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《利用超临界流体沉积技术制备超细粒子_任杰.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第8卷第4期建筑材料学报Vol.8,No.42005年8月JOURNALOFBUILDINGMATERIALSAug.,2005文章编号:1007-9629(2005)04-0417-06利用超临界流体沉积技术制备超细粒子任杰,张鹏(同济大学材料科学与工程学院,上海200092)摘要:主要综述了3种利用超临界流体制备微粒的方法:快速膨胀法、超临界抗溶剂法和气体饱和溶液法,并着重介绍了这3种制备方法的原理、特点及其在应用方面的进展.关键词:超临界流体;超细粒子;快速膨胀;超临界抗溶剂;气体饱和溶液中图分类号:TQ028.32;TB383文献标识码:APreparationofMicropa
2、rticleswithSupercriticalSolutionPrecipitationTechnologyRENJie,ZHANGPeng(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Theuseofsupercriticalfluidsasmediafortheformationofparticlesisarecentdevelop2ment.Threekindsofmethodstoprepareultrafineparticlesbysupercrit
3、icalfluidsaredescribed,includingrapidexpansionfromsupercriticalsolution,supercriticalanti2solventprecipitationandparticlesfromgas2saturatedsolutions.Principlesandcharacteristicsofthethreewaysandpro2gressinapplicationofsupercriticalsolutionprecipitationareintroduced.Keywords:supercriticalfluids;mi
4、croparticles;rapidexpansion;supercriticalanti2solventprecip2itation;gas2saturatedsolutions超细粒子,特别是纳米级粒子的研究是目前高新技术中的热门领域,由于其特殊的物理化学性能而在微电子学、表面科学、材料科学、生物学等领域越来越受到重视.传统制备微粒的机械方法是将原料通过粉碎、研磨、球磨后的物理筛分法进行的,其粒径大小、均匀程度和圆整性都难以达到理想的效果,致使颗粒的流动性、可压性不理想.传统制备微粒的化学法则是通过蒸发、加热、冷却或在溶液中添加另一组分以降低溶质的溶解度,使溶质从饱和溶液中沉积而形成
5、结晶或无定形粉末,但该方法制得的晶粒粒径分布范围仍较大,且易产生不同的晶型.因此,寻求制备结晶纯度高、粒度均匀、流动性好及具有精确粒径的超细粒子的方法成了当前的研究热点.在超临界条件下制备超细粒子,是通过降低压力达到较高过饱和度的,由于这种过程在准均匀介质中进行,因而能够更准确地控制结晶过程,形成平均粒径很小的均匀粒子.在超临界流体(su2percriticalfluids,SCF)中,溶质的溶解度可随温度和压力在较大范围内调节,由此可控制过饱和度及粒子的粒径分布(particlesizedistribution,PSD).因此,从超临界流体中进行固体沉积是一种很有前途的新技术.收稿日期
6、:2004-08-02;修订日期:2004-09-29基金项目:上海市纳米技术专项基金(0452nm059)作者简介:任杰(1965-),男,江苏人,同济大学教授,博士生导师,博士.418建筑材料学报第8卷1超临界流体的特性由一般物质典型相图(见图1)可以看出,气-液平衡线有1个终点———临界点,此临界点对应的温度和压力即为临界温度(Tc)和临界压力(pc).在临界点处,气相和液相的差别消失.温度和压力均高于Tc和pc的状态称为超临界状态.超临界流体既非气态也非液态,但兼具二者的优点:既像气体一样容易扩散,又像液体一样有很强的溶解能力.同时,从密度-压力图(图2)中可以看出其区别于气态和
7、液态的明显特点:(1)能得到图1典型相图气态和液态之间的任一密度;(2)在临界点(CP)附近,压力的微Fig.1Typicalphasediagram小变化即可导致密度的巨大变化.由于其粘度、比热容、介电常数、溶解能力都与密度相关,因此超临界状态下的物质可以通过调节压力来控制其许多物理化学性质.2超临界流体制备微粒技术1879年,Hannay和Hogarth就发现通过对超临界流体溶[1]液减压可以制备超细粒子,但是直到1984年,K
