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核壳型纳米金属粉末的研究

核壳型纳米金属粉末的研究
核壳型纳米金属粉末的研究

浅谈核壳型纳米金属粉末的研究

1 引言

纳米粉末是指尺寸范围在1~100nm之间的粉末。而纳米金属粉末最突出的特点是晶粒尺寸特别小,因而它具有与普通块状金属不同的特性。在化学工业的催化剂、微孔材料、导电浆料原料、磁记录材料、微波吸收材料等诸多领域都具有广阔的应用前景。

核壳型金属粉末是一种核-壳结构的粉末,其中壳是金属,核可以是金属,也可以是石墨、金刚石、氧化物(al2o3、sio2)或碳化物(wc、sic)、高分子等非金属材料。设计和可控制备具有核壳结构的复合材料是最近几年材料科学前沿的一个日益重要的研究领域[1]。

2 核壳结构制备方法

核壳纳米材料主要包括无机/有机、无机/无机两种。

2.1 无机/有机型

2.1.1 磁性的聚合物核壳金属粉末

纳米金属用途简介

纳米金属用途简介 钴(Co) 高密度磁记录材料:利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高(可达119.4KA/m)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。 磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。吸波材料:金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材 料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。 铜(Cu) 金属和非金属的表面导电涂层处理:纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。 高效催化剂:铜及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。 导电浆料:用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料,可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。

铁 (Fe) 高性能磁记录材料:利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大(可达1477km2/kg)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。 磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。 吸波材料:金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。 导磁浆料:利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性,可制成导磁浆料,用于精细磁头的粘结结构等。 纳米导向剂:一些纳米颗粒具有磁性,以其为载体制成导向剂,可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部,从而对病理位置进行高浓度的药物治疗,特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。 镍(Ni) 磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。 高效催化剂:由于比表面巨大和高活性,纳米镍粉具有极强的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。

纳米核壳结构简介

核壳结构微纳米材料应用技术 摘要 (2) 1核壳型纳米粒子的定义及分类 (2) 1.1 核壳型纳米粒子定义 (2) 1.2 核壳型纳米粒子分类 (2) 2 核壳结构微纳米材料形成机理 (3) 3有机—有机核壳结构微纳米材料制备 (3) 3.1乳液聚合法 (3) 3.2悬浮聚合法 (3) 4有机—无机核壳结构微纳米材料制备 (4) 4.1无皂聚合法 (4) 4.2化学共沉淀法 (4) 5无机—无机核壳结构微纳米材料制备 (4) 5.1种子沉积法 (5) 5.2水热法 (5) 6 核壳结构微纳米材料的应用 (6) 6.1 核壳结构微纳米材料的医学应用 (6) 6.2 核壳结构微纳米材料作为催化剂 (6) 参考文献 (7)

摘要 纳米科学被认为是21世纪头等重要的科学领域,它所研究的是人类过去从为涉及的非宏观、非围观的中间领域,使人们改造自然的能力延伸到分子、原子水平,标志这人类的科学技术进入了一个新的时代。纳米结构由于既有纳米微粒的特性如量子效应、小尺寸效应、表面效应等优点,又存在由纳米结构组合引起的新效应,如量子耦合效应和协同效应等,而且纳米结构体系很容易通过外场(电、磁、光)实现对其性能的控制。核壳型纳米微粒由于表面覆盖有与核物质不同性质纳米粒子,因此表面活性中心被适当的壳所改变,常表现出不同于模板核的性能,如不同的表面化学组成、稳定性的增加、较高的比表面积等,这些粒子被人为设计和可控制备以满足特定的要求。 关键词:纳米核壳纳米材料的应用 1核壳型纳米粒子的定义及分类 1.1 核壳型纳米粒子定义 核壳型纳米粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核,在其表面包覆数层均匀纳米薄膜而形成的一种复合多相结构,核与壳之间通过物理或化学作用相互连接。广义的核壳材料不仅包括由相同或不同物质组成的具有核壳结构的复合材料,还包括空球、微胶囊等材料。 核壳型复合微球集无机、有机、纳米粒子的诸多特异性质与一体,并可通过控制核壳的厚度等实现复合性能的调控。通过对核壳结构、尺寸剪裁,可调控它们的磁学、光学、电学、催化等性质,因而有诸多不同于单组分胶体粒子的性质。他在材料学、化学组装、药物输送等领域具有极大的潜在应用价值。 1.2 核壳型纳米粒子分类 (1)无机—无机核壳结构微纳米材料:核壳均为无机材料的复合微纳米材料。 (2)无机—有机核壳结构微纳米材料:核为有机材料,壳为无机材料的复合微纳米材料。 (3)有机—无机核壳结构微纳米材料:核为无机材料,壳为有机材料的复合微纳米材料。 (4)有机—有机核壳结构微纳米材料:核壳均为有机材料的复合微纳米材料。 (5)复杂核壳结构微纳米材料:具有多层核壳结构,核壳多分分分别为有机或者无机材料。

