第一篇：畢業(yè)論文 納米Fe3O4粒子的制備及其表面改性研究進(jìn)展

納米Fe3O4粒子的制備及其表面改性研究進(jìn)展

摘要：Fe3O4納米粒子應(yīng)用廣泛，它的合成有球磨法、高溫分解法、沉淀法、水熱法、微乳液法、溶膠-凝膠法、生物模板合成法、微波水熱法等。本文主要綜述了以上的各種合成方法和它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以及對(duì)他的改性方法做了簡(jiǎn)單的歸納，主要有表面化學(xué)法、溶膠-凝膠法、沉淀反應(yīng)法及靜電自組裝等。

關(guān)鍵字： 納米Fe3O4

磁性

合成改性

Research Progres s on Preparation andSurface Modification of Fe3O4 Magnetic

Nano-particles Wang weijun

Abstract: Fe3O4 nanoparticles widely, it is the synthesis method of ball mill, high temperature decomposition, precipitation, hydrothermal synthesis, microemulsion, sol-gel, biological template synthesis, microwave hydrothermal method.This paper mainly introduces the synthesis methods and their respective advantages and disadvantages, and the modification methods for his brief, basically have apparent velocity, sol-gel, reaction method and electrostatic self-assembly.Key words: Fe3O4 nanotechnology magnetic

synthesis

modified 前言：納米科技的發(fā)展，為各種材料的研究開(kāi)辟了新的領(lǐng)域?，F(xiàn)如今，各種各樣的納米材料已經(jīng)自相關(guān)領(lǐng)域得到了充分的應(yīng)用，也充分肯定了納米材料的價(jià)值。所以，新型納米材料的發(fā)展已成為現(xiàn)代社會(huì)的必需，具有很大的發(fā)展前景。納米Fe3O4有顆粒粒徑小、比表面積很高、磁敏等特性，在生物分離[1-2]、靶向物[3-5]、腫瘤磁熱療[6-7]以及免疫檢測(cè)[8-9]等領(lǐng)域具有很廣泛的應(yīng)用。所以，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子的制備及一些特性的研究及總結(jié)對(duì)我國(guó)一些相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展有指導(dǎo)意義，也對(duì)參與的一些研究人員提供方便。本文以下就對(duì)納米Fe3O4粒子的制備以及改性做一簡(jiǎn)述。1 納米Fe3O4 粒子的制備 1.1固相合成法 1.1.1 球磨法[10]

可分為普通球磨法和高能球磨法兩類(lèi)。普通球磨法是指在球磨機(jī)中，將粒度為幾十微米的Fe3O4粗顆粒通過(guò)鋼球之間或鋼球與研磨罐內(nèi)壁之間的撞擊，將其破碎成細(xì)顆粒。高能球磨法是利用高能球磨機(jī)對(duì)原料進(jìn)行機(jī)械合金化，把原料合成納米尖晶石型鐵氧體。球磨法產(chǎn)物晶粒尺寸不均勻，易引入雜質(zhì)。1.1.2高溫分解法

高溫分解鐵有機(jī)物法是將鐵前驅(qū)體(如Fe(CO)

5、Fe(CuP)3 等)高溫分解產(chǎn)生鐵原子，再由鐵原子生成鐵納米粒子，將鐵納米粒子控制氧化得到氧化鐵。這種方法制得的納米粒子結(jié)晶度高、粒徑可控且分布很窄[11]。竇永華等[12]采用高溫有機(jī)前驅(qū)體分解的方法，以Fe(acac)3 為前驅(qū)體制備出了單分散性較好的Fe3O4 納米粒子，平均粒徑為(6.4±0.9)nm，而且通過(guò)這些粒子的自組裝還得到了排列規(guī)整的單層及多層的有序結(jié)構(gòu)。1.2 液相合成法

1.2.1 沉淀法

沉淀法包括共沉淀法、氧化沉淀法、還原沉淀法、交流電沉淀法和絡(luò)合物分解法等[13]。共沉淀法因具有產(chǎn)率高、成本低等特點(diǎn)，制備中應(yīng)用較多，但該方法制備過(guò)程復(fù)雜，所制的的產(chǎn)物易團(tuán)聚、氧化。張?chǎng)蔚萚14]采用共沉淀法，在Fe3+ 和Fe2+ 溶液物質(zhì)的量比為1∶

1、反應(yīng)溫度為30 ℃的條件下制備的Fe3O4 粒徑在20 nm 以?xún)?nèi)。Wu Jun-Hua 等[15]研究反應(yīng)溫度對(duì)納米Fe3O4 粒徑的影響，20 ℃和80 ℃時(shí)得到的粒徑最小大約為2～4 nm。共沉淀法最大的難題是如何分散生成納米Fe3O4粒子并使其不團(tuán)聚。為此許多學(xué)者通過(guò)在Fe3O4 粒子生成后加入表面活性劑包覆微粒表面等手段對(duì)共沉淀法進(jìn)行了改進(jìn)，以達(dá)到減少團(tuán)聚的目的。程海斌等人[16]采用改進(jìn)共沉淀法以十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)為表面活性劑制得的納米Fe3O4復(fù)合粒子能在更寬的pH 值范圍(1～9)內(nèi)穩(wěn)定分散。共沉淀法生成的納米Fe3O4粒子極不穩(wěn)定，其穩(wěn)定性與pH值成反比，在強(qiáng)堿性介質(zhì)中靜置時(shí)立即發(fā)生聚沉，隨著pH 值降低，穩(wěn)定性有所提高，但靜置幾分鐘后都會(huì)析出沉淀。1.2.2 水熱合成法

該法利用高溫高壓下某些氫氧化物在水中的溶解度大于對(duì)應(yīng)的氧化物在水

中的溶解度的特點(diǎn)，因此當(dāng)氫氧化物溶入水時(shí)同時(shí)析出相應(yīng)氧化物納米粒子。劉奕等[17 ]以FeSO4·7H2O、(NH4)2 Fe(SO4)2·6H2O 和NaOH、NH3·H2O 為原料，以KC1O4 與KNO3 為氧化劑，采用水熱合成法在110℃反應(yīng)14h，成功合成了立方相的六方片狀Fe3O4 納米晶以及Fe3O4 單晶納米棒，其中Fe3O4 單晶納米棒的直徑為60nm，長(zhǎng)度為介于0175～1175um，其飽和磁化強(qiáng)度為39154emu/ g。Chen D 等[18] 用N2 做作為環(huán)境氣體，F(xiàn)e(OMOE)2在MOE 中回流4 h，再在磁攪拌下加入一定量MOE 與H2O 的混合溶液，得到的懸浮物在水熱釜中反應(yīng)得到了不同粒徑的Fe3O4納米顆粒。周小麗等[19] 采用氯化亞鐵(FeC12·4H2O)，氯化鐵(FeC13·6H2O)，Na2SO3，H2O2，NaOH，水合肼等為原料，用水熱合成法成功制備了磁性Fe3O4 納米顆粒。并研究了不同的表面活性劑、氧化劑對(duì)合成過(guò)程的影響。該法的優(yōu)點(diǎn)是可直接生成氧化物，避免了一般液相合成法需要經(jīng)過(guò)煅燒轉(zhuǎn)化為氧化物這一步驟，大大地降低硬團(tuán)聚。1.2.3 微乳液法[20]

由表面活性劑、油相、水相及助溶劑等在適當(dāng)比例下形成油包水(W/O)或水包油(O/W)型微乳液，反應(yīng)僅限于微乳液滴這一微型反應(yīng)器內(nèi)部，粒子的粒徑受到水核的控制，且可有效避免粒子之間的進(jìn)一步團(tuán)聚。因而得到粒徑分布窄、形態(tài)規(guī)則、分散性能好的納米粉體。同時(shí)，可以通過(guò)控制微乳液液滴中水的體積及各種反應(yīng)物的濃度來(lái)控制成核、生長(zhǎng)，以獲得各種粒徑的單分散納米粒子。用微乳液法制備的納米磁性Fe3O4粒徑均勻、粒徑較小、分散性好且多為球形。但該法耗用大量乳化劑，產(chǎn)率低，因此價(jià)格昂貴，不適于大量生產(chǎn)。1.2.4 水解法[21]

水解法可以分為兩種：一種是Massart 法，另一種為滴定水解法。而我們一般說(shuō)的水解法多指是滴定水解法。水解法對(duì)設(shè)備的要求低，反應(yīng)可以在較為溫和的條件下進(jìn)行，所用的原材料為廉價(jià)的無(wú)機(jī)鹽，工藝流程簡(jiǎn)單，反應(yīng)產(chǎn)物純度高，粒子分散性比較好。在一定程度上解決了團(tuán)聚問(wèn)題。但該方法在制備過(guò)程中要求考慮影響粉末粒徑和磁學(xué)性能的因素較多(如反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、沉淀劑濃度與加入速度、攪拌情況和pH值等)，使得對(duì)實(shí)驗(yàn)的工藝參數(shù)必須嚴(yán)格控制。邱星屏[22]采用滴定水解及Massart 合成法分別制備了直徑在8nm

