纳米材料制备研究论文

【摘要】纳米材料的应用为我国现代社会的发展创造了极大的经济价值，为了更好地满足我国社会发展的需求，针对纳米材料，就必须重视纳米材料制备方法，对纳米制备方法不断加以改进和创新。本文就纳米材料制备方法的研究现状及其发展趋势进行了相关的研究。以下是小编精心整理的《纳米材料制备研究论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

纳米材料制备研究论文 篇1：

浅析纳米材料制备方法的研究现状

[摘要]纳米技术水平的高低直接影响着世界发展的进程，是现阶段最有前途的决定性技术。因此，必须对其予以高度的重视，加大纳米材料制备方法的研究力度，从而满足各行业的多样化需求。文章以纳米材料的特性为切入点，系统阐述了纳米材料制备的方法以及未来的发展趋势，旨在为纳米材料制备的进步奠定相应的理论基础。

[关键词]纳米材料；制备方法；液相法；气相法

[DOI]1013939/jcnkizgsc201615049

很多人都曾预言在21世纪纳米技术将成为一项最有前途的技术，主要原因在于它具有网络技术和基因技术所不可比拟的优势。正因如此，世界各个国家加大了对纳米技术的研究，投入了大量的人力物力，并相继启动了纳米计划，进一步推动了纳米制备方法的创新。在这种大环境下，我国相关研究者也应当顺时而变，不断提高纳米材料制备水平，创造出多种多样的制备方法。

1纳米材料的性质

纳米材料具有大量界面以及高度的弥散性，它能够为原子提供转成扩散途径。除此之外，纳米材料所表现的力、热等性质，与传统经济材料相比，还具有其自身独特的特性，因此被应用到各个领域。

11力学性质

结构材料开发一直以来都以高韧、高硬、高强为主题。材料制作如果融进了纳米材料的话，其强度就会与粒径成反比。纳米材料的位错密度相对较低，不仅如此，其临界位错圈的直径要远远高于纳米晶粒粒径，通常情况下，增值后位错塞积的平均间距与晶粒相比，略微大一些，这种现象使得纳米材料不会发生位错滑移和增值等相关现象，这就是我们众所周知的纳米晶强化效应。[1]作为一种刀具，金属陶瓷已经有很多年的历史了，然而，其力学强度却一直没有突破，主要原因在于一是金属陶瓷的混合烧结，二是晶粒粗大。如果将纳米技术制成超细或纳米晶粒材料的时候，金属陶瓷的硬度等基本性质就有了大幅度提高，从而在加工材料刀具领域占据了非常重要的位置。现阶段，使用纳米技术制作纤维和陶瓷等产品已经应用到各行各业的领域当中。

12磁学性质

近些年来，计算机硬盘系统的磁记录密度得到了极大地提高，现阶段已经超过了155Gb/cm2，也就是说，感应法读出磁头等已经难以满足社会的需求，然而，如果我们将纳米多层膜系统应用到计算机硬盘系统中，则可以有效提高巨磁电阻效应，其低噪声和灵敏度都能够满足需求。与此同时，我们还可以将其应用在新型的磁传感材料当中。高分子复合纳米材料能够很好地投射可见光，与传统的粗晶材料相比，对可见光的吸收系数要高出很多，然而，该种材料对红外波段的吸收系数则相对较少，正是这个原因，使其能够在光磁系统、光磁材料中被广泛应用。

13电学性质

众所周知，纳米材料的电阻在晶界面上原子体积分数增大情况下要远远高于同类粗晶材料，甚至还会产生绝缘体转变。通过充分利用纳米粒子效应我们可以制作成超高速、超容量、超微型低能耗的纳米电子器具，从长远角度来看，这种做法在不久的将来会有很大的成就，甚至还有可能超过现阶段半导体器件。[2]2001年，相关研究者用碳纳米管制成了纳米晶体管，这种纳米晶体管将晶体三极管的放大属性充分地体现出来。不仅如此，根据碳纳米管在低温下的三极管放大特性，研究者还将室温下的单电子晶体管研制出来。笔者相信，随着研究的不断深入，我们还能够研制出更多的符合社会需求的物品。

14热学性质

与一般非晶体和粗晶材料相比，纳米材料的比热和热膨胀系数值都非常高，界面原子排列相对比较混乱、原子的密度较低等综合作用变弱是导致这种现象的主要原因。正因如此，我们可以将其广泛应用在储热材料等领域，相信会有一个更为广阔的市场。