纳米金属粉末在润滑油中的应用

纳米金属粉末在润滑油中的应用 将超细金属粉末(如纳米铜、纳米镍及其合金等)以适当方式加入润滑油中,可得到一种性能优异的新型润滑油。摩擦学实验表明,当铜粉的粒径大于100nm时,它是一种磨料,但当其粒径小于50nm时,可较大幅度提高润滑油的最大无卡咬负荷。复朗施纳米科技利用国际领先的技术制备的高纯度50nm金属铜粉,使纳米铜粉的这种性能使之在润滑油中具有重要的用途,国内科研机构通过对纳米铜粉的表面进行改性,克服了纳米铜粉在润滑油中的自憎现象,能均匀、稳定地分散在润滑油中并可防止纳米铜粉的二次积聚和沉淀,成功开发了纳米铜润滑油添加剂。将这种添加剂添加到汽车发动机润滑油中,可明显减小发动机的启动电流并明显增大压力。发动机使用这种添加剂一段时间后,缸套和活塞环上便形成一层保护膜,一旦润滑油系统发生故障,汽车还能安全行使一段时间。 纳米金属粉末在电子领域中的应用 随着金属粉末粒径的急剧减小,其物理性能会发生很大万方化。如金的常规熔点为1064度,当颗粒减小到10nm时,则降低27度,2nm尺寸金的熔点仅约327度;银的常规熔点为670度,而超微银颗粒的熔点可低于100度。因此用纳米粉末制成的导电浆料,可以显著降低陶瓷的烧结温度,能大大提高芯片的可靠性和成品率,降低生产成本。如超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结,这种情况下元件的基片可不必采用耐高温的陶瓷材料,甚至可用塑料。纳米导电浆料可广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等,对微电子器件的小型化起着重要的作用。 纳米金属粉末在磁性材料领域中的应用 纳米金属粉末广泛应用于制造纳米磁记录材料、磁性液体、纳米磁性颗粒膜材料等,如用纳米钴、纳米铁、纳米镍等磁性金属粉末制备的磁性液体,可应用于旋转密封、阻尼器件、磁性液体印刷、选矿分离、精密研磨和抛光、磁性药物、磁性液体刹车等。但这种技术对纳

金属纳米晶体的表面与其催化效应

金属纳米晶体的表面与其催化效应 沈正阳 (浙大材料系1104 3110103281) 摘要:概括纳米材料的表面与界面特性,从金属纳米晶体表面活性与结构介绍其的催化性能,简要概述金属纳米晶体形状与晶面的关系以及金属纳米晶体的成核与生长。 关键词:纳米金属;表面活性;催化;高指数晶面 1.纳米材料的表面与界面 纳米微粒尺寸小,表面能高,位于表面的原子占相当大的比例。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,极不稳定,很容易与其他原子结合。强烈的表面效应,使超微粒子具有高度的活性。如将刚制成的金属超微粒子暴露在大气中,瞬时就会氧化,若在非超高真空环境,则不断吸附气体并发生反应。[1] 纳米晶体是至少有一个维度介于1到100纳米之间的晶体。纳米材料主要由晶粒和晶粒界面2部分组成,二者对纳米材料的性能有重要影响。纳米材料微观结构与传统晶体结构基本一致,但因每个晶粒仅包含着有限个晶胞,晶格点阵必然会发生一定程度的弹性畸变,其内部同样会存在各种缺陷,如点缺陷、位错、孪晶界等。纳米金属粒子的形状、粒径、颗粒间界、晶面间界、杂质原子、结构缺陷等是影响其催化性能的重要因素。纳米材料中,晶界原子质量分数达15%~50%,晶界上的原子排列极为复杂,尤其三相或更多相交叉区,原子几乎是自由的、孤立的,其量子力学状态和原子、电子结构已非传统固体物理、晶体理论所能解释。金属纳米晶体研究中,发现面心立方结构纳米金属如 Al、Ni、Cu 和密排六方结构Co都存在孪晶和层错缺陷,Cu纳米金属中存在晶界滑移。 2.金属纳米晶体的催化性能 近年来,关于纳米微粒催化剂的大量研究表明,纳米粒子作为催化剂,表现出非常高的催化活性和选择性。这是因为纳米微粒尺寸小,位于表面的原子或分子所占的比例非常大,并随纳米粒子尺寸的减小而急剧增大,同时微粒的比表面积及表面结合能迅速增大。纳米颗粒表面原子数的增加、原子配位的不足必然导致了纳米结构表面存在许多缺陷。从化学角度看,表面原子所处的键合状态或键

微纳米粉体表面包覆技术的应用研究

微纳米粉体表面包覆技术的应用研究 当前社会发展背景下,新的科学技术不断出现,新一代纳米技术的进步,使微/纳米颗粒以其特有的宏观量子隧道效应以及小尺寸效应等众多的应用优点引起人们的高度关注。 微/纳米粉体表面有机包覆技术的应用 有机包覆技术应用过程中的自组装技术分析。自组装技术是通过静电作用使溶液中的高分子单体自由吸附于胶体 颗粒以及将带有相反电荷的高分子过饱和溶液中的高分子 自由单体进行洗涤和离心分离。一般而言,可以采用高分子电解质对可分解的球形聚合物模板进行修饰,从而使其表面中带有静电,然后将二氧化硅粒子与吸附纳米级的金粒有效吸附,然后经过离心运动多次循环往复洗涤分离,最终获得致密而且均匀的多层包覆膜。另外,还可采用两步组装技术对聚合物中的电解质进行包覆组装,将经过有效组装包覆的基体置于悬浮溶液中,悬浮液中的粒子在受到表层聚合电解质作用就会不断下沉,从而制备成完整的多层超薄膜。该技术具有操作简便的优点,而且在实际的操作中不需过多特殊的操作设备。因此这种技术可以逐渐朝着实用化以及功能化方向发展。 有机包覆技术应用过程中的聚合物包裹技术分析。聚合物包裹法主要是将单体在纳米颗粒中的聚合物经过纳米颗