左右的Fe3O4 納米粒子，透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，由滴定水解法制備的Fe3O4 納米粒子主要為球形，粒子大小比較均勻，而由Massart 法制備得到的Fe3O4 納米粒子則呈現(xiàn)從球形到立方形的多種形態(tài)，并且粒徑分布寬。Zhongbing Huang 等[23]采用水解法制備Fe3O4 納米粒子粒徑大約為10 nm，粒徑分布窄。

1.2.5 溶膠-凝膠法

利用金屬醇鹽水解和聚合反應(yīng)制備金屬氧化物或金屬氫氧化物的均勻溶膠，再濃縮成透明凝膠，經(jīng)干燥、熱處理得到氧化物超微粉。婁敏毅等[24]將超聲分散后的納米級(jí)Fe3O4 磁性粒子加入濃聚SiO2溶膠中, 與丙酮、去離子水、氨水混合形成油包水型乳液, 最后經(jīng)過(guò)溶劑置換、洗滌和熱處理, 制備了粒徑主要分布在20 nm 左右、單分散的球形磁性微球, 并且表現(xiàn)出良好的超順磁性和磁響應(yīng)性。該研究的特色在于采用了酸堿兩步催化法,利用兩種催化法的各自特點(diǎn), 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ), 同時(shí)將溶膠-凝膠法與乳液成球技術(shù)相結(jié)合, 解決了SiO2 磁性微球球形度不好的問(wèn)題。該方法可在低溫下制備純度高、粒徑均勻、化學(xué)活性大的單組分或多組分分子級(jí)混合物，以及可制備傳統(tǒng)方法不能或難以制得的產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)，而使其得到了廣泛的應(yīng)用。但前驅(qū)體的金屬醇鹽毒性大、對(duì)痕量的水分敏感且價(jià)格昂貴。1.2.6 生物模板合成法

由于DNA 結(jié)合蛋白、小熱激蛋白、李斯特細(xì)菌、鐵蛋白等內(nèi)部是空穴結(jié)構(gòu)，可利用它們作為模板合成磁性納米Fe3O4 粒子。例如，鐵蛋白空穴內(nèi)徑為8nm，外徑為12nm，DNA 結(jié)合蛋白空穴內(nèi)徑為6nm，外徑為9nm。煙草花葉病毒空穴內(nèi)徑為8nm，外徑為12nm。利用這些空穴結(jié)構(gòu)，研究者們成功合成了納米Fe3O4 粒子。1.2.7 微波水熱法

微波水熱法于1992 年被美國(guó)賓州大學(xué)的ROYR[25]提出。微波水熱法制備微細(xì)粉體是用微波場(chǎng)作為熱源，反應(yīng)介質(zhì)在特制的、能通過(guò)微波場(chǎng)的耐壓反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)，在微波輻射作用下，極性分子接受微波輻射能量后，偶極子以數(shù)億次每秒的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱效應(yīng)。由于微波水熱法具有加熱速度快、反應(yīng)靈

敏、受熱體系均勻等特點(diǎn)，使其能快速制備粒徑分布窄、形態(tài)均一的納米粒子。因此微波水熱法在制備超細(xì)粉體方面具有巨大的潛在研究?jī)r(jià)值。研究者海巖冰等[26]用微波爐8 s 就可以制備出平均粒度為30 nm 的Fe3O4 納米粒子，產(chǎn)率到達(dá)90%，同時(shí)具有良好的分散性。1.2.8 氧化法[27]

氧化法是制備超細(xì)Fe3O4的最常用方法，是將一定濃度的鐵鹽及堿液，經(jīng)混合沉淀生成Fe(OH)2，恒溫下通空氣攪拌，將Fe(OH)2中Fe2+部分氧化成Fe3+而直接獲得Fe3O4微粉，但合成的Fe3O4粒度均勻性還有待于進(jìn)一步解決。2 納米Fe3O4 粒子的表面改性

由于制備的Fe3O4粒子容易團(tuán)聚、容易被氧化，或者在某些方面不夠完善，在使用時(shí)需對(duì)其表面進(jìn)行改性，有目的地改變粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面疏水性、化學(xué)吸附和反應(yīng)特性等。常用的表面改性方法如下：

2.1 表面化學(xué)改性法

利用表面化學(xué)方法，如有機(jī)物分子中的官能團(tuán)在Fe3O4粒子表面的吸附或化學(xué)反應(yīng)對(duì)粒子表面進(jìn)行局部包覆使其表面有機(jī)化，從而達(dá)到表面改性，這是目前Fe3O4粒子表面改性的主要方法。表面化學(xué)改性所用的表面改性劑多為陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑和帶有官能團(tuán)的有機(jī)聚合物。油酸、月桂酸、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等陰離子表面活性劑，是其帶負(fù)電的極性端借助庫(kù)侖力與 Fe3O4所帶正電荷相互吸引而在粒子表面吸附。聚乙二醇等非離子型表面活性劑在水中不電離，對(duì)Fe3O4粒子表面的吸附主要是通過(guò)范德華力和氫鍵的形式進(jìn)行。而有機(jī)聚合物多是通過(guò)分子中的官能團(tuán)與Fe3O4粒子表面形成化學(xué)鍵結(jié)合，如硅烷是通過(guò)其水解后的羥基與粒子表面富含的羥基脫水結(jié)合，聚(丙烯酸-丙烯酸羥乙酯)則是通過(guò)羧基與粒子表面形成配位鍵結(jié)合。2.2 沉淀反應(yīng)改性法

沉淀反應(yīng)改性是指通過(guò)無(wú)機(jī)化合物在Fe3O4粒子表面進(jìn)行沉淀反應(yīng)形成包覆層，從而改善其抗氧化性、分散性等。張冠東等[28]對(duì)共沉淀得到的Fe3O4納米粒子在硅酸鈉溶液中進(jìn)行酸化處理，獲得了表面包覆SiO2層的核殼結(jié)構(gòu)的磁

性粒子。由于SiO2的位阻作用，限制了Fe3O4微晶的團(tuán)聚和繼續(xù)生長(zhǎng)，使Fe3O4核分散在產(chǎn)物中保持較小的晶粒尺寸，包覆產(chǎn)物表現(xiàn)出超順磁性，同時(shí)提高了磁性組分的耐候性。2.3 溶膠-凝膠法改性

溶膠-凝膠過(guò)程指無(wú)機(jī)前驅(qū)體通過(guò)各種反應(yīng)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。SiO2是溶膠-凝膠法改性Fe3O4中應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)表面和界面性質(zhì)的表面修飾劑。該方法通常是采用正硅酸乙酯為原料，通過(guò)優(yōu)化水解條件在Fe3O4粒子表面包覆一層SiO2，提高Fe3O4粒子的穩(wěn)定性。婁敏毅等[24]將超聲分散后的納米級(jí)Fe3O4磁性粒子加入濃聚SiO2溶膠中，與丙酮、去離子水、氨水混合形成油包水型乳液，最后經(jīng)過(guò)溶劑置換、洗滌和熱處理，制備了粒徑主要分布在20!m左右、單分散的球形磁性微球，并且表現(xiàn)出良好的超順磁性和磁響應(yīng)性。該研究的特色在于采用了酸堿兩步催化法，利用兩種催化法的各自特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)將溶膠-凝膠法與乳液成球技術(shù)相結(jié)合，解決了SiO2磁性微球球形度不好的問(wèn)題。

2.4 靜電自組裝改性

靜電自組裝，又稱(chēng)層層自組裝或逐層自組裝，是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新型的粒子自組裝的方法，它為合成新型、穩(wěn)定和功能化的核殼式微球提供了新的選擇，并且技術(shù)簡(jiǎn)便易行，無(wú)須特殊裝置，通常以水為溶劑。因此，備受?chē)?guó)內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。運(yùn)用這種技術(shù)，將復(fù)合式的殼層通過(guò)層層吸附組裝在固相粒子上，可以制備出新型的復(fù)合式的核-殼材料，其殼層可以是單一組分的無(wú)機(jī)物或聚合物，也可以是組分不同的混雜式的無(wú)機(jī)物殼層或無(wú)機(jī)物/聚合物混雜層。它使各種結(jié)構(gòu)的材料可以組裝在極性底物上，或是固相的粒子上，從而使更多組分可以組成復(fù)合材料，為研究新型材料提供了新的合成路線。3 展望

納米Fe3O4 作為一種磁性粒子，在各種材料領(lǐng)域中起著不可替代的作用。故而納米Fe3O4的發(fā)展成了當(dāng)今社會(huì)的必然?？v觀上述的幾種制備和改性的方法，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)。在制備中，現(xiàn)階段用的最廣泛的當(dāng)屬共沉淀法，可共沉

淀法制得的粒子很不穩(wěn)定、易團(tuán)聚。所以，發(fā)展更好的制備方法成了納米Fe3O4研究的重點(diǎn)。在改性方面，根據(jù)不同的使用，有不同的改性方法，以達(dá)到較專(zhuān)業(yè)、高性能的效果。

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在我完成論文期間，得到了導(dǎo)師王彥博老師的精心指導(dǎo)。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)工作一絲不茍。其嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范、平易近人的人格魅力令我倍感溫馨。我無(wú)法用準(zhǔn)確生動(dòng)的語(yǔ)言來(lái)淋漓盡致地描述自己的真實(shí)感受，只好將它深深地埋在心底，化作一道虔誠(chéng)的祝福：愿導(dǎo)師合家歡樂(lè)，一生平安！

