純惰性氣體作為載氣，攜帶金屬有機(jī)前體，進(jìn)入爐溫為1100～1400℃鉬絲爐，保持100～1000Pa 的低壓狀態(tài)，在此環(huán)境下，原料熱解形成團(tuán)簇，進(jìn)而凝聚成納米粒子，一般制得顆粒的粒徑為10nm左右。

2.2沉淀法

沉淀法屬于一種化學(xué)制備方法，沉淀法通常是在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合，在混合液中加人適當(dāng)?shù)某恋韯?jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，再將沉淀物進(jìn)行干燥或鍛燒，從而制得相應(yīng)的粉體顆粒[2]。在沉淀法中，當(dāng)加入沉淀劑，如OH，在一定溫度下，可以使溶液發(fā)生水解，形成不溶性的氫氧化物、水氧化物，進(jìn)而對生成的氫氧化物、水氧化物中的原有陽離子進(jìn)行祛除，得到所需要的氧化物粉料，沉淀法具有制作純度高、性能好等特點[3]。

2.3噴霧法

噴霧法作為一種物理制備方法，就是利用各種物理手段將溶液進(jìn)行霧化，進(jìn)而獲得超微粒子。首先，霧是以極其細(xì)小的液體分散懸浮在空氣中，通過溶液的制備、噴霧、干燥、收集及熱處理，可以得到分布均勻、顆粒大小為亞微米到10μm的顆粒。

2.4水熱法

水熱法就是在高溫、高壓的情況下，對納米粒子進(jìn)行水解反應(yīng)，通過水熱條件來加速離子反應(yīng)，如mM+nH2O→MmOn+H2。在水熱條件下，水熱法能迅速改變反應(yīng)物的反應(yīng)性能，提高反應(yīng)活性，同時由利于生長具有均衡缺陷濃度低的晶體材料，如Y3Fe5O12、AlPO4等。

2.5氣相反應(yīng)法

氣相反應(yīng)法是指在金屬化合物蒸發(fā)中，通過化學(xué)反應(yīng)來合成超微粒子。該方法包括化學(xué)火焰法、等離子體法和激光法，采用的原料通常是容易制備、蒸氣壓高、反應(yīng)性較好的金屬氯化物、氧氯化物、金屬醇鹽、烴化物和羰基化合物等。該法的優(yōu)點是設(shè)備簡單，容易控制，顆粒純度高，粒徑分布窄，能連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，而且能量消耗少[4]。

3.納米材料制備方法的發(fā)展趨勢

隨著人們對納米材料的研究不斷加深，各種納米材料已經(jīng)在當(dāng)前社會發(fā)展過程中得到了廣泛的應(yīng)用，如納米陶瓷、納米纖維、納米管等。這些納米材料的制成代表著納米制備方法的成熟與發(fā)展。在這個科技不斷發(fā)展的時代，社會發(fā)展對納米材料的需求不斷增加，為了更好地滿足社會發(fā)展的需求，加大納米材料制備的研究將成為我國現(xiàn)代社會及未來發(fā)展的重要內(nèi)容。當(dāng)代社會已經(jīng)發(fā)展成為科技之間的較量，納米材料作為我國現(xiàn)代社會發(fā)展一種重要的材料，納米材料的應(yīng)用有效地推動了我國社會的進(jìn)步與發(fā)展，提高了我國綜合國力[5]。就當(dāng)前納米制備過程中來看，雖然取得了較為令人滿意的成果，但是其在控制方面還存在一定的缺陷，如控制方面、科技含量方面等。時代在發(fā)展，科技在創(chuàng)新，納米材料已成為我國現(xiàn)代社會發(fā)展的關(guān)鍵材料之一，為了更好地滿足我國社會發(fā)展的需求，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在未來的納米材料制備方法中應(yīng)加大科技含量，不斷創(chuàng)新，提高納米材料制備的控制，進(jìn)而制備出性能更好的納米材料[6]。

4.結(jié)語

在當(dāng)前社會發(fā)展形勢下，納米材料的應(yīng)用越來越廣泛，為了更好地滿足我國社會發(fā)展對納米材料的需求，加大納米材料制備方法的研究有著重要的作用和意義。隨著納米材料制備方法研究的深入，我國納米材料制備方法已經(jīng)取得了較為顯著的成效，且成功制備出了許多納米材料。為了更進(jìn)一步提高納米材料制備的效率，在納米材料制備中提高制備的控制將成為納米材料制備方法發(fā)展的主要趨勢。

【參考文獻(xiàn)】

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