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1、第27卷第1期精细化工Vol.27,No.12010年1月FINECHEMICALSJan.2010功能材料3溶胶-凝胶法制备纳米材料的研究进展武志刚,高建峰(中北大学理学院,山西太原030051)摘要:介绍了溶胶-凝胶技术的发展阶段及反应机理,溶胶-凝胶技术在合成零维、一维、二维及复合纳米材料方面的应用,对溶胶-凝胶技术今后的发展和研究方向提出了建议。引用文献45篇。关键词:溶胶-凝胶法;制备;纳米材料中图分类号:O78;TB383文献标识码:A文章编号:1003-5214(2010)01-0021-05AdvancesinSynthesisofNanomaterials
2、bySol2gelMethodWUZhi2gang,GAOJian2feng(DepartmentofChemistry,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,Shanxi,China)Abstract:Thesol2gelmethodiswidelyusedtosynthesizenanomaterials.Theadvancesinthepreparationofnanomaterialsbythesol2gelmethodaswellasitsprincipleandcharacteristicsarebrieflyreviewed
3、.Attheendofthispaper,theopinionsonfuturestudiesareputforward.45referencesarecited.Keywords:sol2gelmethod;synthesis;nanomaterialsFoundationitems:NationalNaturalScienceFoundation(20671084)andDevelopmentFoundationsofScienceandTechnologyfortheHigherEducationInstitutionsofShanxiProvince(2008102
4、6)纳米材料是指在三维空间至少有一维处于纳米应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等,因而具有尺度范围内(1～100nm)或由它们作为基本单元构特殊的光学、电学、磁学、热学、力学和化学等性[2]成的材料。按照材料的基本单元处于纳米尺度范围质。目前,纳米材料已在微电子、陶瓷材料、冶内的维数,它大致可以分为三类:①零维纳米材料,金、超导材料、化工、航空航天、医学和生物工程等领指其在空间三维尺度均在纳米尺度范围内,如纳米域得到广泛的应用。粉末、原子团簇等;②一维纳米材料,指在空间有两纳米材料的制备方法有很多种,根据制备过程维处于纳米尺度,如纳米丝、纳米棒、纳米管等;③二中是否发生化学
5、反应,可以分为化学法和物理[1]维纳米材料,指在三维空间有一维处于纳米尺度,如法。物理法中包括团聚成核的经典物理法如溅超薄膜、超晶格等。零维和一维纳米材料又称为低射法、蒸发-冷凝法,也有将宏观物质通过尺寸减小[1]维纳米材料。过程来制备纳米材料的高能机械球磨法等;化学法纳米材料的物理、化学性质与微观的原子、分子包括化学气相沉积法、共沉淀法、溶胶-凝胶法和固不同,也不同于宏观物质,它是介于宏观和微观之间相反应法等。这些制备纳米材料的方法中,溶胶-的一类特殊物质,人们把它称之为介观物质。纳米凝胶法因具有各反应组分在溶液中达到了分子级的材料具有许多既不同于宏观物质又不同于微观粒子
6、均匀混合,可以精确控制和调节各组分的化学计量的独特效应,如:量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效比,实现对材料进行分子剪裁的目的;方法灵活多3收稿日期:2009-07-25;定用日期:2009-09-25基金项目:国家自然科学基金(20671084);山西省高等学校科技开发项目(20081026)作者简介:武志刚(1977-),男,博士,主要从事材料及催化方面的研究工作,E-mail:zgwu@live.nuc.edu.cn。·22·精细化工FINECHEMICALS第27卷变,可以制备零维、一维和二维纳米材料;制得的材溶胶-凝胶过程是无机盐或金属醇盐在溶液中料纯度高,均匀性好
7、,晶粒细小,比表面积大;设备简发生化学反应,首先形成粒径在1nm左右的一次粒单,操作容易,成本低廉等优点,成为目前合成纳米子,一次粒子聚集长大在溶液中形成溶胶(图1a);材料的主要方法之一。经过进一步的化学反应,溶胶粒子之间相互交联,形作者结合在应用溶胶-凝胶法制备纳米材料方成以前驱体为骨架具有三维网络结构的凝胶(图面的研究工作,综述了溶胶-凝胶法应用于纳米材1b);凝胶再经过干燥脱去网络结构中的溶剂而形料制备的研究进展,并对今后的研究方向提出了建成一种多孔结构的材料;最后,经过烧结固化从而得议。供同行参考。到所需