在即將畢業(yè)離校之際，首先，我要感謝我的父母，母親的和藹善良，父親的堅(jiān)強(qiáng)拼搏，對(duì)我影響至深，給了我最強(qiáng)有力的鼓勵(lì)和支持，教會(huì)我如何做人，如何處世。再多的言語(yǔ)也難表達(dá)我對(duì)他們的感謝和愛(ài)…….祝福我的父母永遠(yuǎn)健康快樂(lè)！

其次，我要感謝生化學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和輔導(dǎo)員老師，他們的關(guān)心和培養(yǎng)使我從一個(gè)不懂世事的少年成長(zhǎng)為一名堅(jiān)強(qiáng)的、積極向上的青年，感謝他們對(duì)我的支持和培養(yǎng)，為我今后的人生旅程打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)也感謝生化學(xué)院的專(zhuān)業(yè)課老師，他們精心教授使我學(xué)會(huì)了大量的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，終身受益！

最后，我要感謝06級(jí)化學(xué)4班的全體同學(xué)以及06級(jí)的所有朋友們、特別是我的室友對(duì)我的支持和幫助，你們是群風(fēng)華正茂的有志青年，你們永遠(yuǎn)是我高歌猛進(jìn)的力量之源。

我愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)和研究過(guò)程中，以更加豐厚的成果來(lái)答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持過(guò)我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友。

王維軍

2010年5月10日

第二篇：金屬納米材料制備技術(shù)的研究進(jìn)展

金屬納米材料制備技術(shù)的研究進(jìn)展

摘要：本文從金屬納米材料這一金屬材料重要分支進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，其中重點(diǎn)講述了強(qiáng)行塑性變形及膠束法制備納米材料，并分析了金屬納米材料的現(xiàn)狀及對(duì)今后的展望。

關(guān)鍵字：晶粒細(xì)化；強(qiáng)烈塑性變形；膠束法；塊狀納米材料

引言：

金屬材料是指金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱(chēng)。包括金屬、合金、金屬間化合物和特種金屬材料等。人類(lèi)文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步同金屬材料關(guān)系十分密切。繼石器時(shí)代之后出現(xiàn)的銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代，均以金屬材料的應(yīng)用為其時(shí)代的顯著標(biāo)志。

現(xiàn)代，種類(lèi)繁多的金屬材料已成為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。同時(shí)，人類(lèi)文明的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)金屬材料的服役性能提出了更高的要求，各國(guó)科學(xué)家積極投身于金屬材料領(lǐng)域，向金屬材料的性能極限不斷逼近，充分利用其為人類(lèi)服務(wù)。

一種嶄新的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，往往需要新材料的支持。例如，人們?cè)缇椭绹姎馐胶娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)比螺旋槳航空發(fā)動(dòng)機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，但由于沒(méi)有合適的材料能承受?chē)娚涑鋈細(xì)獾母邷兀沁@種理想只能是空中樓閣，直到1942年制成了耐熱合金，才使噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的制造得以實(shí)現(xiàn)。

1金屬納米材料的提出

從目前看，提高金屬材料性能的有效途徑之一是向著金屬結(jié)構(gòu)的極端狀態(tài)發(fā)展:一方面認(rèn)為金屬晶界是薄弱環(huán)節(jié),力求減少甚至消除晶界,因此發(fā)展出了單晶與非晶態(tài)合金;另一方面使多晶體的晶粒細(xì)化到納米級(jí)(一般<100 nm,典型為10 nm左右)[1]。細(xì)化晶粒是金屬材料強(qiáng)韌化的重要手段之一,它可以有效地提高金屬材料的綜合力學(xué)性能,尤其是當(dāng)金屬材料的晶粒尺寸減小到納米尺度時(shí),金屬表現(xiàn)出更加優(yōu)異的力學(xué)性能[2]。因此,金屬材料晶粒超細(xì)化/納米化技術(shù)的發(fā)展備受人們關(guān)注,一系列金屬納米材料的制備技術(shù)相繼提出并進(jìn)行了探索,包括電沉積法、濺射法、非晶晶化法、強(qiáng)烈塑性變形法(Severe Plastic Deformation, SPD)、[3]粉末冶金法以及熱噴涂法等。

金屬納米材料是指三維空間中至少有一維處于納米尺度或由它們作為基本單元構(gòu)成的金屬材料。若按維數(shù)，納米材料的基本單元可分為(類(lèi)：一是零維。指在空間三維尺度均在納米尺度，如納米粉體、原子團(tuán)簇等；二是一維。指在空間有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米棒、納米管等；三是二維。指在三維空間中有一維處于納米尺度，如超薄膜、多層膜及超晶格等。超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會(huì)迅速氧化而燃燒。利用表面活性，金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎┖唾A氣材料以及低熔點(diǎn)材料[4]。金屬納米顆粒表現(xiàn)出許多塊體材料所不具備的優(yōu)越性質(zhì),可用于催化、光催化、燃料電池、化學(xué)傳感、非線性光學(xué)和信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域。

以金金屬具體來(lái)說(shuō)，與塊狀金不同，金納米粒子的價(jià)帶和導(dǎo)帶是分開(kāi)的。當(dāng)金粒子尺寸足夠小時(shí)，會(huì)產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)，引起金納米粒子向絕緣體轉(zhuǎn)化，并形成不同能級(jí)間的駐電子波。若其能級(jí)間隔超出一定的范圍并發(fā)生單電子躍遷時(shí)，將表現(xiàn)出特殊的光學(xué)和電子學(xué)特性，這些性質(zhì)在晶體管、光控開(kāi)關(guān)、傳感器方面都有其潛在的應(yīng)用前景。是因?yàn)榻鸺{米粒子的特殊性質(zhì)，使其在生物傳感器、光化學(xué)與電化學(xué)催化、光電子器件等領(lǐng)域有著極其廣闊的應(yīng)用前景。近幾年來(lái)，基于金納米粒子在發(fā)生吸附后其表面等離子共振峰會(huì)發(fā)生紅移這一性質(zhì)，對(duì)擔(dān)載金納米粒子的DNA及糖類(lèi)分子進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其在免疫、標(biāo)定、示蹤領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。此外，金納米粒子作為一種新型催化劑在催化氧化反應(yīng)中有著很高的催化活性，而擔(dān)載金納米粒子后，TiO2薄膜的光催化活性極大提高[5]。

2金屬納米材料的制備技術(shù)

如今，金屬納米材料的制備技術(shù)已趨于多樣化發(fā)展，按不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)具有不同的分類(lèi)方法。其中基本的可分為物理法，化學(xué)法及其他方法，物理法大致包括粉碎法和構(gòu)筑法，化學(xué)法由氣相反應(yīng)法和液相法。物料的基本粉碎方式是壓碎、剪碎、沖擊粉碎和磨碎。常借助的外力有機(jī)械力、流能力、化學(xué)能、聲能、熱能等。一般的粉碎作用力都是幾種力的組合，如球磨機(jī)和振動(dòng)磨是磨碎和沖擊粉碎的組合；雷蒙磨是壓碎、剪碎和磨碎的組合；氣流磨是沖擊、磨碎與剪碎的組合。構(gòu)筑法是由小極限原子或分子的集合體人工合成超微粒子。

氣相法制備金屬納米微粒，主要有氣相冷凝法、活性氫—熔融金屬反應(yīng)法、濺射法、流動(dòng)液面上真空蒸鍍法、通電加熱蒸發(fā)法、混合等離子法、激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法、爆炸絲法、化學(xué)氣相凝聚法和燃燒火焰—化學(xué)氣相凝聚法。

液相法制備金屬納米微粒，主要有沉淀法、噴霧法、水熱法、溶劑揮 發(fā)分解法、溶膠—凝膠法、輻射化學(xué)合成法。此外還包括物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學(xué)沉積、溶液的熱分解和沉淀等。

2.1塊體材料制備

金屬納米塊體材料制備加工技術(shù):兩種大塊金屬納米材料的制備方法[6]-[8]。第一種是由小至大，即兩步過(guò)程，先由機(jī)械球磨法、射頻濺射、溶膠—凝膠法、惰性氣體冷凝法等工藝制成納米顆粒，再由激光壓縮、原位加壓、熱等靜壓或熱壓制成大塊金屬納米材料。凡能獲得納米粉末的方法一般都會(huì)通過(guò)后續(xù)加工得到大塊金屬納米材料。第二種方法為由大變小，是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產(chǎn)生相或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機(jī)械球磨、嚴(yán)重塑性形變、滑動(dòng)磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。使大塊非晶變成大塊納米晶材料或利用各種沉積技術(shù)獲得大塊金屬納米材料。