15光学性质

纳米粒子的粒径要远远低于光波波长。其与入射光之间的作用为交互作用，通过控制粒径和气孔率等途径，光透性可以得到更为精准的控制，这也是其为什么能够在光感应和光过滤中得到大范围应用的主要原因。[3]纳米半导体微粒的吸收光谱由于受量子尺寸效应的影响，通常都会存在一种蓝移现象，它的光吸收率非常大，因此，我们可以将其广泛应用在红外线感测器材料。

16生物医药材料应用

与红血细胞相比，纳米粒子相对较小，它能够在血液中运动自如，那么，如果我们将纳米粒子应用到机器人制作当中，并将其注入人体血管内，就可以实现全方位的检查人体，将人体脑血管中的血栓清除干净，甚至还可以将心脏动脉脂肪沉积物等消除，除此之外，还可以将这种机器人应用到吞噬病毒，杀死癌细胞。纳米材料也可以应用到医药领域，能够极大地促进药物运输。

2纳米材料的制备方法

21液相法

液相法其实就是指在一定的方法下将潜在溶液中的溶剂和溶质通过一定的方法进行分离，在这种情况下，溶剂中的溶质就能够逐步形成一种颗粒，不仅如此，这些颗粒的大小甚至这些颗粒的形状都是一定的，在此基础上，我们可以热解处理这些前躯体，经过上述步骤，就可以制备一定的纳米微粒。液相法的有点数不胜数，包括制备的设备相对简单，制备材料容易获得等。现阶段，液相法的发展情况相对较为广泛，得到了大家的普遍关注。具体来说，可以包括沉淀法和溶胶—凝胶法。这两种方法是液相法中比较常用的方法，方便、简单，是很多研究者进行纳米材料制备时候的首选方法。

22气相法

所谓气相法主要是与液相法相对来说的一种纳米制备方法，其应用范围要略微低于液相法。该种方法是指通过一定的手段，在一定条件下直接将物质转变为气体，然后再使气态物质在气体的条件下逐步发生物化反应，最后，我们就可以通过凝聚处理等方式，形成一定量的纳米微粒。[4]从该种纳米材料制备方法的制备过程和制备的条件来看，其具有其他制备方法无法比拟的优势，具体来说，主要包括以下几个方面：

一是制备的纳米微粒粒径存在较小的差异，且能够实现均匀分布；二是我们能够轻易地控制纳米微粒的力度；三是微粒的分散性要远远高于其他同类制备方法。如果将气相法和液相法放在一起进行比较，我们不难发现，气相法能够以自身独有的优势将那些液相法所不能够生产出来的纳米微粒生产出来，由此可见，该种制备方法的优势非常明显。[5]

化学气相法的应用范围非常广泛，其又被相关研究者称之为气相沉淀法，英文名称简称为CVD，它能够充分利用金属化合物的挥发属性，并通过化学反应等途径，使所需要的化合物在保护气体环境下迅速冷凝，这样才能够制作出各类物质的纳米微粒，在气相法中，该种方法是一种比较典型的应用，当然，其也是一种运用比较广泛的制备方法。[6]运用该种方法所制备的纳米微粒颗粒比较均匀，且具有较高的纯度，分散性也相对较强。根据加热的方式方法不同，我们可以将该种方法进行分类，例如可以将其分为热化学气相沉积法、激光诱导沉积法等。

3结论

深入分析现阶段纳米材料的应用现状，我们可以发现其应用范围已经得到了较大幅度的扩展，其在各行各业中的作用得到了一定的发挥。在这种形势下，我们必须加大研究力度，制作出更多更好的制备方法，笔者通过长期的研究与实践认为，未来的制备方法的发展也将逐步趋向于在纳米微粒的结构、尺寸等方面上，可以说，将纳米材料不断应用到各行各业，能够满足各行业的多样化需求，从而将纳米材料的优势充分体现出来。当然，研制工作并不是一蹴而就的，它需要广大科研工作者齐心协力，众志成城才能够实现。

参考文献：

[1]吴子健，张虎寅，吕艳红热喷涂纳米涂层制备方法及材料的研究现状和展望[J].材料保护，2005（10）：44-47，76

[2]唐一科，许静，韦立凡纳米材料制备方法的研究现状与发展趋势[J].重庆大学学报：自然科学版，2005（1）：5-10

[3]黄烨，张玲榕纳米材料制备方法的研究现状及其发展趋势[J].科技创新导报，2015（10）：248

[4]叶永庆浅谈纳米材料应用前景及制备方法[J].建材世界，2009（3）：62-64

[5]冯晓苗，侯文华，朱俊杰导电高分子纳米材料的制备方法研究现状[J].化工进展，2009（12）：2173-2179

[6]周冰浅谈纳米材料的化学制备方法[J].黑龙江科技信息，2008（7）：14，88

作者：刘倩

纳米材料制备研究论文 篇2：

纳米材料制备方法的研究现状及其发展趋势

【摘要】纳米材料的应用为我国现代社会的发展创造了极大的经济价值，为了更好地满足我国社会发展的需求，针对纳米材料，就必须重视纳米材料制备方法，对纳米制备方法不断加以改进和创新。本文就纳米材料制备方法的研究现状及其发展趋势进行了相关的研究。