粒以及聚合物的作用使其成功得到包裹,这种包裹方式与自组装包裹技术相比,具有很好的分散性,而且相对于上一种包裹技术,操作过程更加简单,有广泛的适用面,不仅可以实现在无机粒子中进行包裹,而且可以实现在有机粒子中进行包裹。通常适用于一些形状不太规则的粒子包裹过程中,但是其也具有一定的包裹局限性,例如这种包裹法会导致核粒径在高分子的聚合物母体中产生严重的团聚现象。 有机包覆技术应用过程中的微胶囊化改性技术分析。微胶囊化改性技术是指在颗粒子的表层中覆盖一层厚膜,从而使颗粒表面受到良好的屏蔽作用和保护作用。主要的应用优点是具有良好的稳定性与吸光率。 微/纳米粉体表面无机包覆技术的应用 无机包覆技术应用过程中的气相包覆技术分析。这种技术是利用气体或者其它的手段使壳层物转化为一种气体,这种气体经过化学反应或者物理反应使纳米颗粒被有效包覆。这种包覆技术所制备的复合粉体尽管纯度高、组分易于控制、团聚少,但是这种包覆技术在实际应用过程中对包覆设备的要求很高,因此不利于其广泛推行应用。 无机包覆技术应用过程中的固相包覆技术分析。与有机包覆技术相比,无机包覆技术主要是采用其它机械设备以及混料设备、研磨设备对固相材料进行机械处理从而得到微/ 纳米包覆粉体,这一包覆技术可以有效缓解包覆电离子在充

纳米金属粉末制备方法综述

摘要纳米粉末具有特殊性质, 并在各个领域得到广泛应用。本文详细介绍了制备纳米粉末的方法, 如机械法、物理法和化学法,和这些方法的原理、技术特点、研究进展和局限性。最后提出目前仍需解决的一些问题并对纳米金属粉末新的制备方法做出展望。 关键词纳米粉末;制备方法;机械法;物理法;化学法 一.绪论 超细粉末的概念于20世纪60年代提出,粉末的粒度一般要求小0.1um( 100nm),即在1~ 100nm间,故超细粉末又称作纳米粉末。由于纳米微粒本身的结构与常规材料不同,所以具有许多新奇的特性。比如纳米金属粉末就具有不同普通材料的光、电、磁、热力学和化学反应等方面的奇异性能, 是一种重要的功能材料,具有广泛的应用前景。现已在国防、化工、轻工、航天、冶金等领域得到重要应用,因而引起了人们的注意。80年代以来, 纳米粉末作为一种新型材料,已引起了各国政府及科学家的极大重视,美国、日本、西欧等发达国家都将其列入发展高技术的计划中,投入了相当的人力和物力,例如美国的“星球大战”计划、西欧各国的“尤里卡”计划、日本 1981 年开始实施的“高技术探索研究”计划以及我国的“863”计划,都列入了纳米材料的研究和开发。目前一些纳米粉末,如钛酸钡、氮化硅、氧化锆等已经实现了商品化。我国在纳米粉末研究方面起步较晚,80年代后期才开始比较系统的研制开发。近年来取得一些成效,特别是一些大学和研究所在理论研究和实验室规模中试水平上有了较大的发展。但总的说来,我国在这一领域与世界先进水平相比, 仍有一定差距。本文将重点介绍目前已研究的纳米粉末的制备方法。 二.方法综述 2.1机械法 机械法就是借助于机械力将大块金属破碎成所需粒径粉末的一种加工方法。按照机械力的不同可将其分为机械冲击式粉碎法、气流磨粉碎法、球磨法和超声波粉碎法等。目前普遍使用的方法还是球磨法和气流磨粉碎法,其优点是工艺简单、产量大,可以制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的超细纳米粉末。 2. 1. 1球磨法 球磨法主要分为滚动球法和振动球磨法。该方法利用了金属颗粒在不同的应变速率下因产生变形而破碎细化的机理。其优点是对物料的选择性不强,可连续操作,生产效率高,适用于干磨、湿磨,可以进行多种金属及合金的粉末制备。缺点是在粉末制备过程中分级比较困难。 2. 1. 2气流磨粉碎法 气流磨粉碎法是目前制备磁性材料粉末应用最广的方法。具体的工艺过程为:压缩气体经过特殊设计的喷嘴后,被加速为超音速气流,喷射到研磨机的中心研磨区,从而带动研磨区内的物料互相碰撞,使粉末粉碎变细;气流膨胀后随物料上升进入分级区,由涡轮式分级器分选出达到粒度的物料,其余粗粉返回研磨区继续研磨, 直至达到要求的粒度被分出为止。整个生产过程可以连续自动运行,并通过分级轮转速的调节来控制粉末粒径大小(平均粒度在3~ 8 μ m)。气流磨粉碎法适于大批量工业化生产,工艺成熟。缺点是在金属粉末的生产过程中,必须使用连续不断的惰性气体或氮气作为压缩气源,耗气量较大;只适合脆性金属及合金的破碎制粉。