大塊金屬納米材料制備技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量大及適應(yīng)范圍寬，能獲得樣品界面清潔且無(wú)微孔的大尺寸納米材料制備技術(shù)。其發(fā)展方向是直接晶化法。實(shí)際上今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)塊狀納米晶樣品制備仍以非晶晶化法和機(jī)械合金化法為主[4]?，F(xiàn)在需要克服的是機(jī)械合金化中微孔隙的大量產(chǎn)生，亦應(yīng)注意其帶來(lái)的雜質(zhì)和應(yīng)力的影響。今后納米材料制備技術(shù)的研究重點(diǎn)將是高壓高溫固相淬火，脈沖電流及深過(guò)冷直接晶化法和與之相關(guān)的復(fù)合塊狀納米材料制備及研究工作。

2.2 強(qiáng)烈塑性變形法（SPD技術(shù)）

強(qiáng)烈塑性變形法（SPD技術(shù)）是在不改變金屬材料結(jié)構(gòu)相變與成分的前提下,通過(guò)對(duì)金屬材料施加很大的剪切應(yīng)力而引入高密度位錯(cuò),并經(jīng)過(guò)位錯(cuò)增殖、運(yùn)動(dòng)、重排和湮滅等一系列過(guò)程,將平均晶粒尺寸細(xì)化到1μm以下,獲得由均勻等軸晶組成、大角度晶界占多數(shù)的超細(xì)晶粒金屬材料的一種工藝方法[9]。SPD是一種致力材料納米化的方法,其特點(diǎn)是利用劇烈塑性變形的方式,在較低溫度下(一般<0.4Tm, Tm為金屬熔點(diǎn))使常規(guī)金屬材料粗晶整體細(xì)化為大角晶界納米晶,無(wú)結(jié)構(gòu)相變與成分改變,其主要的變形方式是剪切變形。它不僅是一種材料形狀加工的手段,而且可以成為獨(dú)立改變材料內(nèi)部組織和性能的一種技術(shù),在某些方面,甚至超過(guò)熱處理的功效。它能充分破碎粗大增強(qiáng)相,尤其是在促使細(xì)小顆粒相均勻分布時(shí)比普通軋制、擠壓效果更好,顯著提高金屬材料的延展性和可成形性。在應(yīng)用方面,到目前為止,通過(guò)SPD法取得了純金屬、合金鋼、金屬間化合物、陶瓷基復(fù)合材料等的納米結(jié)構(gòu),而且投入了實(shí)際應(yīng)用并獲得了認(rèn)可[3]。譬如,通過(guò)SPD法制備的納米Ti合金活塞,已用于小型內(nèi)燃機(jī)上;通過(guò)SPD法制備的納米Ti合金高強(qiáng)度螺栓,也已廣泛應(yīng)用于飛機(jī)和宇宙飛船上。這些零件可以滿足高強(qiáng)度、高韌性、較高的疲勞性能的要求,從而大大提高了使用壽。

經(jīng)過(guò)近年的快速發(fā)展,人們對(duì)采用SPD技術(shù)制備金屬納米/超細(xì)晶材料已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。但是,不管是何種SPD法制備納米材料,目前,還處在工藝可行性分析及材料局部納米化的實(shí)驗(yàn)探索階段,存在諸如成形效率低、變形過(guò)程中出現(xiàn)疲勞裂紋、工件尺寸小、顯微組織不均勻、材料納米化不徹底等問(wèn)題,對(duì)SPD制備納米/超細(xì)晶金屬材料的成形機(jī)理沒(méi)有統(tǒng)一的定論。

2.3膠束法

膠束法是控制金屬納米顆粒形狀的另一個(gè)重要方法[10]。膠束以一小部分增溶的疏水物質(zhì)或親水物質(zhì)形式存在。如果表面活性劑的濃度進(jìn)一步增大,增溶程度會(huì)相應(yīng)提高。膠束尺寸可增大到一定的范圍,此時(shí)膠束尺寸比表面活性劑的單分子層厚度要大很多,這是因?yàn)閮?nèi)池中的水或者油的量增大的緣故。如果表面活性劑的濃度進(jìn)一步增大,膠束則會(huì)被破壞而形成各種形狀,這也為合成不同形狀的納米粒子提供了可能。合成各種形貌的金屬納米顆粒的方法還包括高溫分解法、水熱法、氣相沉積法、電化學(xué)法等。其中,高溫分解法是在高溫下分解前驅(qū)體;水熱法是一種在高溫高壓下從過(guò)飽和水溶液中進(jìn)行結(jié)晶的方法;氣相沉積法是將前驅(qū)體用氣體帶入反應(yīng)器中,在高溫襯底上反應(yīng)分解形成晶體。這3種方法均可以得到純度高、粒徑可控的納米粒子,但是制備工藝相對(duì)復(fù)雜,設(shè)備比較昂貴。電化學(xué)方法中可采用石墨、硅等作陰極材料,在水相中還原制備不同金屬納米顆粒,也可采用模板電化學(xué)法制備金屬納米管、納米線等不同形貌的納米材料。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單,但目前還沒(méi)有大規(guī)模合成方面的應(yīng)用。

2.4雙模板法制納米點(diǎn)陣[11]

采用先后自組裝、沉積和溶解的方法，制成2種模板，然后在其中空球模板中電化學(xué)沉積得到納米粒子點(diǎn)陣，溶去另外一種模板后得到納米粒子點(diǎn)陣。這是目前獲得粒子均勻排列有序納米粒子點(diǎn)陣的最有效的方法，關(guān)鍵是如何控制粒子的大小和獲得較窄且均勻的粒度分布。

3金屬納米材料的現(xiàn)狀分析

納米技術(shù)在生產(chǎn)方式和工作方式的變革中正在發(fā)揮重要作用，它對(duì)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)繁榮、國(guó)家安定和人類(lèi)生活質(zhì)量的提高所產(chǎn)生的影響無(wú)法估量。鑒于納米技術(shù)及納米材料特別是金屬納米材料在未來(lái)科技中的重要地位及產(chǎn)業(yè)化的前景一片光明，目前世界上各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視金屬納米材料，從戰(zhàn)略高度部署納米技術(shù)研究，以提高未來(lái)10年至20年在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)能力。

諾貝爾獎(jiǎng)獲得者羅雷爾說(shuō)過(guò)：20世紀(jì)70年代重視微米研究的國(guó)家如今都成為發(fā)達(dá)國(guó)家，現(xiàn)今重視納米技術(shù)和納米材料的國(guó)家極可能成為下世紀(jì)的先進(jìn)國(guó)家。最近美國(guó)在國(guó)家科學(xué)技術(shù)理事會(huì)的主持下，提出“國(guó)家納米技術(shù)倡議”：納米技術(shù)將對(duì)21世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)、國(guó)防和社會(huì)產(chǎn)生重大影響，可能與信息及生物技術(shù)一樣，引導(dǎo)下一個(gè)工業(yè)革命，應(yīng)該置其于科技的最優(yōu)先位置。世界各國(guó)制定納米技術(shù)和納米材料的戰(zhàn)略是：以未來(lái)的經(jīng)濟(jì)振興和國(guó)家的實(shí)際需求為目標(biāo)，牽引納米材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究；組織多學(xué)科的科技人員交叉創(chuàng)舉，重視基礎(chǔ)和應(yīng)用研究的銜接，重視技術(shù)集成；重視納米材料和技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)品，提高高技術(shù)含量，同時(shí)部署納米技術(shù)和納米材料在環(huán)境、能源和信息等重要領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。我國(guó)納米技術(shù)和納米材料始于20世紀(jì)80年代末?！鞍宋濉逼陂g，納米材料科學(xué)列入國(guó)家攀登項(xiàng)目。納米材料的應(yīng)用研究自1996年以后在準(zhǔn)一維納米絲納米電纜的制備等幾個(gè)方面取得了重大成果。我國(guó)約有1萬(wàn)人從事納米研究與發(fā)展，擁有20多條生產(chǎn)能力在噸級(jí)以上的納米材料粉體生產(chǎn)線。生產(chǎn)的納米金屬與合金的種類(lèi)有：銀、鈀、銅、鐵、鈷、鎳、鋁、鉭、銀-銅合金、銀-錫合金、銦-錫合金、銅-鎳合金、鎳-鋁合金、鎳-鐵合金、鎳-鈷合金[4]。

4結(jié)束語(yǔ)及展望

隨著金屬納米科技的發(fā)展,金屬納米材料的制備已日漸成熟,并廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)方面，金屬納米科學(xué)也將成為受人矚目的學(xué)科。但目前還存在一些不足，如在對(duì)復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與機(jī)理的探索、金屬納米材料的規(guī)?；a(chǎn)與應(yīng)用等方面還需要我們進(jìn)行更加深入和系統(tǒng)的研究。不過(guò)，我們有理由相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，上述金屬納米材料化學(xué)制備的新技術(shù)和新方法將會(huì)得到不斷創(chuàng)新與發(fā)展完善并將產(chǎn)生新的突破，它們將極大地推動(dòng)金屬納米材料的規(guī)模制備與廣泛實(shí)際應(yīng)用，并最終在不久的將來(lái)產(chǎn)生較大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

今后金屬納米的發(fā)展趨勢(shì)： 1在制備方面，大量的新方法、新工藝不斷出現(xiàn)，希望找到產(chǎn)量大、成本低、無(wú)污染、尺寸可控的制備方法，為產(chǎn)業(yè)化服務(wù)。