【关键词】纳米材料；制备方法；发展趋势

0.引言

在当前社会发展形势下，我国经济在取得快速发展的同时，对能源的消耗也在不断加剧，信息、环境、能源、生物技术等方面的发展必然对材料的性能要求也越来越高，然而传统的一些材料已经很难满足我国现代社会快速发展的需求。为了更好的满足社会发展的需要，发展性能好、科技含量高的新型材料有着重要的作用和意义。纳米材料作为新材料的创新以及科技创新的成果，随着纳米材料的应用，其在我国当前社会各领域中的作用越来越突出，人们对纳米材料的研究也越来越深入。在这个科技、经济不断发展的时代，纳米材料逐渐成为我国社会发展、经济振兴、国力增强的关键材料之一。

1.纳米材料的概述

谈到纳米材料，就必须得对纳米技术进行相关的了解。纳米技术作为现代科技发展的重要成果，它是利用单个原子、分子制造物质的科学技术，是研究尺寸在0.1到100纳米范围内材料的性质和应用，而纳米属于物理度量单位，1纳米等于1m的十亿分之一。随着纳米技术的不断成熟，其应用范围也越来越广，在我国现代社会发展过程中有着举足轻重的作用。而纳米材料作为一种新型的材料，是在三维空间内以纳米技术为基础而构成的材料，换句话说就是用化学、物理、生物等方法把普通物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料。虽然纳米材料极其微小，在我们当前日常生活中难以看见，但是它确实存在，并被广泛地应用于我国当前社会发展的各个领域，例如，纳米材料可以提高和改进交通工具的性能指标。纳米陶瓷有望成为汽车、轮船、飞机等发动机部件的理想材料，能大大提高发动机效率、工作寿命和可靠性。纳米卫星可以随时向驾驶人员提供交通信息，帮助其安全驾驶。

2.纳米材料制备方法的研究现状

随着社会的发展，纳米材料的应用也越来越广泛，不仅常见于人们日常生活中，更被应用于我国航天、航空事业当中，为我国综合国力的提高提供了保障。然而我国经济、科技水平与西方发达国家相比还存在一定的差距，对纳米材料、纳米技术的研究远远落后于他们。近年来，纳米材料的优势逐渐显露出来，为了更进一步满足我国当代社会发展的需求，研究者对纳米材料的研究不断深入，对纳米材料的制备方法已经取得了突破性的进展。

2.1蒸发凝聚法

蒸发凝聚法就是将纳米粒子的原料通过加热、蒸发，通过高温将纳米粒子分解成分子或者原子结构，再利用纳米技术对分解后的分子、原子进行序列，使原子或分子按照一定的顺序凝聚，生成更小的纳米粒子[1]。在蒸发凝聚法中，利用高纯惰性气体作为载气，携带金属有机前体，进入炉温为1100～1400℃钼丝炉，保持100～1000Pa 的低压状态，在此环境下，原料热解形成团簇，进而凝聚成纳米粒子，一般制得颗粒的粒径为10nm左右。

2.2沉淀法

沉淀法属于一种化学制备方法，沉淀法通常是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加人适当的沉淀剂，经过化学反应后，再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒[2]。在沉淀法中，当加入沉淀剂，如OH，在一定温度下，可以使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物、水氧化物，进而对生成的氢氧化物、水氧化物中的原有阳离子进行祛除，得到所需要的氧化物粉料，沉淀法具有制作纯度高、性能好等特点[3]。

2.3喷雾法

喷雾法作为一种物理制备方法，就是利用各种物理手段将溶液进行雾化，进而获得超微粒子。首先，雾是以极其细小的液体分散悬浮在空气中，通过溶液的制备、喷雾、干燥、收集及热处理，可以得到分布均匀、颗粒大小为亚微米到10μm的颗粒。

