超声法制备纳米材料的研究进展

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1、第42卷第l1期当代化工Vo1．42．NO．1l2013年11月ContemporaryChemicalIndustryNovember．2013超声法制备纳米材料的研究进展胡亚楠，赵荣祥，李秀萍(1辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺113001；2．辽宁石油化工大学化学与材料科学学院，辽宁抚顺113001)摘要：高强度超声波可以在室温条件下，较短时间内制备新型材料。尤其被广泛应用于纳米材料的制备和改性上。超声波最显著的效应是空化作用(气泡的形成、生长和内爆)和物理改性(由崩塌气泡产生的微射流和冲击波导致)。简单介绍了超声法制备纳米材料的基本原理，并

2、举例说明高强度超声的物理效应和化学效应在纳米材料制备或改性中的应用。关键词：超声波；纳米材料；声化学中图分类号：O426．9文献标识码：A文章编号：1671-0460(2013)11-1565—03ResearchProgressinPreparationofNanomaterialsbyUltrasonicMethodsHUYa—rlal$1ZHA0Rong-xiang，LIXiu-ping(1．SchoolofPetrochemicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，

3、China：2．SchoolofChemistry&Materia1．LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Highintensityultrasoundcanbeusedfortheproductionofnovelmaterialswithoutbulkhightemperatureorlongreactiontime．Especiallyitiswidelyusedinpreparationandmodificationofnanomaterials．Themost

4、notableeffectsareconsequencesofacousticcavitation(formation，growth，andimplosivecollapseofbubbles)，andphysicalmodification(causedbyhigh—speedjetsorshockwavesderivedfrombubblecollapse)．Inthispape~thebasicprincipleofultrasonicpreparationofnanomaterialswasintroduced．andapplicationofc

5、hemicaleffectandPhysicaleffectofthehighintensityultrasoundinpreparationormodificationofnanostructuresmaterialswasdiscussed．Keywords：Ultrasound；Nanomaterials；Sonochemistry纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、量子尺液体介质向四周传播。在高强度超声波作用下，液寸效应和宏观量子隧道效应等，因此其在力、热、体会产生成群的气泡，每个气泡均为一个“热点”。声、光、点、磁、催化等方面表现出与已知材料不气

6、泡受强超声作用，经历超声的稀疏相和压缩相，同的新特性，并由此受到人们极大的关注n。目前，气泡生长、收缩、再生长、再收缩，经多次周期性用于制备纳米材料的方法有水热法、电沉积法、溶震荡，最终高速破裂。这一过程被称为声空化作胶一凝胶法、球磨法、激光溅射法等口。这些方法有用，其机理见图1⋯。些基于化学原理，有些基于物理原理，各有各的优势，但应用范围都有一定限制。人们正努力探索可八八八八以在温和条件下制备出高纯度、粒径分布均匀、形貌可控的纳米材料方法。胍续波超声技术因其操作简单、易控制、效率高、成l本低、易工业化、无污染、安全等优点，被广泛用于辅助制备纳米材料，并

7、且取得了很好的效果。通囊奄。·o~o·睁·◇◎·米过超声辅助纳米材料制备能够细化纳米颗粒，促进~,J-pj纳米颗粒晶型转化，提高纳米材料的某些特殊性能图1声空化机理⋯Fig．1mechanismofacousticcavitation【。本文将简单介绍超声法制备纳米材料的基本原理，并举例说明超声的物理效应和化学效应在纳米声空化过程最后一步几乎是绝热的，并由此产材料制备中的应用。生了声化学的极端条件：瞬间温度约为5000K，压1超声法的作用机理力超过1000atm，升温和冷却速率超过l0⋯K·S～。超声波是由一系列疏密相间的纵波构成，通过这些独特条件使以室

8、温液体为平台的合成法成为现收稿日期：2013-04—28作者简介：胡亚楠(198