2實(shí)用化研究提到日程上，出現(xiàn)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用并行發(fā)展的問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)金屬材料進(jìn)行納米改性，以期獲得優(yōu)良性能。

3日益體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。納米結(jié)構(gòu)材料的研究不僅依賴(lài)于物理、化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，而且同電子學(xué)、生物學(xué)、測(cè)量學(xué)等產(chǎn)生越來(lái)越緊密的聯(lián)系。

參考文獻(xiàn)：

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第三篇：高分子材料改性用金紅石型納米Tio的制備及表征論文

創(chuàng)先職稱(chēng)論文發(fā)表網(wǎng) 004km.cn 高分子材料改性用金紅石型納米Tio的制備及表征論文

摘要：金紅石型納米Tio:作為一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)紫外光屏蔽劑和吸收劑，不僅能散射進(jìn)入材料內(nèi)部的紫外光，而且還可通過(guò)電子躍遷有效吸收紫外光能量，在高分子材料的耐紫外光老化改性領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用。然而，納米TIO:顆粒表面易吸收大量經(jīng)基而顯親水性，導(dǎo)致其與大多數(shù)高分子材料相容性差，容易產(chǎn)生聚集和分相。因此，為提高納米TIO:在高分子材料中的分散性，納米TIOZ 的表面修飾已成為該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。本文針對(duì)當(dāng)前納米Tio:粉體先分散再修飾工藝存在的分散及修飾效果不佳的問(wèn)題，提出在低溫下制備金紅石型納米 TIOZ，并在其制備過(guò)程后期引入有機(jī)表面改性劑進(jìn)行表面修飾，確保金紅石型納米TIOZ制備和修飾的連續(xù)進(jìn)行，從而減少傳統(tǒng)納米粉體修飾前的預(yù)分散過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)納米TIO:一次粒子的表面修飾，提高納米TIO:在聚丙烯高分子材料中的分散性(高分子材料改性)。

關(guān) 鍵 詞:高分子材料;耐紫外光老化;金紅石表面修飾

自20世紀(jì)提出高分子材料概念以來(lái)，高分子材料在短短幾十年間已取得驚人的發(fā)展，在日常生活各個(gè)領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。然而，高分子材料長(zhǎng)期暴露于紫外光和含氧大氣中，高能量的紫外光可使高分子材料發(fā)生分子鏈斷裂或交聯(lián)，且伴隨著生成含氧基團(tuán)如酮、梭酸、過(guò)氧化物和醇，導(dǎo)致材料韌性和強(qiáng)度急劇下降，造成材料過(guò)早失效，不但在經(jīng)濟(jì)上受到很大損失，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，甚至因材料的失效分解造成對(duì)環(huán)境的污染。高分子材料的紫外光老化失效已成為高分子材料應(yīng)用研究所關(guān)注的重要問(wèn)題之一。高分子材料紫外光老化原理紫外光通過(guò)光子所攜帶的能量作用于高分子材料，激發(fā)分子鏈中活性基團(tuán)使其發(fā)生光解作用，在外界水或氧氣等物質(zhì)存在的條件下，發(fā)生光氧化作用，最終導(dǎo)致高分子材料的降解老化。不同的高分子材料對(duì)紫外光的敏感程度不同，芳香族聚合物，比如聚胺脂、聚碳酸脂、環(huán)氧樹(shù)脂等，由于分子中含有發(fā)色基團(tuán)對(duì)紫外光非常敏感，很容易受紫外光激發(fā)降解或光氧化;大部分的脂肪族聚合物和丙烯酸樹(shù)脂等，分子鏈中不含發(fā)色基團(tuán)，理論上是不會(huì)因吸收紫外光發(fā)生降解，但是在加工和制備過(guò)程中難免引入添加劑、雜質(zhì)等，因此在紫外光作用下仍會(huì)發(fā)生降解。除發(fā)色基團(tuán)外，高分子材料本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)、加工方法等也是其對(duì)紫外光敏感程度的影響因素。下面以最常用塑料之一的聚丙烯塑料受紫外光輻射發(fā)生降解為例，說(shuō)明高分子材料紫外光老化原理: 聚丙烯塑料的光降解老化分為光解作用和光氧化作用兩個(gè)過(guò)程。聚丙烯分子鏈中，叔碳容易受紫外光激發(fā)脫去活潑氫而形成自由基，這是聚丙烯分子鏈降解的初始活性中心。在氧氣存在條件下自由基發(fā)生氧化并攻擊其它分子鏈形成氫過(guò)氧化物。氫過(guò)氧化物不穩(wěn)定，自發(fā)重新排列形成撥基化合物。撥基化合物是新的活性中心，可吸收紫外光發(fā)生斷裂形成新的自由基對(duì)聚丙烯分子產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)破壞。因此，光氧降解老化的最終產(chǎn)物主要是撥基化合物，包括酮類(lèi)、醋類(lèi)和酸類(lèi)，當(dāng)然老化產(chǎn)物中經(jīng)基化合物(包括氫過(guò)氧化物和醇類(lèi))也會(huì)增加。高分子材料耐紫外光老化改性方法目前，提高高分子材料耐紫外光老化性能最方便、最經(jīng)濟(jì)的方法是添加光穩(wěn)定劑，光穩(wěn)定劑的種類(lèi)很多，按照作用機(jī)理可分為四大類(lèi)

自由基捕獲劑自由基捕獲劑也就是常用的受阻胺光穩(wěn)定齊((HALS)。它自身不吸收紫外光，但是可以通過(guò)捕獲激發(fā)態(tài)聚合物中的活性自由基、分解氫過(guò)氧化物，從而切斷光氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)起到保護(hù)高分子材料的作用。受阻胺光穩(wěn)定劑含堿性基團(tuán)使得它的應(yīng)用領(lǐng)域受到限制，特別是在一些含 第一章緒論酸性組分的高分子材料(如PVC、PC、PMMA等)中不能使用。雖然受阻胺的堿性較低(pH=4.4)，但是高溫加工過(guò)程中能分解成強(qiáng)堿性化合物，創(chuàng)先職稱(chēng)論文發(fā)表網(wǎng) 004km.cn 使聚合物在發(fā)生分解。因此受阻胺光穩(wěn)定劑被限制在不含酸性組合或在低溫下加工成型的聚合物中。

激發(fā)態(tài)碎滅劑這類(lèi)光穩(wěn)定劑本身不具吸收紫外光功能。它的作用是通過(guò)分子間的作用把激發(fā)態(tài)聚合物的能量去除。紫外光作用于高分子材料使其處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，為了防止它分解生成自由基對(duì)高分子材料產(chǎn)生進(jìn)一步的破壞，碎滅劑能夠從受激聚合物上將激發(fā)態(tài)消除使之回到低能狀態(tài)，從而避免了高分子材料的光解作用。目前使用最廣泛的碎滅劑主要是一些二價(jià)的有機(jī)鎳絡(luò)合物，它的有機(jī)部分是取代酚和硫代雙酚等。該類(lèi)物質(zhì)由于含鎳而顯綠色使其應(yīng)用場(chǎng)合受到限制，此外有機(jī)鎳絡(luò)合物熱穩(wěn)定性差，在加熱到時(shí)300℃會(huì)分解產(chǎn)生黑色物質(zhì)，更為重要的是生產(chǎn)和處理這類(lèi)光穩(wěn)定劑的過(guò)程中會(huì)排放出重金屬離子，對(duì)環(huán)境造成危害，因此已經(jīng)被很多國(guó)家禁止使用。

紫外光吸收劑這是目前使用最廣泛的一類(lèi)光穩(wěn)定劑，主要有鄰經(jīng)基二苯甲酮類(lèi)、苯并三哇類(lèi)、三傣類(lèi)、取代丙烯睛類(lèi)等。這類(lèi)光穩(wěn)定劑能夠選擇性地吸收高能紫外光，使自身分子處于激發(fā)態(tài)，然后通過(guò)自身分子內(nèi)部的氫鍵作用使得分子在吸光后發(fā)生共振，然后以較低的振動(dòng)能將所吸收的能量耗散并回到基態(tài)，從而起到保護(hù)高分子材料的作用。紫外光吸收劑多為小分子有機(jī)物，其分子能從試樣的中心向表面擴(kuò)散。在試樣的表面創(chuàng)門(mén)會(huì)因蒸發(fā)、濾出和光化學(xué)反應(yīng)的分解而被消耗。此外，紫外光吸收劑的吸光作用是隨光程的增加而增大，造成其最大的缺點(diǎn)就是只能對(duì)厚樣品才有好的保護(hù)作用，而對(duì)薄膜產(chǎn)品、纖維產(chǎn)品和高分子材料表面的保護(hù)則很有限。這類(lèi)光穩(wěn)定劑中最具前景的是一些半導(dǎo)體無(wú)機(jī)物，特別是金紅石型TIOZ 在整個(gè)紫外光譜內(nèi)都具有較強(qiáng)的吸光能力。光屏蔽劑光屏蔽劑是利用對(duì)紫外光不透明的物質(zhì)阻止紫外光進(jìn)入高分子材料內(nèi)部。通過(guò)在紫外光源和高分子材料之間建立一道屏障，使紫外光在照射到高分子材料之前就受到吸收或散射，從而對(duì)高分子材料起到保護(hù)作用。這類(lèi)物質(zhì)主要是炭黑、鐵白粉等其它有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料。由于顏料具有染色性而使它的使用場(chǎng)合受到一定的限制。此外，顏料在高分子材料中的分散性也是影響它屏蔽紫外光能力的一個(gè)重要因素。欽白粉作為最優(yōu)秀的白色顏料，如果將其顆?？s小至納米級(jí)別，并能夠解決分散性差等問(wèn)題，它將在高分子材料耐紫外光老化改性領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