2.4水热法

水热法就是在高温、高压的情况下，对纳米粒子进行水解反应，通过水热条件来加速离子反应，如mM+nH2O→MmOn+H2。在水热条件下，水热法能迅速改变反应物的反应性能，提高反应活性，同时由利于生长具有均衡缺陷浓度低的晶体材料，如Y3Fe5O12、AlPO4等。

2.5气相反应法

气相反应法是指在金属化合物蒸发中，通过化学反应来合成超微粒子。该方法包括化学火焰法、等离子体法和激光法，采用的原料通常是容易制备、蒸气压高、反应性较好的金属氯化物、氧氯化物、金属醇盐、烃化物和羰基化合物等。该法的优点是设备简单，容易控制，颗粒纯度高，粒径分布窄，能连续稳定生产，而且能量消耗少[4]。

3.纳米材料制备方法的发展趋势

随着人们对纳米材料的研究不断加深，各种纳米材料已经在当前社会发展过程中得到了广泛的应用，如纳米陶瓷、纳米纤维、纳米管等。这些纳米材料的制成代表着纳米制备方法的成熟与发展。在这个科技不断发展的时代，社会发展对纳米材料的需求不断增加，为了更好地满足社会发展的需求，加大纳米材料制备的研究将成为我国现代社会及未来发展的重要内容。当代社会已经发展成为科技之间的较量，纳米材料作为我国现代社会发展一种重要的材料，纳米材料的应用有效地推动了我国社会的进步与发展，提高了我国综合国力[5]。就当前纳米制备过程中来看，虽然取得了较为令人满意的成果，但是其在控制方面还存在一定的缺陷，如控制方面、科技含量方面等。时代在发展，科技在创新，纳米材料已成为我国现代社会发展的关键材料之一，为了更好地满足我国社会发展的需求，促进我国经济的发展，在未来的纳米材料制备方法中应加大科技含量，不断创新，提高纳米材料制备的控制，进而制备出性能更好的纳米材料[6]。

4.结语

在当前社会发展形势下，纳米材料的应用越来越广泛，为了更好地满足我国社会发展对纳米材料的需求，加大纳米材料制备方法的研究有着重要的作用和意义。随着纳米材料制备方法研究的深入，我国纳米材料制备方法已经取得了较为显著的成效，且成功制备出了许多纳米材料。为了更进一步提高纳米材料制备的效率，在纳米材料制备中提高制备的控制将成为纳米材料制备方法发展的主要趋势。

【参考文献】

[1]唐一科，许静，韦立凡. 纳米材料制备方法的研究现状与发展趋势[J]. 重庆大学学报（自然科学版），2005，01：5-10.

[2]解挺，焦明华，俞建卫，吴玉程，张立德. 准一维纳米材料制备方法的研究现状和发展趋势[J]. 材料科学与工程学报，2006，02：311-315.

[3]胡敬. 金掺杂多功能磁性复合纳米材料的制备及催化应用研究[D].兰州大学，2014.

[4]侯远，董相廷，王进贤，刘桂霞. 稀土氟化物微纳米材料制备方法的研究进展[J]. 中国稀土学报，2010，05：515-524.

[5]李芬芬. 氢氧化镍复合纳米材料的制备和电化学性能研究[D].浙江师范大学，2013.

[6]葛介超. 金属氧化物纳米材料的制备表征及其光谱性能研究[D].山东师范大学，2003.

作者：黄烨　张玲榕

纳米材料制备研究论文 篇3：

PbTiO₃纳米材料的制备及其性能研究

摘 要：本文使用乙酸铅和钛酸四丁酯为原料，水为溶剂，冰乙酸为络合物，通过溶胶凝胶法制备PbTiO3超细纳米粉末，并对制备过程中的影响因素煅烧温度进行了讨论。采用X射线衍射分析、紫外光吸收、SEM形貌研究对其性能进行表征。

关键词：溶胶-凝胶法;钛酸铅;纳米材料

一、钛酸铅的光催化[1]

其反應过程可以简述为：（1）当一束光照射在半导体的表面，产生电子和空穴。（2）电子和氧气产生超氧负离子，氢氧根、水和空穴产生了氢氧自由基。（3）超氧负离子和氢氧自由基可以和污染物反应产生二氧化碳和水，从而达到污水净化的功能。

二、钛酸铅的制备[2～3]

