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1、纳米材料在现代中的应用第一页，本课件共有20页纳米就在我们的身边纳米就在我们的身边12三次革命与尺度变化三次革命与尺度变化3纳米粒子的制备方法纳米粒子的制备方法4纳米材料的前景展望纳米材料的前景展望第二页，本课件共有20页纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望荷叶为什么能出污泥而不染？荷叶为什么能出污泥而不染？第三页，本课件共有20页荷叶的表面微观结构（标尺：荷叶的表面微观结构（标尺：100100微米）微米）纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望第四页，本
2、课件共有20页第二次工第二次工业革命革命（微米（微米时代）代）第三次工第三次工业革命革命（纳米米时代）代）纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望第一次工第一次工业革命革命（毫米（毫米时代）代）第五页，本课件共有20页纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望纳纳米米粒粒子子制制备备方方法法物理法物理法化学法化学法其他方法其他方法粉碎法粉碎法构筑法构筑法气相反应法气相反应法液相反应法液相反应法气相分解法气相分解法气相合成法气相合成法气气固反应法固反应法水热法水热
3、法沉淀法沉淀法溶胶溶胶凝胶法凝胶法氧化还原法氧化还原法冻结干燥法冻结干燥法喷雾法喷雾法第六页，本课件共有20页纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望化学沉淀法化学沉淀法的特点化学沉淀法的特点化学沉淀法的方法分类化学沉淀法的方法分类化学沉淀法的过程化学沉淀法的过程第七页，本课件共有20页化学沉淀法的特点化学沉淀法的特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。制备氧化物。第八页，本课件共有20页化学沉淀法的方法分类化学沉淀法的方法分类（1 1）共沉淀法）共沉淀法在在含含有有多多种种阳阳
4、离离子子的的溶溶液液中中加加入入沉沉淀淀剂剂，使使金金属离子完全沉淀的方法称为共沉淀法。属离子完全沉淀的方法称为共沉淀法。（2 2）均匀沉淀法）均匀沉淀法在在溶溶液液中中加加入入某某种种能能缓缓慢慢生生成成沉沉淀淀剂剂的的物物质质，使使溶溶液液中中的的沉沉淀淀均均匀匀出出现现，称称为为均均匀匀沉沉淀淀法法。本本法法克克服服了了由由外外部部向向溶溶液液中中直直接接加加入入沉沉淀淀剂剂而造成沉淀剂的局部不均匀性的缺点。而造成沉淀剂的局部不均匀性的缺点。纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望第九页，本课件共有20页纳米材料的制备与
5、合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望（3 3）多元醇沉淀法）多元醇沉淀法许许多多无无机机化化合合物物可可溶溶于于多多元元醇醇，由由于于多多元元醇醇具具有有较较高高的的沸沸点点，可可大大于于100100，因因此此可可用用高高温温强制水解反应制备纳米颗粒。强制水解反应制备纳米颗粒。（4 4）沉淀转化法）沉淀转化法本本法法依依据据化化合合物物之之间间溶溶解解度度的的不不同同，通通过过改改变变沉沉淀淀转转化化剂剂的的浓浓度度、转转化化温温度度以以及及表表面面活活性性剂剂来来控控制制颗颗粒粒生生长长和和防防止止颗颗粒粒团团聚聚。沉沉淀淀转转化化法法
6、工工艺艺流流程程短短，操操作作简简便便，但但制制备备的的化化合物仅局限于少数金属氧化物和氢氧化物。合物仅局限于少数金属氧化物和氢氧化物。化学沉淀法的方法分类化学沉淀法的方法分类第十页，本课件共有20页纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望ZrOCl28H2OYCl3洗涤、脱水、防团聚洗涤、脱水、防团聚ZrOCl28H2O+YCl3NH4OHZrOCl2+2NH4OH+H2 Zr(OH)4 +2NH4ClYCl3+3NH4OH Y(OH)3 +2NH4ClZr(OH)4+n Y(OH)3 按比例混合按比例混合Zr1-xYxO2