第四篇：畢業(yè)論文-溶膠凝膠法制備納米二氧化鈦

摘要

二氧化鈦（Tio2），多用于光觸媒、化妝品，能靠紫外線消毒及殺菌，現(xiàn)正廣泛開(kāi)發(fā)，將來(lái)有機(jī)會(huì)成為新工業(yè)。TiO2可制作成光催化劑，凈化空氣，消除車(chē)輛排放物中25%到45%的氮氧化物，可用于治理PM2.5懸浮顆粒物過(guò)高的空氣污染。

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，納米TiO2由于強(qiáng)的吸收和散射紫外線性能，作為優(yōu)良的紫外線屏蔽劑，用于防曬護(hù)膚品、纖維、涂料等領(lǐng)域。本文分別采用沉淀法和溶膠凝膠法制備二氧化鈦納米顆粒，并對(duì)其形貌進(jìn)行檢測(cè)和分析。關(guān)鍵詞：二氧化鈦 沉淀法 溶膠凝膠法 納米 形貌 Abstract titanium dioxide（TiO2）,usually used for photocatalyst、cosmetic，can disinfection and sterilization by ultraviolet light,now it developed widely,maybe become a new industry in the future.Tio2 can be made into photocatalyst,make the air clean,eliminate 25% to 45% oxynitride from vehicle emissions.Can be used for the treatment of PM2.5 particles of highair pollution.Since the 1980s,nanoTiO2 because it strong performance of Absorption and scattering of radiation,as a good ultraviolet screening agent, Used to prevent bask in skin care products, fiber, coating, etc.Precipitation method and sol gel method are used to synthesis fabricate TiO2 nano materials in the article, and test and analyze the morphology of production.Key words:TiO2

Precipitation method sol gel method nanometer morphology

第一章 緒論 1.1 引言

納米 TiO2在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方而有許多優(yōu)異性能，能夠把光能轉(zhuǎn)化為電能和化學(xué)能，使在通常情況下難于實(shí)現(xiàn)或不能實(shí)現(xiàn)的反應(yīng)(水的分解)能夠在溫和的條件下(不需要高溫高壓)順利的進(jìn)行。納米 TiO2具有獨(dú)特的光催化性、優(yōu)異的顏色效應(yīng)以及紫外線屏蔽等功能，在能源、環(huán)保、建材、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域 有重要應(yīng)用 前景，是 一種重要的功能材料。1.2 二氧化鈦的結(jié)構(gòu)

TiO2在自然界中主要存在三種晶體結(jié)構(gòu)：銳鈦礦型（圖1a）、金紅石型（圖1b）和板鈦礦型，而金紅石型和銳鈦礦型都具有催化活性。銳鈦礦型TiO2為四方晶系，其中每個(gè)八面體與周?chē)?個(gè)八面體相連接（4個(gè)共邊，4個(gè)共頂角），4個(gè)TiO2分子組成一個(gè)晶胞。金紅石型TiO2也為四方晶系，晶格中心為T(mén)i原子，八面體棱角上為6個(gè)氧原子，每個(gè)八面體與周?chē)?0個(gè)八面體相聯(lián)（其中有兩個(gè)共邊，八個(gè)共頂角），兩個(gè)TiO2分子組成一個(gè)晶胞，其八面體畸變程度較銳鈦礦要小，對(duì)稱(chēng)性不如銳鈦礦相，其Ti–Ti鍵長(zhǎng)較銳鈦礦小，而Ti-O鍵長(zhǎng)較銳鈦礦型大。板鈦礦型TiO2為斜方晶系，6個(gè)TiO2分子組成一個(gè)晶胞。

1.3二氧化鈦的應(yīng)用

1.3.1基于半導(dǎo)體性質(zhì)和電學(xué)特性的應(yīng)用領(lǐng)域

TiO2是一種多功能性的化工材料，基于其電磁和半導(dǎo)體性能，在電子工業(yè)中有

廣泛應(yīng)用，基于其介電性制造高檔溫度補(bǔ)償陶瓷電容器、以及熱敏、溫敏、光敏、壓敏、氣敏、濕敏等敏感元件。

TiO2氣敏元件可用來(lái)檢測(cè)多種氣體，包括H2、Co等可燃性氣體和O2。TiO2氣敏元件可用作汽車(chē)尾氣傳感器，通過(guò)測(cè)定汽車(chē)尾氣中O2含量，可以控制和減少汽車(chē)尾氣中的CO和NOx的污染，同時(shí)提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率。1.3.2基于紫外屏蔽特性和可見(jiàn)光透明性的應(yīng)用領(lǐng)域 1.3.2.1防日曬化妝品

納米TiO2，無(wú)毒、無(wú)味，對(duì)皮膚無(wú)刺激，無(wú)致癌危險(xiǎn)性，使用安全可靠；對(duì)UVA和UVB都有很好的屏蔽作用，且可透過(guò)可見(jiàn)光；穩(wěn)定性好，吸收紫外線后不分解、不變色。因此被廣泛用于防曬霜、粉底霜、口紅、防曬摩絲等。1.3.2.2食品包裝材料

紫外線易使食品氧化變質(zhì)，破壞食品中的維生素，降低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。用含0.1~0.5%納米TiO2的透明塑料薄膜包裝食品，既具透明性，又防紫外線。不僅能從外面看清食品，而且能使食品長(zhǎng)時(shí)間保存不變質(zhì)。1.3.2.3透明外用耐久性涂料和特種涂料

當(dāng)納米TiO2用于涂料并達(dá)到納米級(jí)的分散時(shí)，可作為優(yōu)良的罩光漆，由于其可見(jiàn)光透明性和紫外光屏蔽特性，因而可大大增加其保光、保色及抗老化（耐候性）性能。這種涂料可用于汽車(chē)、建筑、木器、家具、文物保護(hù)等領(lǐng)域。利用其吸收遠(yuǎn)紅外和抗遠(yuǎn)紅外探測(cè)的性能，制造特種涂料用于隱形飛機(jī)、隱形軍艦等國(guó)防工業(yè)中。

1.3.3基于光催化性質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域 1.3.3.1光催化合成

利用納米TiO2優(yōu)良的光催化活性，在化學(xué)工業(yè)中可光催化合成NH3，苯乙烯的環(huán)氧化等。這方面的工作還處于研究階段，尚未工業(yè)應(yīng)用。1.3.3.2在能源領(lǐng)域的應(yīng)用

利用納米TiO2的光催化活性，可做成太陽(yáng)能電池（光電池）將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋＿€可以光催化分解水制氫（氫是一種最清潔、無(wú)污染，又便于利用的新能源），將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。目前的問(wèn)題是光利用率和產(chǎn)率太低，需繼續(xù)研究解決。

1.3.3.3在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用

這是最有希望、最有前途的一個(gè)領(lǐng)域。納米TiO2作為光催化劑，在環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用是當(dāng)前研究的一個(gè)重點(diǎn)和熱門(mén)課題。利用它治理污染，具有能耗低，操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。納米TiO2用于廢氣處理，可使工業(yè)廢氣脫硝、脫硫和使CO轉(zhuǎn)化為無(wú)害的N2、CO2、H2O等，可制造環(huán)保用廢氣轉(zhuǎn)換器。

1.3.4基于顏色效應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域

將納米TiO2與閃光鋁粉和云母鈦珠光顏料拼配使用制成的涂料具有隨角異色效應(yīng)，作為金屬閃光面漆涂裝在小汽車(chē)上，將產(chǎn)生富麗雅致的效果。這是納米TiO2最重要，最有前途的應(yīng)用領(lǐng)域之一。1.3.5基于表面超雙親性和表面超疏水性的應(yīng)用

利用玻璃基體上的納米TiO2涂膜在紫外光照射下具有表面水油超親合性，可使表面附著的水滴迅速擴(kuò)散展開(kāi)成均勻的水膜，從而防霧、防露，維持高度的透明性，不會(huì)影響視線，制成建筑物窗玻璃、車(chē)輛擋風(fēng)玻璃、后視鏡、浴室鏡子、眼鏡鏡片，測(cè)量?jī)x器的玻璃罩等，能保證車(chē)輛交通安全和各種用途玻璃的能見(jiàn)度。

又在氟樹(shù)脂中加入納米TiO2后，其表面與水的接觸角可達(dá)160度，顯示出超疏水特性，就如同荷葉上的水珠一樣，可使之具有防雪、防水滴、防污等特性，從而在某些領(lǐng)域中具有特殊用途。1.4合成制備納米二氧化鈦的方法

