[工程论文]微乳化技术在纳米材料制备中的应用研究 .

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1、[工程论文]微乳化技术在纳米材料制备中的应用研究.;boutonmt首先报道了应用微乳液制备出了纳米颗粒：用水合胼或者氢气还原在）。从此以后，不断有文献报道用微乳液合成各种纳米粒子。本文从纳米粒子制备的角度出发，论述了微乳反应器的原理、形成与结构，并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。Lc=A;AB?icroreactor）或称为纳米反应器，反应器的水核半径与体系中水和表面活性剂的浓度及种类有直接关系，若令atson等用超临界流体一反胶团方法在aot一丙烷一h2o体系中制备用al（oh）3胶体粒子

2、时，采用快速注入干燥氨气方法得到球形均分散的超细al（oh）3粒子，在实际应用当中，可根据反应特点选用相应的模式。2微乳反应器的形成及结构和普通乳状液相比，尽管在分散类型方面微乳液和普通乳状液有相似之处，即有o/an和prince等提出瞬时负界面张力形成机理。该机理认为：油/水界面张力在表面活性剂存在下将大大降低，一般为l～10mn／m，但这只能形成普通乳状液。要想形成微乳液必须加入助表面活性剂，由于产生混合吸附，油/水界面张力迅速降低达10-3～10-5mn／m，甚至瞬时负界面张力y＜0。但是负界面张力是不存在的

3、，所以体系将自发扩张界面，表面活性剂和助表面活性剂吸附在油/水界面上，直至界面张力恢复为零或微小的正值，这种瞬时产生的负界面张力使体系形成了微乳液。若是发生微乳液滴的聚结，那么总的界面面积将会缩小，复又产生瞬时界面张力，从而对抗微乳液滴的聚结。对于多组分来讲，体系的gibbs公式可表示为：--dγ=∑гidui=∑гirtdlnci（式中γ为油/水界面张力，гi为i组分在界面的吸附量，ui为i组分的化学位，ci为i组分在体相中的浓度）上式表明，如果向体系中加入一种能吸附于界面的组分（г＞0），一般中等碳链的醇具有这

4、一性质，那么体系中液滴的表面张力进一步下降，甚至出现负界面张力现象，从而得到稳定的微乳液。不过在实际应用中，对一些双链离子型表面活性剂如aot和非离子表面活性剂则例外，它们在无需加入助表面活性剂的情况下也能形成稳定的微乳体系，这和它们的特殊结构有关。2．2微乳液的结构robbins，mitchell和ninham从双亲物聚集体的分子的几何排列角度考虑，提出了界面膜中排列的几何排列理论模型，成功地解释了界面膜的优先弯曲和微乳液的结构问题。目前，有关微乳体系结构和性质的研究方法获得了较大的发展，较早采用的有光散射、双折

5、射、电导法、沉降法、离心沉降和粘度测量法等；较新的有小角中子散射和x射线散射、电子显微镜法。正电子湮灭、静态和动态荧光探针法、nmr、esr（电子自旅共振）、超声吸附和电子双折射等。3微乳反应器的应用——纳米颗粒材料的制备3．1纳米催化材料的制备t
ll;7

%(F=snVf[此文;利用ol／l，第一个微乳体系中硝酸银为0．4mol／l，第二个微乳体系中nacl或nabr为0．4mol／l，混合两微乳液并搅拌，反应生成agcl或agbr纳米颗粒。又以制备caco3为例，微乳体系中含ca(oh)2，向体系中通

6、入co2气体，co2溶入微乳液并扩散，胶束中发生反应生成caco3颗粒，产物粒径为80～100nm。3．3聚合物纳粒的制备利用laott——正己烷溶液中加入0．1mln－n一亚甲基双丙烯酰胺（2mg／rnl）和丙烯酰胺（8mg／ml）的混合物，加入过硫酸铵作为引发剂，在氮气保护下聚合，所得产物单分散性较好。3．4金属单质和合金的制备利用ol／lnicl2，另一反相微胶束中含有0.2mol/lnabh4，混合搅拌，产物经分离、干燥并在300℃惰性气体保护下结晶可得镍纳米颗粒。在某微乳体系中含有0．0564mol/l，

7、fec12和0．2mol／lnicl2，另一体系中含有0．513mol/lnabh4溶液，混合两微乳体系进行反应，产物经庚烷、丙酮洗涤，可以得到fe－ni合金微粒（r=30nm）。3．5磁性氧化物颗粒的制备利用ol／lfecl2和0．3mol／lfecl3，另一体系中含有nh4oh，混合两种微乳液充分反应，产物经离心，用庚烷、丙酮洗涤并干燥，可以得到fe3o4纳粒（r=4nm）。3．6高温超导体的制备利用、tem、stem、stm等）；间接的方法有电子、x一射线衍射法（xrd），中子衍射，光谱方法有exafs，ne

8、xafs，sex－afs，esr，nmr，红外光谱，拉曼光谱，紫外一可见分光光度法（uv－vis），荧光光谱及正电子湮没，动态激光光散射（dls）等。4结语微乳反应器作为一种新的制备纳米材料的方法，具有实验装置简单，操作方便，应用领域广，并且有可能控制微粒的粒度等优点。目前该方法逐渐引起人们的重视和极大兴趣，有关微乳体系的研究日益增多，但研究还是初步的，如微