双金属核壳结构

双金属核壳结构的制备及催化性能研究 摘要双金属核壳纳米结构由于具有大量的潜在应用价值,近年来已引起人们极大的关注。本文综述了水相体系还原法、多元醇体系还原法、热分解—还原法、化学镀法、胶体粒子模板法、共沉积法、电化学法、表面取代反应和表面处理等双金属核壳纳米结构的制备方法,简述了各种方法的原理、优缺点和应用情况,另外,对双金属核壳纳米结构电催化氧化、有机物加氢、催化脱氯、环境催化方面的应用作了简述。最后,对今后双金属核壳结构型的研究方向进行了展望。 关键词双金属核壳制备方法催化 1 引言 在对高性能新材料的探索过程中,纳米材料以其特殊的优异性能吸引了许多研究者的兴趣,掀起了纳米材料的研究热潮。对应用纳米技术制备具有某种功能的特性的材料来说,有必要寻求可靠、可控的方法纳米材合成料的。核壳结构纳米材料[1](core-shell nanomaterials)是指具有“核壳包裹”这种特殊原子排列方式的纳米复合材料,可看作是对原始纳米粒子的剪裁和改造,通常记作“核@壳”。金属@金属(即核壳双金属)纳米材料因其巨大的催化应用潜力而受到催化学者的广泛关注。 2 双金属核壳结构制备方法 2.1水相体系还原法 在水相中,利用不同还原剂和保护剂,通过先后两次还原不同金属形成核壳结构的纳米合金,这是目前使用最多的一种合成方法。 Yang等[ 2 ]用NaBH4还原合成Ag溶胶,再利用柠檬酸钠溶液热回流使Pt还原并沉积在Ag表面,得到红棕色Ag@Pt溶胶。Zhou等[3 ]在冰浴下,利用NaBH4还原HAuCl4制成Au 纳米溶胶,再逐滴加入H2PdC l4和抗坏血酸,得到深棕色Au @ Pd纳米溶胶。 一般地,水相中连续还原时,壳层金属通常采用较温和的还原剂(如抗坏血酸)以控制还原速率,使其更易更好地实现包覆效果,有时采用冰浴等降温手段效果更好[ 4 ]。 2.2 多元醇体系还原法 多元醇还原法是合成单金属(尤其是贵金属)纳米粒子最简便有效的方法之一,该方法也被用于制备双金属核壳结构。具体方法是:利用液相多元醇体系(多为乙二醇或1, 4-丁二醇)分散金属盐,升温回流使金属离子被多元醇还原并聚集,最终形成金属纳米粒子。该方法制备的金属纳米粒子尺度小,粒度均一,且分散性好。由于制备条件温和,过程简单,多元醇体系中的连续还原法被广泛应用于核壳结构纳米合金的制备中。Alayoglu等[5]采用多元

基于局域表面等离激元共振的金属纳米结构折射率传感

基于局域表面等离激元共振的金属纳米结构折射率传感 高灵敏度的折射率传感结构在生物化学传感等领域有着很大的潜在应用价值。因为金属纳米结构在表面等离激元共振(SPR)产生时会有明显的电磁场增强,所以在高灵敏度传感应用上受到广泛关注。 有两种SPR被用于折射率传感应用:传播的SPR(PSPR)和局域的SPR (LSPR)。由于传播SPR传感需要非常光滑的金属表面,所以对加工精度要求高。 因此,本文这里主要讨论基于LSPR的折射率传感。金属纳米结构的尖端在LSPR产生时会有很强的局域电场,因此带有尖端的金属纳米结构传感灵敏度很高。 本文第一部分工作中我们研究了带有四个尖端的X形金属纳米孔阵列结构的LSPR传感。实验和数值模拟的结果均证实了该结构拥有高折射率传感灵敏度。 此外特异介质结构在磁响应共振产生时也会有很强的局域电场,因此他们可以应用于高灵敏度折射率传感。本文余下的工作就是制备用于传感的特异介质结构。 金属纳米环形圆盘结构有很大的局域电场和周围用于传感的电介质环境相 互叠加的空间。X形金属纳米颗粒结构有四个尖端,在LSPR产生时会有很强的局域电场。 所以上面提的这2种结构都有很高的传感灵敏度。基于此,我们制备了由金属纳米环形圆盘、电介质层和金属膜以及由X形金属纳米颗粒、电介质层和金属膜组成的环形圆盘和X形2种特异介质结构。 实验测试和数值模拟证实了这2种结构有着非常高的传感灵敏度。本文的主要工作分为如下几个方面:1.X形金属纳米孔阵列折射率传感带有尖端的金属纳

米结构在产生LSPR共振时有着很强的局域电场。 这一现象使得局域的电场与周围电介质环境的相互作用就很强,因此这种结构有着高传感灵敏度。基于此,我们制备了带有四个相对尖端的X形金属纳米孔阵列结构。 四个尖端的存在使得电场在LSPR产生时被很好的局域和增强了。透射光谱的实验测试结果表明了该结构的折射率传感灵敏度可以达到945nm RIU-1,高于其他诸如圆环形和月亮形这样的拥有高折射率传感灵敏度的金属纳米结构。 我们通过使用电介质支撑柱将X形金属孔阵列支撑起来远离玻璃衬底来增加局域电场与周围用于传感的电介质环境的叠加区域,然后减少尖端间距进一步增强局域电场。经过这两步之后,该结构在近红外区域传感灵敏度达到了非常高的1398nm RIU-1。 这一高传感灵敏度使得该结构在芯片集成高灵敏度生物医学传感和光学集成器件中有很大的潜在应用。2.环形圆盘特异介质折射率传感由于磁共振的产生导致特异介质结构周围有很强的局域电场。 这使得局域的电场与周围用于传感的电介质环境有强相互作用。因此特异介质有很高的传感灵敏度。 环形圆盘金属纳米结构在LSPR共振时比其他如圆盘和球形金属纳米结构有着更大的局域电场与周围用于传感的电介质环境相互叠加的区域,因此该结构有更高的传感灵敏度。基于上面提的这两点,我们制备了在金属膜上由电介质层支撑的金属环形圆盘构成的特异介质结构。 反射光谱的测量表明该结构的传感灵敏度可达到1304nm RIU-1.我们通过增加电介质层的厚度和环形圆盘内半径进一步的增加局域电场和电介质环境相互