具体制备实验步骤：

（1）用天平称取0.01mol的Pb（CH3COO）2·3H2O。

（2）将Pb（CH3COO）2·3H2O在水浴温度55℃的加热条件下溶于3mL去离子水中，形成溶液A。

（3）在另一只干燥的小烧杯中先加入冰醋酸2.5mL，再加入[CH3（CH2）3O]4Ti，在磁力搅拌下颜色逐渐变淡，形成均一透明溶液B。

（4）在充分搅拌下，使用一次性滴管将溶液A逐滴加入到溶液B中，形成了均一透明的金黄色溶胶C。

（5）将溶胶C在一定温度水浴条件下搅拌直至磁子静止。

（6）130℃干燥5小时。

（7）研磨，分不同的温度进行煅烧2小时即可，本文煅烧温度分别为450℃、550℃、650℃、850℃进行对比试验。

三、钛酸铅的表征

（一）SEM

由于在450℃～900℃之间均可制得钛酸铅，本文通过改变煅烧2小时的加热温度以及煅烧前研磨与否来进行对比实验，分析煅烧温度即煅烧前的研磨对于制取钛酸铅纳米粉末的形貌影响。

如，图一为煅烧前均研磨过，但Aa、Bb、Cc、Dd的煅烧温度分别为450℃、550℃、650℃、850℃时分别制得钛酸铅粉末的SEM图像，A、B、C、D分别是a、b、c、d放大后的局部图。由图中可知，四个温度煅烧出来的都是颗粒组成的块结构，但是温度越高，颗粒之间的缝隙越大，在温度为650摄氏度的时候颗粒最小，约为300nm左右。

（二）XRD

如图二为煅烧时间分别为450℃、550℃、650℃、850℃时制得的钛酸铅粉末XRD图像。样品的XRD图像噪声过大，可忽略强度较小的衍射峰，如图所示在2θ角为21.498°、22.842°、31.569°、323.525°、39.323°、43.804°46.661°、49.962°、51.921°、52.562°、55.606°、57.430°、65.918°、68.122°、70.755°、72.358°、72.816°、77.018°、77.537°、77.537°有19个明显的衍射峰，分别对应于（001）、（100）、（101）（110）、（111）、（002）、（200）、（102）、（201）、（210）、（112）、（211）、（202）、（220）、（212）、（221）、（103）、（301）和（113）晶面的衍射峰。同JCPDS标准卡片中（编号为75-0438）完全一致，表明四个温度下生成的产物均为PbTiO3;在温度为850℃时的衍射峰明显强于其他温度的衍射峰。

（三）uv-vis

如，图三为紫外光分光光度计对煅烧温度分别为450℃、550℃、650℃、850℃时候的光吸收谱。光波长度从300nm～800nm。在紫外和可见光的波长扫描下，可以得到以下结论，由图可知纳米PbTiO3在可见光范围内的光吸收率随着波长的增大而减小，在紫外光区300nm～380nm光吸收率和波长呈正相关。在可见光波长等于385nm时，吸收率达到最大值85%。在可见光为范围内，当煅烧温度为450℃时，吸收率随和波长的增大下降的较慢，所以太阳光照射下，450℃煅烧的样品的平均吸收率最大，光催化效率最高。

如，图四为紫外光分光光度计对煅烧温度分别为450℃、550℃、650℃、850℃时候的光吸收谱经过Origin数据处理后求出的禁带宽度，由图可知禁带宽度分别为2.79、3.15、3.19、3、12。但450℃的时候所求得禁带宽度和其他三个相差较大，由此提出两个猜想。第一，由于掺杂会使半导体禁带宽度变小，所以在检测该组光吸收的过程中，或许引进了杂质，导致禁带宽度变小。第二，煅烧温度会影响最终样品的禁带宽度，温度较低或较高时都会使得禁带宽度变小。

四、结束语

对于样品物相而言：在450℃、550℃、650℃、850℃四个煅烧温度下生成的产物均为PbTiO3，在温度为850℃时的衍射峰明显强于其他温度的衍射峰，说明制备粉体含量较高。

对于样品形貌而言：四个温度煅烧出来的都是颗粒组成的块状结构，但是温度越高，颗粒之间的缝隙越大。

对于样品光吸收度而言：在可见光波长等于385nm时，吸收率达到最大值85%。在可见光为范围内，当煅烧温度为450℃时，吸收率随和波长的增大下降较慢，所以太阳光照射下，450℃煅烧的样品的平均吸收率最大，光催化效率最高。

参考文献：

[1]曾涛等.铁电材料光催化的研究进展[J].材料导报，2014，5，28（23）：220-226.

[2]冯悦兵等.钛酸铅纳米陶瓷粉体的制备和表征[J].齐齐哈尔大学学报，2006，3，22（2）：15-17

[3]孙召明等. 电子陶瓷材料-钛酸铅的制备方法与应用[J].湖南有色金属.2000，11，16（6）：24-27.

作者：伍倩倩