近年來(lái)，伴隨著全球環(huán)境污染日益嚴(yán)重，納米半導(dǎo)體光催化劑材料一直是材料學(xué)和光催化學(xué)研究的熱點(diǎn)。目前，比較簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體光催化劑有TiO2、SnO2、Fe2O3、MoO3、WO3、PbS、ZnS、ZnO 和CdS 等，納米TiO2因其具有性質(zhì)穩(wěn)定、抗光腐蝕性強(qiáng)、耐酸堿腐蝕性強(qiáng)、原料豐富等優(yōu)點(diǎn)。

目前，制備納米TiO2粉體的方法有很多，按照所需粉體的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸、晶型、用途選用不同的制備方法。根據(jù)粉體制備原理的不同，這些方法可分為物理法、化學(xué)法和綜合法。無(wú)論采用何種方法，制備的納米粉體都應(yīng)滿足以下條件： 表面光潔；粒子的形狀及粒徑、粒度分布可控；粒子不易團(tuán)聚；易于收集；熱穩(wěn) 定性好；產(chǎn)率高。

1.4.1物理法

物理法是最早采用的納米材料制備方法，其方法是采用高能消耗的方式，“強(qiáng)制”材料“細(xì)化”得到納米材料。物理法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品純度高。1.4.1.1氣相蒸發(fā)沉積法

此法制備納米TiO2粉體的過(guò)程為: 將金屬Ti 置于鎢舟中，在(2 ～ 10)× 102 Pa 的He 氣氛下加熱蒸發(fā)，從過(guò)飽和蒸汽中凝固的細(xì)小顆粒被收集到液氮冷卻套管上，然后向反應(yīng)室注入5 ×103 Pa 的純氧，使顆粒迅速、完全氧化成TiO2 粉體。利用該方法制備的TiO2納米粉體是雙峰分布，粉體顆粒大小為14 nm。1.4.1.2蒸發(fā)－凝聚法

此法是將將平均粒徑為3μm的工業(yè)TiO2軸向注入功率為60 kW的高頻等離子爐Ar－O2混合等離子矩中，在大約10 000 K的高溫下，粗粒子TiO2汽化蒸發(fā)，進(jìn)入冷凝膨脹罐中降壓，急冷得到10～50 nm的納米TiO2。1.4.2化學(xué)法

化學(xué)法可以根據(jù)反應(yīng)物的物態(tài)，將其劃分為液相化學(xué)反應(yīng)法、氣相化學(xué)反應(yīng)法和固相反應(yīng)法。此類(lèi)方法制造的納米粉體產(chǎn)量大，粒子直徑可控，也可得到納米管和納米晶須，同時(shí)，該法能方便地對(duì)粒子表面進(jìn)行碳、硅和有機(jī)物包覆或修飾處理，使粒子尺寸細(xì)小且均勻，性能更加穩(wěn)定。1.4.2.1液相化學(xué)反應(yīng)法

該方法是生產(chǎn)各種氧化物微粒的主要方法，是指在均相溶液中，通過(guò)各種方式溶質(zhì)和溶劑分離，溶質(zhì)形成形狀、大小一定的顆粒，得到所需粉末的前驅(qū)體，加熱分解后得到納米顆粒的方法。液相化學(xué)法制備納米TiO2又分為溶膠－凝膠法、水解法、沉淀法、微乳液法等。

溶膠－凝膠法(Sol － gel 法)是以鈦醇鹽為原料，在無(wú)水乙醇溶劑中與水發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過(guò)水解與縮聚過(guò)程而逐漸凝膠化，再經(jīng)干燥、燒結(jié)處理即可得到納米TiO2粒子。此法制得的產(chǎn)品純度高、顆粒細(xì)、尺寸均勻、干燥后顆粒自身的燒結(jié)溫度低，但凝膠顆粒之間燒結(jié)性差，產(chǎn)物干燥時(shí)收縮大。

水解法是以TiCl4(化學(xué)純)作為前驅(qū)體，在冰水浴下強(qiáng)力攪拌，將一定量的TiCl4滴入蒸餾水中，將溶有硫酸銨和濃鹽酸的水溶液滴加到所得的TiCl4水溶 5

液中攪拌，混合過(guò)程中溫度控制在15 ℃，此時(shí)，TiCl4的濃度為1．1 mol /L，Ti4 + /H+ = 15，Ti4 + /SO2 －4 = 1 /2。將混合物升溫至95 ℃并保溫1 h 后，加入濃氨水，pH 值為6 左右，冷卻至室溫，陳化12 h 過(guò)濾，用蒸餾水洗去Cl-后，用酒精洗滌3次，過(guò)濾，室溫條件下將沉淀真空干燥，或?qū)⒄婵崭稍锖蟮姆垠w于不同溫度下煅燒，得到不同形貌的TiO2粉體。利用該方法制備的TiO2粉體，粒徑僅為7 nm，且晶粒大小均勻。在制備過(guò)程中探討了煅燒溫度對(duì)粉體的影響，水解反應(yīng)機(jī)理、水解溫度對(duì)結(jié)晶態(tài)的影響，硫酸根離子對(duì)粉體性能的影響等問(wèn)題。

沉淀法是向金屬鹽溶液中加入某種沉淀劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使沉淀劑在整個(gè)溶液中緩慢地析出，從而使金屬離子共沉淀下來(lái)，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥、焙燒而得到粒度小分布窄、團(tuán)聚少的納米材料。趙旭等采用均相沉淀法，以尿素為沉淀劑，控制反應(yīng)液鈦離子濃度、稀硫酸及表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的用量，制備的粒子為20 ～ 30 μm 球型TiO2粒子，該粒子晶體粒徑在納米范圍內(nèi)5 ～ 208 nm。

微乳液法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種制備納米微粒的有效方法。微乳液是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成一個(gè)均勻的乳液，從乳液中析出固相制備納米材料的方法。乳液法可使成核、生長(zhǎng)、聚結(jié)、團(tuán)聚等過(guò)程局限在一個(gè)微小的球形液滴內(nèi)形成一個(gè)球形顆粒，避免了顆粒之間進(jìn)一步團(tuán)聚。1.4.2.2 氣相化學(xué)反應(yīng)法

氣相熱解法。該方法是在真空或惰性氣氛下用各種高溫源將反應(yīng)區(qū)加熱到所需溫度，然后導(dǎo)入氣體反應(yīng)物或?qū)⒎磻?yīng)物溶液以噴霧法導(dǎo)入，溶液在高溫條件下?lián)]發(fā)后發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成氧化物。1992 年日本Tohokuoniuemi － tu 采用高頻感應(yīng)噴霧熱解法以鈦氯化物(如TiCl4)為原料制備得到四方晶系納米TiO2 粉末。

氣相水解法。日本曹達(dá)公司和出光產(chǎn)公司制備納米氧化鈦采用的技術(shù)方法主要是以氮?dú)?、氦氣或空氣等作載體的條件下，把鈦醇鹽蒸汽和水蒸氣分別導(dǎo)入反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)，在有效反應(yīng)區(qū)內(nèi)進(jìn)行瞬間混合，同時(shí)快速完成水解反應(yīng)，以反應(yīng)溫度來(lái)調(diào)節(jié)并控制納米TiO2的粒徑和粒子形狀。此制備工藝可獲得平均 6

粒徑為10 ～ 150 nm，比表面積為50 ～ 300 m2 /g 的非晶型納米TiO2。該工藝的特點(diǎn)是操作溫度較低，能耗小，對(duì)材質(zhì)純度要求不是很高，并在工業(yè)化生產(chǎn)方面容易實(shí)現(xiàn)續(xù)化生產(chǎn)。其主要化學(xué)反應(yīng)為：

nTi(OR)4(g)+ 4nH2O(g)→nTi(OH)4(S)+ 4nROH(g)

nTi(OH)4(S)→nTiO2·H2O(s)+ nH2O(g)

nTiO2·H2O(s)→nTiO2(s)+ nH2O(g)1.4.3綜合法 1.4.3.1 激光CVD 法

該方法集合了物理法和化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)，在80 年代由美國(guó)的Haggery 提出，目前，J David Casey 用激光CVD 法已合成出了具有顆粒粒徑小、不團(tuán)聚、粒1.4.3.2 等離子CVD 法

該方法是利用等離子體產(chǎn)生的超高溫激發(fā)氣體發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)利用等離子體高溫區(qū)與周?chē)h(huán)境巨大的溫度梯度，通過(guò)急冷作用得到納米顆粒。該方法有兩個(gè)特點(diǎn):

(1)產(chǎn)生等離子時(shí)沒(méi)有引入雜質(zhì)，因此生成的納米粒子純度較高;(2)等離子體所處空間大，氣體流速慢，致使反應(yīng)物在等離子空間停留時(shí)間長(zhǎng)，物質(zhì)可以充分加熱和反應(yīng)。1.5本課題研究的目的和意義