2017年纳米金属粉体材料行业分析报告

2017年纳米金属粉体材料行业分析报告 2017年1月

目录 一、新材料行业发展概况 (8) 1、新材料的定义 (8) 2、纳米材料市场发展情况 (9) 二、行业管理 (11) 1、行业监管体制及主管部门 (11) 2、行业主要法律法规和标准 (12) (1)主要法律法规 (12) (2)国家标准 (12) 3、行业主要产业政策 (13) 三、主要产品细分行业概况 (15) 1、片式多层陶瓷电容器(MLCC)行业 (16) 2、表面封装行业 (19) 3、晶片电阻器行业 (21) 4、3D打印行业 (21) 四、行业上下游之间的关联性 (22) 1、上游行业对本行业的影响 (22) (1)上游行业价格波动的情况 (22) (2)上游行业对本行业的影响 (24) 2、下游行业对本行业的影响 (24) (1)片式陶瓷电容器(MLCC)领域 (24) (2)太阳能电池领域 (25) (3)锡膏领域 (25) (4)3D打印金属粉 (27)

五、行业竞争格局 (27) 1、技术进入门槛高 (28) 2、低端产品产业集中度低 (29) 3、国外企业处于第一阵营 (29) 4、国内企业迅速发展 (29)

纳米镍粉是一种灰黑色的粉体状产品,对金属碳化物(如WC、TiC、TaC等)及石墨等具有良好的润湿性和很好的压制性、烧结性能,是一种重要的硬质合金和金刚石胎体粘结金属粉体材料;纳米镍粉表面活性高,表面积大,也是一种良好的催化剂;纳米镍粉还具有良好的导电性,成本低,被广泛应用于制造片式多层陶瓷电容器(MLCC)(Multi-Layered Ceramic Capacitor片式多层陶瓷电容器英文缩写)的内部电极及其他电子组件的电子浆料、镍电池、蓄电池、催化剂、磁流体以及特种涂料、吸波材料等。作为高效助燃剂,纳米镍粉还可被应用在航空航天等高端领域,将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率,改善燃烧的稳定性。 MLCC作为纳米镍粉重要的应用产品,其是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极)而成;电极浆料作为制造MLCC 的关键材料,其主要成分是由金属粉体、玻璃相及有机载体3个部份组成,金属粉体在浆料中含量很高,它是决定电极性能的主要因素,经高温烧结形成金属网络结构实现导电功能。因此电极浆料所用的金属粉体材料要求纯度高、粉体颗粒近球形、粒径小及分散性好等特性,而纳米镍粉能够很好的满足这一要求。

金钯核壳结构纳米结构制备

N,N-B i s(2-hydroxyethy l)-2-am i noethanesu lf on i c Ac i d-ass i sted L i qu i d-phase Growth o f Au@Pd Core-She ll Nanopart i c l es w i th H i gh Cata l yt i c Act i v i ty We i Zhang,Hu i p i ng Zhao,Zhong Lu,Fengx i Chen,*and Rong Chen* Schoo l o f Chem i stry and Env i ronmenta l Eng i neer i ng,Wuhan Inst i tute o f Techno l ogy,Wuhan430073,P.R.Ch i na (E-ma il:rchenhku@w i https://www.sodocs.net/doc/2b7460011.html,,f xchen@w i https://www.sodocs.net/doc/2b7460011.html,) Au@Pd core-she ll nanopart i c l es were success f u ll y synthes i zed v i a sequent i a l reduct i on o f Au(III)and Pd(II)sa l ts w i th BES at room temperature.The Au@Pd nanopart i c l es exh i b i ted s i gn i?cant l y h i gher cata l yt i c act i v i ty f or var i ous Suzuk i react i ons than monometa lli c Pd or Au nanopart i c l es.S i ze-dependent cata l yt i c act i v i ty was a l so observed,i.e., the Au@Pd nanopart i c l es o f<10nm showed h i gher act i v i ty. REPRINTED FROM Vol.44No.102015p.1371–1373 CMLTAG October5,2015 The Chemical Society of Japan

金属纳米粉装置设计

摘要 纳米科技是二十世纪八十年代发展起来的一门新兴交叉、前沿学科。在二十一世纪纳米科技是三大重要技术之一,属于前沿性课题之一。其中纳米粉体的制备是纳米科技的重要研究内容之一。蒸发冷凝法制备纳米粉体是一种较早的物理方法,本文用电弧法制备,也是属于蒸发冷凝法的一种。 本文首先介绍了纳米科技的基本知识及其发展状况和应用前景。然后设计了一套电弧加热法制备纳米粉体的实验装置。该装置的工作原理是在一定压力的惰性气氛或反应气氛中,将金属等材料作为电弧的电极,使其在高温电弧等离子的作用下被溶化、蒸发。蒸汽遇到周围的气体就会被冷却或发生反应形成超微粉。该系统共有加热系统、真空系统、生成室、收集室等几部分组成。首先针对纳米颗粒的生产条件设计了生成室和真空系统。然后用电弧加热制备生成纳米蒸汽。冷阱采用了不断输入液氮实现了急速冷却,使蒸汽快速成核以保证纳米尺度。最后通过采用手套箱结构的收集装置实现真空室中粉体的包装从而避免了氧化。整个系统易于加工实现,能够满足制备纳米微粒的实验需求。 关键词:纳米粉体;电弧加热;制备;冷阱

