超臨界二氧化碳協(xié)助制備納米粒子--二氧化鈦納米粒子及一維碳材料-銀納米復(fù)合材料.pdf

1、納米材料是近年來(lái)科學(xué)上的一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)，已成為當(dāng)今許多學(xué)科的研究熱點(diǎn)。納米態(tài)材料因其晶粒小，表面曲率和比表面積大，所以其具有體積效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、特殊的光吸收特性、電化學(xué)性質(zhì)等，這使得納米材料在光、電、熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)等許多方面表現(xiàn)出一系列優(yōu)異性能。納米材料的制造方法比較多，而利用超臨界流體制備納米材料則是一種比較綠色環(huán)保的方法。超臨界流體具有可調(diào)節(jié)性、低的表面張力、優(yōu)異的表面潤(rùn)濕性能、高擴(kuò)散性等，所以

2、是合成和制備納米材料潛在的良好介質(zhì)。通過(guò)超臨界技術(shù)制得的納米粒子的粒徑小、分布窄、比表面高，且由于超臨界流體特有的滲透和傳遞能力，可使活性體均勻地分布在載體表面呈現(xiàn)出高的催化活性。因此，本課題主要是利用超臨界二氧化碳(SC CO2)的特殊作用來(lái)制備納米粒子及其復(fù)合材料，其主要內(nèi)容如下：
　　 1.TiO2納米粒子的制備：納米TiO2無(wú)毒、光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、化學(xué)活性高和分散性好，可以作為陶瓷材料、無(wú)機(jī)膜、傳感器、太陽(yáng)能電池材料、催化

3、劑載體等。因此我們以鈦酸四丁酯(TBT)為前軀體，以交聯(lián)的苯乙烯-二乙烯基苯(PS-DVB)微球作為TBT水解的限域空間，利用SC CO2對(duì)前驅(qū)體的溶解及攜帶作用將前驅(qū)體插嵌到經(jīng)SC CO2溶脹的PS-DVB微球中，經(jīng)過(guò)水解后煅燒除去PS模板，來(lái)制備TiO2納米晶體。從TEM照片中可以看到TiO2納米顆粒及其晶型；X射線衍射(XRD)證實(shí)了TiO2納米晶體的生成；TiO2納米晶的形成機(jī)理也被提出。
　　 2.一維碳材料/銀納米復(fù)

4、合材料的制備：銀納米粒子因其獨(dú)特的性能，在催化工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域得到廣泛研究。一維碳材料具有特殊的物理和化學(xué)性能，可以作為納米粒子的附載基質(zhì)來(lái)制備一維碳材料/零維復(fù)合材料。這種復(fù)合材料具有巨大的應(yīng)用前景。我們利用SC CO2的抗溶劑作用來(lái)制備一維碳材料/銀納米復(fù)合材料。以硝酸銀為前驅(qū)體，葡萄糖為還原劑，乙醇作為共溶劑，在SC CO2的協(xié)助下制備銀納米粒子的復(fù)合材料。研究了不同壓力和溫度對(duì)復(fù)合材料制備所產(chǎn)生的影響，探討了不同基質(zhì)對(duì)銀納米顆粒形