如上所述，納米二氧化鈦以其特殊的性能和廣闊的發(fā)展前景引起科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。以其獨(dú)特的表面效應(yīng)、小尺寸效 應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)等性質(zhì),而呈現(xiàn)出許多奇異的物理、化學(xué)性質(zhì),使其在眾多領(lǐng)域具有特別重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。納米二氧化鈦是20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來(lái)的一種新型無(wú)機(jī)化工材料，它具有比表面積大、磁性強(qiáng)、光吸收性好、表面活性大、熱導(dǎo)性好、分散性好等性能，納米TiO2是當(dāng)前應(yīng)用前景最為廣泛的一種納米材料, 具有很強(qiáng)的吸收紫外線能力, 奇特的顏色效應(yīng), 較好的熱穩(wěn)定性, 化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)及力學(xué)等方面的特性。其中銳鈦礦型具有較高的催化效率, 金紅石型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且具有較強(qiáng)的覆蓋力、著色力和紫外線吸收能力。因而倍受?chē)?guó)內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注。

納米TiO2具有許多優(yōu)異的性能，不僅具有優(yōu)異的顏料特性——高遮蓋率、高消 7

色力、高光澤度、高白度和強(qiáng)的耐候性外，還具有特殊的力學(xué)、光、電、磁功能；更具有高透明性、紫外線吸收能力以及光催化活性、隨角異色效應(yīng)。特別是隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，納米TiO2高效的光催化降解污染物的能力而成為當(dāng)前最為活躍的研究熱點(diǎn)之一。而其獨(dú)特的顏色效應(yīng)、光催化作用及紫外線屏蔽等功能，在汽車(chē)工業(yè)、防曬化妝品、廢水處理、殺菌、環(huán)保等方面一經(jīng)面世就備受青睞。

今年來(lái)隨著各種技術(shù)的發(fā)展，納米TiO2已應(yīng)用在多種領(lǐng)域中，但由于其在環(huán)境治理中有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，所以其在環(huán)保領(lǐng)域會(huì)更有大發(fā)展。

眾所周知，二氧化鈦的組成結(jié)構(gòu)、尺寸大小和形貌特征等因素對(duì)其性質(zhì)影響較大，實(shí)現(xiàn)二氧化鈦的應(yīng)用不僅需要充分發(fā)揮其本征性質(zhì)，還可以通過(guò)尺寸和形貌控制對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。本文主要是研究使用不同制備方法，在不同條件下制備不同形貌的納米二氧化鈦。第二章 原材料及表征 2.1試劑及儀器 2.1.1主要試劑

本實(shí)驗(yàn)中，所使用的主要試劑如表2.1所示

所有試劑均未經(jīng)進(jìn)一步的處理，實(shí)驗(yàn)所用水為蒸餾。2.1.2主要實(shí)驗(yàn)儀器

表2.2所示是本實(shí)驗(yàn)中所用主要儀器設(shè)備及測(cè)試所用的大型儀器。2.2樣品的表征

掃描電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，掃描電子顯微鏡以熾熱燈絲所發(fā)射的電子為光源，燈絲發(fā)射的電子束在通過(guò)柵極之后，聚焦成電子束。在加速電壓作用下，通過(guò)三個(gè)電磁透鏡組成的電子光學(xué)系統(tǒng)，之后匯聚成直徑約幾十個(gè)埃的電子束照射到被觀測(cè)樣品表面。電子束與樣品作用，產(chǎn)生不同的電子其其他射線，如二次電子、背散射電子、透射電子、吸收電子及X射線等。這些信號(hào)在經(jīng)收集器吸收后，傳輸?shù)椒糯笃鳎?jīng)放大器放大，送至顯像管，顯示出樣品的形貌。在掃描電子顯微鏡表征樣品表面形貌時(shí)，用來(lái)成像的信號(hào)主要是二次電子，所謂二次電子，就是指電子束光源與樣品作用，樣品中的價(jià)電子受激發(fā)而脫離出來(lái)的電子。本實(shí)驗(yàn)中，采用中國(guó)科儀公司的KYKY-2800B型的掃描 8

電子顯微鏡對(duì)對(duì)樣品的表面形貌進(jìn)行表征，掃描電子顯微鏡的加速電壓為20KV。

第三章 沉淀法制備納米二氧化鈦 3.1制備過(guò)程

第五篇：報(bào)告題目基于硅刻蝕化學(xué)的介孔氧化硅空心納米粒子的可控制備及應(yīng)用研究

報(bào)告題目：基于硅刻蝕化學(xué)的介孔氧化硅空心納米粒子的可控制備及應(yīng)用研究

& 科研工作中的一些心得

摘要：介孔材料由于具有大的比表面積、高的孔容和均勻可調(diào)的孔徑，在催化、吸附分離、能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。特別是具有空腔結(jié)構(gòu)的介孔氧化硅空心納米粒子，可以有效地提高客體藥物分子的負(fù)載量，減少載體的使用量和給藥頻率，因此具有更高的生物安全性。此外，該納米粒子可以作為納米反應(yīng)器在納米催化領(lǐng)域中顯示出良好的性能。該報(bào)告基于簡(jiǎn)單的硅刻蝕化學(xué)調(diào)控介孔氧化硅空心納米粒子的形貌、組成、粒徑、孔徑等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，并簡(jiǎn)要介紹其在藥物共輸運(yùn)、分子影像、逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥性、抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、HIFU增效等領(lǐng)域中的應(yīng)用。此外，該報(bào)告結(jié)合報(bào)告人的科研工作實(shí)際，從科研選題、文獻(xiàn)閱讀/整理、數(shù)據(jù)整理/分析、軟件使用、論文撰寫(xiě)、論文修改、生物材料類(lèi)論文寫(xiě)作規(guī)律等方面分享一些心得和體會(huì)。

陳雨：男，博士，助理研究員，中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)會(huì)員。1984年7月出生，2012年7月于中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所博士畢業(yè)。目前在中科院上海硅酸鹽研究所高性能陶瓷與超微結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要從事納米介孔主客體復(fù)合材料的控制合成及其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用和納米生物學(xué)效應(yīng)研究。榮獲2012中科院院長(zhǎng)特別獎(jiǎng)、2012上海市優(yōu)秀畢業(yè)生、2012上海硅酸鹽研究所“擷英”青年學(xué)術(shù)報(bào)告一等獎(jiǎng)、2009和2012中科院三好學(xué)生稱(chēng)號(hào)、2011中科院三好學(xué)生標(biāo)兵稱(chēng)號(hào)、2010中科院上海硅酸鹽研究所嚴(yán)東生獎(jiǎng)學(xué)金特等獎(jiǎng)、2011上海市高校學(xué)生創(chuàng)造發(fā)明三等獎(jiǎng)、2011寶鋼優(yōu)秀學(xué)生獎(jiǎng)、2010-2012研究生創(chuàng)新成果培育計(jì)劃、2012中科院上海硅酸鹽研究所“首屆青年學(xué)術(shù)海報(bào)大賽”二等獎(jiǎng)、2012第一屆國(guó)際超聲分子影像學(xué)研討會(huì)中青年論壇優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。共發(fā)表SCI論文46篇。其中以第一作者在Angew.Chem.Int.Ed., Advanced Materials, ACS Nano, Advanced Functional Materials, Biomaterials, Small等材料和化學(xué)類(lèi)期刊上發(fā)表14篇SCI論文。此外，作為合作者在J.Am.Chem.Soc., Adv.Mater., Biomaterials, Chem.Eur.J., J.Mater.Chem., Clin.Breast Cancer, Micro.Meso.Mater.等SCI期刊上發(fā)表論文32篇。論文被引用670余次（單篇最高引用>100次，H因子為15）。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)，授權(quán)1項(xiàng)。參與編著了《納米孔材料化學(xué)》一書(shū)。

(1)Adv.Mater., 2013, 25, 3144-3176.(2)Adv.Mater., 2013, 25, 3144-3176.(Back cover story)

(3)Adv.Porous.Mater., 2013, 1, 34-62.(4), Y.Gao, H.Chen, D.Zeng, Y.Li, Y.Zheng, F.Li, X.Wang, F.Chen, Q.He, L.Zhang and J.Shi, Adv.Funct.Mater., 2012, 22, 1586-1597.(5)Biomaterials, 2012, 33, 2388-2398.(6).Zheng, Y.Sun, H.Qu, Z.Wang, Y.Li, X.Wang, K.Zhang, L.Zhang and J.Shi, Biomaterials, 2012, 33, 7126-7137.(7).Sun, Y.Zheng, D.Zeng, F.Li, S.Zhang, X.Wang, K.Zhang, M.Ma, Q.He, L.Zhang and J.Shi, Angew.Chem.Int.Ed., 2011, 50, 12505-12509.(8)ACS Nano, 2010, 4, 529-539.(9).Tian, F.Chen, J.Feng and J.Shi, ACS Nano, 2010, 4, 6001-6013.(10)Adv.Funct.Mater., 2011, 2, 270-278.(11).Zhou, H.Chen, F.Chen, Q.He, Y.Zhang, L.Zhang and J.Shi, Small, 2011, 7, 2935-2944.(12)J.Mater.Chem., 2011, 21, 5290-5298.(13)Y.Gao?, ?, X.Ji, X.He, J.Shi and Y.Li, ACS Nano, 2011, 5, 9788-9798.(?共同第一作者)

(14)J.Nanosci.Nanotechno., 2011, 11, 10844-10848.