Abstract Nanotechnology is developing a newcross-cutting, cutting-edge disciplines in the eighties of the twentieth century. Nanotechnology in the twenty-first century technology is one of the three most important are the forefront of one of the topics. Preparation of nano-powder of which is an important research nanotechnology one. Prepared by evaporation condensation nanopowder is a physical method earlier in this paper was prepared by arc, but also belong to a kind of evaporation condensation method. This article introduces the basic knowledge of nanotechnology and its development and application prospects. Arc and then designed a nano-powders prepared by heating of the experimental apparatus. The working principle of the device is in a certain atmosphere of pressure of inert or reactive atmosphere, such materials as metal arc electrodes, so that at a high temperature arc plasma melting under the role of evaporation. Encountered in the surrounding gas steam will be cooled or the formation of ultrafine reaction. The system total heating system, vacuum system, to generate room, the collection consists of several rooms. First of all, for the production of nanoparticles designed to generate conditions of rooms and vacuum system. Preparation of arc and then use to generate nano-steam heating. Cold trap using liquid nitrogen to achieve a constant input of rapid cooling, so that rapid nucleation of steam to ensure that the nanometer scale. Finally, through the use of glove-box structure of the collection device to achieve a vacuum packed powder chamber to avoid oxidation. The realization of the entire system is easy to process, prepare to meet the experimental needs of nanoparticles. Key words: nano-powder; arc heating; Preparation; cold trap

金属纳米结构材料的研制

大连理工大学 硕士学位论文 金属纳米结构材料的研制姓名:陈慧玉 申请学位级别:硕士 专业:无机化学 指导教师:辛剑;汤皎宁 20050601

大连理工大学硕士学位论文 摘要 高温液相法是近些年发展起来的制备磁|生=金属纳米粒子的新方法,包括高温液相还原法、高温液相醇解法和金属有机化合物热分解法。本文首先介绍了采用高温液相醇解法制备钴纳米粒子,即在二苯醚溶剂中,通过复合表面活性剂油酸和乙二醇辛基苯基醚(OP)的保护,用1,10一癸二醇还原钴盐制备了粒径约20hm的钴纳米粒子,通过XRD、XPS、TEM和激光粒度仪的表征,发现该种方法制备的钴纳米粒子具有hcp相,是未被氧化的单质钴,呈球状颗粒。改变工艺条件,首次制备出纳米钴环,这种钴环的外直径约65nnl,内直径约55rim。 以高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂,在乙醇体系中用水合联氨还原钴盐(CoOl。?6}120)而得到粒径约30hm的磁性钴纳米粒子,通过XRD检验确认该种方法合成的钴纳米粒子具有hcp相;XPS的表征结果显示:钴粒子表面价态为零价,说明制备过程中没有被氧化;粒子近似圆球形,在正己烷中分散效果较好。改变工艺条件,以PvP作为软模板,首次制各出钴纳米多孔棒和普通钴纳米棒。钴纳米多孔棒的长度约为200~500nm,直径在20~40nm,棒上的孔径约为8nm。随着反应物中钴盐浓度的增加,钴纳米多孔棒的长度基本不变,而直径增加到40~60nm。普通钴纳米棒的长度约为3~41xm,直径约为70~lOOnm。本论文分别对钴纳米多孔棒和普通钴纳米棒的形成机理作了简单的探讨。 采用同样的合成方法,利用形成普通钴纳米棒的机理,首次制备出普通镍纳米棒。经过XRD、XPS和TEM的表征,发现这种棒长度约为500~650nm,直径约为50nm,为fcc相的零价单质镍。同时,还制各出粒径在40hm左右、具有fcc相镍纳米粒子;粒径约在35rim、具有fcc相的铜纳米粒子;粒径在50nm左右、具有fcc相的银纳米粒子,这些纳米粒子均为单质金属,制备过程中没有被氧化,TEM照片显示其均为球形,在正己烷中分散较好。 关键词:金属盐醇解法,钴,镍,水合联氨

金属纳米光栅表面等离子体共振光学传播特性

Open Journal of Nature Science 自然科学, 2017, 5(4), 346-352 Published Online September 2017 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/2b7460011.html,/journal/ojns https://https://www.sodocs.net/doc/2b7460011.html,/10.12677/ojns.2017.54047 Surface Plasmon Resonance Studies on Optical Propagation Properties of Metallic Nano-Gratings Haiying Li, Xuesong Duan School of Science, Hebei University of Technology, Tianjin Received: Aug. 15th, 2017; accepted: Aug. 29th, 2017; published: Sep. 4th, 2017 Abstract Optical propagation properties of metallic nano-gratings (MNG) with several classic groove shapes are analyzed. Influences of grating shape parameters and incident wavelength on reflectivity and transmission are calculated by means of multiple multipole program (MMP). Our results demon-strate that there are two resonant modes on the surface of MNG, surface plasmon resonance (SPR) and localized surface plasmon resonance (LSPR), respectively. LSPR presents a kind of broad band spectral response machanism, whose resonant wavelength strongly depends on groove shapes, groove depth and groove width parameters. SPR presents a kind of narrow band spectral response machanism, and its resonant wavelength is more dependent on grating period parameters. The different characteristics of the two resonant modes increase our knowledge about optical propa-gation properties of MNG. This investigation can be used as a guideline in designing metallic na-no-gratings for certain applications. Keywords Metallic Nano-Gratings, Surface Plasmon Resonance, Localized, Shape 金属纳米光栅表面等离子体共振光学 传播特性 李海颖,段雪松 河北工业大学理学院,天津 收稿日期:2017年8月15日;录用日期:2017年8月29日;发布日期:2017年9月4日