7、 煅烧煅烧1.1.原料混合原料混合2.加沉淀剂加沉淀剂3.沉淀反应沉淀反应控控PH、浓度、搅拌促、浓度、搅拌促进形核、控生长进形核、控生长4.洗涤、脱水、防团聚洗涤、脱水、防团聚5.煅烧煅烧化学沉淀法的过程化学沉淀法的过程我我们们以以稳稳定定的的氧氧化化锆锆陶陶瓷瓷的的化化学沉淀法制备为例学沉淀法制备为例第十一页，本课件共有20页纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望溶胶凝胶法溶胶溶胶凝胶法的缺点凝胶法的缺点溶胶溶胶凝胶法的优点凝胶法的优点溶胶溶胶凝胶法的应用凝胶法的应用溶胶溶胶凝胶法过程凝胶法过程溶胶溶胶凝胶法基本原理凝胶
8、法基本原理第十二页，本课件共有20页在在常常温温或或近近似似常常温温下下把把金金属属醇醇盐盐溶溶液液加加水水分分解解，同同时时发发生生缩缩聚聚反反应应制制成成溶溶胶胶，再再进进一一步步反反应应形形成成凝凝胶胶并并进进行行固固化化，然然后后经经低低温温热热处处理理而而得得到到无无机机材材料料的的方方法法。由由于于加加热热的的温温度度远远远远低低于于氧氧化化物物的的融融化化温温度度，所所以以被被称称为为低低温合成法。温合成法。纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望溶胶溶胶凝胶法基本原理凝胶法基本原理第十三页，本课件共有20页纳米
9、材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望溶胶溶胶凝胶法过程凝胶法过程溶胶的制备溶胶的制备溶胶溶胶凝胶凝胶的转化的转化凝胶干燥凝胶干燥先沉淀后解凝先沉淀后解凝控制沉淀过程直接控制沉淀过程直接 获得溶胶获得溶胶控制电解质浓度控制电解质浓度迫使胶粒间相互迫使胶粒间相互靠近靠近加热蒸发、焙烧等加热蒸发、焙烧等第十四页，本课件共有20页溶溶胶胶凝凝胶胶法法按按其其反反应应机机理理可可分分为为三三类类，即即传传统统胶胶体体型型、无无机机聚聚合合物物型型（金金属属醇醇盐盐型型）和和络络合合物物型型。主主要要应应用用于于如如下下几几个个方方面面：
10、粉粉体体原原材材料料。线线型型材材料料。薄薄膜膜或或涂涂层层材材料料。复复合材料。合材料。体型材料。体型材料。纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望溶胶溶胶凝胶法的应用凝胶法的应用第十五页，本课件共有20页操作温度远低于玻璃熔融温度，节约能源，操作温度远低于玻璃熔融温度，节约能源，使得材料制备过程易于控制；使得材料制备过程易于控制；制备的材料各组分间高度均匀、组成范围制备的材料各组分间高度均匀、组成范围广且可以大幅度变化；广且可以大幅度变化；工艺简单，易于工业化，成本低，应用工艺简单，易于工业化，成本低，应用灵活；灵活；可提
11、高生产效率；可提高生产效率；可保证最终产品的纯度；可保证最终产品的纯度；制备的气凝胶是一种结构可控的新型轻质制备的气凝胶是一种结构可控的新型轻质纳米多孔非晶固态材料，具有许多特殊性纳米多孔非晶固态材料，具有许多特殊性质，因而蕴藏着广阔的应用前景。质，因而蕴藏着广阔的应用前景。纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望溶胶溶胶凝胶法的优点凝胶法的优点第十六页，本课件共有20页烘干后的球形凝胶颗粒自身烧结温烘干后的球形凝胶颗粒自身烧结温度低，凝胶颗粒之间烧结性差块体度低，凝胶颗粒之间烧结性差块体材料烧结性不好；材料烧结性不好；干燥时
12、收缩大。干燥时收缩大。纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望溶胶溶胶凝胶法的缺点凝胶法的缺点第十七页，本课件共有20页纳米就在我们的身边纳米就在我们的身边12三次革命与尺度变化三次革命与尺度变化3纳米粒子的制备方法纳米粒子的制备方法4纳米材料的前景展望纳米材料的前景展望第十八页，本课件共有20页纳米材料的制备与合成纳米材料的制备与合成身边的纳米身边的纳米三次革命三次革命制备方法制备方法前景展望前景展望前景展望前景展望自清洁效应自清洁效应环境能源境能源新型材料新型材料节能减排能减排处理大气理大气污染染污水水处理理抗紫外抗紫外线电磁磁辐射射防防护治理白色治理白色污染染纳米技米技术第十九页，本课件共有20页第二十页，本课件共有20页