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2014年中国纳米材料产业技术水平现状及发展特点分析

    关键技术:规模化制备技术、物理气相技术、物理粉碎技术、化学气相技术、化学沉淀技术、纳米材料分散技术等。

    关键装备:大型高温真空炉、大型高压高温反应釜、气相沉积设备、纳米材料分装设备、纳米材料分析检测设备等。

    纳米材料的制备方法,按反应物状态可分为干法和湿法; 按制备的手段可分为物理法、化学法和物理-化学法;按制备原料的状态分为气相法、液相法和固相法。

纳米材料的制备方法分析

制备方法
应用
气相法
直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体, 使在气体状态下发生物理变化或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒。
气体蒸发法
在惰性气体(或活泼性气体) 中将金属、合金或陶瓷蒸发汽化, 然后与惰性气体冲突, 冷却、凝结而形成纳米微粒。
化学气相反应法
亦称化学气相沉淀法。它是利用挥发性的金属化合物的蒸汽, 通过化学反应生成所需要的化合物, 在保护气体环境下骤冷, 制备出纳米微粒。
化学气相凝聚法
气相原料在气相中通过化学反应形成基本粒子并冷凝聚合成纳米微粒。该方法主要是通过金属有机先驱体分子的热解获得纳米陶瓷粉末。
液相法
该法以均相溶液为出发点, 通过各种方法使溶质和溶剂分离, 并使溶质形成一定形状和大小的颗粒, 得到所需粉末的前躯体,热解后得到纳米微粒。液相法主要有沉淀法,水解法,喷雾法,溶剂热法, 氧化还原法, 乳液法,溶胶-凝胶法等。
水热法
可分为水热氧化法、水热沉淀法、水热分解法、水热结晶法、水热还原法和水热合成法几种类型。

资料来源:公开资料整理

    其中水热法研究较多。水热法又可分为水热氧化法、水热沉淀法、水热分解法、水热结晶法、水热还原法和水热合成法几种类型。

    水热合成法是在高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成,再经分离和热处理得到纳米微粒。该法的优点是产品纯度高, 分散性好, 粒度易控制;另外,可直接生成氧化物,避免一般液相合成法需经过煅烧转化成氧化物这一步骤,避免硬团聚的形成。

    微乳法: 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液,在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得到纳米微粒。其特点是微粒的单分散性和界面较好,适合于半导体纳米微粒的制备。

    溶胶-凝胶法: 指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化, 再经热处理而成氧化物或其它化合物固体(纳米微粒) 的方法。该法按其产生溶胶-凝胶过程机制可分为传统胶体型、无机聚合物型和络和物型。

    固相法:固相法是通过从固相到固相的变化来制备粉体。固相法的原料是固体, 所得固相粉体产品和最初固相原料可以是统一物质, 也可以不是统一物质。

    固相法可分为球磨法、热分解法、溶出法等。球磨法中常使用高能球磨法。高能球磨法制备纳米金属和合金结构材料具有产量高、工艺简单等优点, 其不足之处是尺寸不均匀,易引入杂质。

    产业信息网发布的《2015-2020年中国纳米粉体材料产业调研及投资咨询报告》显示,目前, 纳米材料的制备技术还存在许多问题,关键是控制颗粒大小和获得较窄的粒径分布范围。纳米块体或纳米膜的制备方法近几年虽然得到发展, 但不很理想, 制备工艺有待进一步改进。

本文采编:CY205
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