核壳结构纳米复合材料的制备

核壳结构纳米复合材料的制备及应用 摘要:核壳结构纳米复合材料由于独特的物理、化学特性和广泛的应用前景,近年来成为研究的热点。本文系统地综述了核壳结构纳米复合材料的类型,针对应用方向总结了核壳结构纳米复合材料的研究现状。系统地归纳了核壳结构纳米复合材料在光学、催化、医药与生物、光子晶体、超疏水涂层等方面的应用,评述了其特点和发展的方向,并对其应用前景进行了展望。 关键词:核壳结构;纳米复合材料;超疏水涂层 1. 引言 目前人类正在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便,也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果。因而开发高效、低能耗、适用范围广和有深度氧化能力的化学污染物清除技术一直是环保技术追求的目标。纳米光催化技术是从20世纪70年代逐步发展起来的一门新兴环保技术,是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。 光催化现象是20世纪70年代Fijishima和Honda等[1]人在研究水在二氧化钛电极上的光致分解时发现的,他们借鉴植物的光合作用原理设计了一个太阳光伏打电池,即在水中插人一个n型半导体二氧化钛电极和一个铂黑电极,当用波长低于415 nm的光照射氧化钛电极时,发现在二氧化钛电极上有氧气放出,在铂电极上有氢气放出。产生此现象的原因在于,光照使半导体二氧化钛阳极产生具有极高氧化还原能力的电子-空穴对。在上述的光致半导体分解水的过程中,半导体作为一种媒介在反应前后是不变化的,但借助它却把光能转化成了化学反应的推动力。在这种意义上,半导体与催化反应中催化材料起的作用相似。随后的大量研究发现:不用外电路直接将沉积有金属铂的二氧化钛悬浮于水中,在光照下它也能使水分解。光催化正是在这个概念和方法基础上发展起来的。 随着纳米技术的发展,核壳结构纳米复合材料成为复合材料、纳米材料等领域研究的热点。核壳结构的纳米复合材料(CSNC)一般由中心的核以及包覆在外部的壳组成,CSNC中的内核与外壳之间通过物理、化学作用相互连接。广义的核壳结构不仅包括由不同物质组成的具有核壳结构的纳米复合材料,还包括中空微球、微胶囊等纳米复合材料。由于CSNC具有许多独特的物理和化学特性,在超疏水表面涂层、材料学、化学、磁学、电学、光学、生物医学、催化等领域都具有潜在的应用价值。 本文依据材料性能对CSNC的研究进展进行了总结,本文的目的不在于将全部文献进行回顾,而是针对应用方向对一些文献进行评述。目的在于指出应用方向、研究进展和存在的问题,以期为研究CSNC提供一些研究思路。 图1 核壳结构结构纳米复合为求及中控为求的结构示意图:(a)经典核壳结构;(b)空心球; (c)海胆型结构;(d)胶囊型结构

金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究【文献综述】

毕业论文文献综述 理论物理 金属纳米粒子LSPR效应的机理及其光谱特征研究LSPR的定义 LSPR现象是仅限于金属纳米粒子(有时被当作金属簇)和金属纳米结构中的传导电子共振现象。它发生在金属纳米结构中,如纳米粒子,纳米三角形,纳米岛等。当光子跟金属纳米粒子中的传导电子振动相匹配时,就会产生LSPR现象。用入射波长能够激发共振的电场激励LSPR,会产生强光散射,出现强表面等离子体吸收带,同时局部电磁场增强。 LSPR的研究历史 多项研究表明,基于LSPR的纳米传感器的传导机理与平面传感器的传导机理一致,是SPR传感器的拓展和延续。在近20年来,SPR传感器,利用折射率的原理来探测接合在金属表面上或其附近的分析物,并且被广泛的用于检测一系列的分析物的表面接合相互作用。 但是就SPR技术来说,它有三个明显的缺点:(1)SPR的共振角和共振波长的移动检测模式需要大量的光学阵列来实现;(2)局限于一些平方微米量级的信号传感元的尺寸,特别典型的是10μm×10μm;(3)实时性不强。 为了提高SPR生物传感器的灵敏度,近年来,基于纳米材料制成的生物传感芯片受到研究者广泛的关注。金属纳米粒子或不连续的金属纳米结构中存在局域表面等离子体,当其受到入射光激发时,会引起局域表面等离子体共振(LSPR),该金属纳米结构表面的局域电场被增强,对某一波段的光谱展现出强烈的吸收。金、银、铂等贵金属纳米粒子具有很强的LSPR效应,它们在紫外一可见光波段展现出很强的光谱吸收。LSPR效应是纳米贵金属颗粒表面电磁场增强的结果,这是平面金膜所不具备的 由于LSPR在这些方面优于SPR,所以LSPR取代了SPR。 LSPR的现状 目前局域表面等离子体共振(LSPR)的形成以及它载体上的金和银纳米粒子的光学 特性都具有很大的吸引力。金和银纳米粒子在各种纳米光学的应用,如生物芯片,以及纳米尺度方面都得到了广泛的重视和研究。被测溶液和固定在衬底表面的粒子之间的反应能够引起的生物分子层厚度的变化,而基于LSPR的检测方法就能够对这种即时变化

基于RF树脂纳米核壳结构复合微球的构筑及性能研究

云南化工Yunnan Chemical Technology May.2018 Vol.45,No.5 2018年5月第45卷第5期 纳米核壳结构复合微球是指以一种纳米微球为核,外面包覆上一种或多种其它的材料制备而成的微球所形成的一种复合结构[1-3]。纳米核壳结构复合微球既具备核材料的特有性能,又具备壳层材料的特有性能[4-6]。正是由于其独特的物理、化学性质,纳米核壳结构复合微球在生物载药[7-8]、催化[9-10]、能源转化[11-12]、环境吸附[13-14]等领域有着十分广泛的应用,吸引了越来越多的关注。其中以金属纳米粒子为核的纳米核壳结构复合微球,由于既具有金属核的优异性质,又能在壳层的保护下防止发生纳米粒子的团聚,因此大大拓宽了其在催化和电化学领域的应用。 目前制备以金属为核的纳米核壳结构复合微球最常用的方法是模板法。这种方法通常是先把金属纳米粒子制备出来,然后在外层包覆一层聚合物或者无机材料。比如,Liu[15]先制备出金纳米粒子,然后以纳米金粒子为种子,PVP为保护剂,TEOS为硅源,在异丙醇和水的混合溶剂中制备出Au@SiO2纳米核壳结构复合微球,最后以Au@SiO2为种子,以间苯二酚和甲醛为聚合反应物,制备得到Au@SiO2@RF纳米核壳壳结构复合微球。这种微球经过碳化和洗除模板可以得到碳球和Yolk-Shell微球。但是这种方法步骤冗长,处理手段多,浪费大量的时间,因此发展出一步合成的方法显得尤为重要。 本章我们在经典stober法的基础上,采用溶胶凝胶法一步合成Ag@SiO2@RF纳米核壳壳结构复合微球,无需先合成金属纳米粒子,并且将这种微球碳化、洗模板得到Yolk-Shell结构微球。本方法将金属粒子的还原、二氧化硅的包覆和酚醛树脂的聚合统一到一个体系之中,实现了一步法对Ag@SiO2@RF纳米核壳结构复合微球的可控制备。选择酚醛树脂作为包覆壳层是因为它同样适用于stober的合成体系,并且可以通过碳化得到碳材料,或者进行化学修饰得到其他的功能材料。 1 实验部分 1.1 试剂 间苯二酚、硼氢化钠、硝酸银、N,N-二甲基甲酰胺、无水乙醇、十六烷基三甲基溴化铵、罗丹明B、丙酮(AR,),氨水(22%-28%,国药集团化学试剂有限公司),正硅酸四乙酯(28.4%,国药集团化学试剂有限公司),甲醛(37%,国药集团化学试剂有限公司),氢氟酸(40%,国药集团化学试剂有限公司)。1.2 Ag@SiO2@RF纳米核壳结构复合微球的制备 采用一步法制备Ag@SiO2@RF纳米核壳结构复合微球,制备流程如下:称取20mL的去离子水和8mL的无水乙醇,然后加入0.1g的CTAB,搅拌完全溶解后加入0.1mL的氨水,30℃下搅拌15min,缓慢加入0.1mL刚刚配置的0.15mol/L的硝酸银溶液。搅拌15min后,加入2mL的TEOS。再搅拌30min后,加入0.28mL的甲醛溶液。搅拌1h后,加入0.2g间苯二酚。该混合物在30℃下保持搅拌状态24h,随后转移到水热釜中,100℃静置水热24h。水热结束,通过离心得到固体产物,分别用去离子水和无水乙醇洗涤三次,放到60℃真空烘箱中干燥一昼夜。 1.3 Ag@SiO2@RF核壳结构碳化制备多孔碳复合微球 取1.2步得到的固体产物,放置于管式炉中,在氮气氛围中600℃碳化1个h,升温速率为5℃/min,得到Ag@SiO2@C纳米核壳结构碳球。取10mg Ag@SiO2@C纳米核壳结构碳球,重新分散在10mL去离子水中,加入0.1mL的氢氟酸,常温下搅拌反应一昼夜。反应结束后,通过离心收集得到固体,分别用乙醇和水洗涤各三次,放到60℃真空烘箱中干燥一昼夜即得到Ag@C多孔碳复合微球。 1.4 催化反应测试 取5×10-2mg不同的核壳结构复合微球,重新分散在2mL的1×10-5的RB溶液中,超声15min,完全混合后,加入0.5mL的新配置的硼氢化钠溶液,摇晃均匀。反应过程中溶液颜色由红色变为无色,整个过程由紫外可见分光光度计(Evolution 201,Thermo Fisher)监控,波长在400~600nm之间。 2 结果与讨论 2.1 Ag@SiO2@RF纳米核壳结构复合微球的制备及表征 本章采用改性后的stober法制备Ag@SiO2@RF纳米核壳结构复合微球,以硝酸银为银源,TEOS为二氧化硅壳层来源,利用间苯二酚和甲醛在水和乙醇的混合溶剂中聚合速率远远慢于TEOS的分解缩聚速率,使二氧化硅壳层和酚醛树脂壳层依次原位包覆到纳米银颗粒表面。甲醛在充当酚醛树脂的反应物的同时,作为还原剂将单质银从硝酸银中还原出来,体系中不需要额外加入还原剂。整个Ag@SiO2@RF纳米核壳结构复合微球的制备流程如图1所示。 doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2018.05.056 基于RF树脂纳米核壳结构复合微球的构筑及性能研究 李 健,刘 睿 (同济大学 材料科学与工程学院,上海 201804) 摘 要:以硝酸银为银源,正硅酸四乙酯为硅源,甲醛和间苯二酚为酚醛树脂前驱体,采用溶胶凝胶法制备Ag@SiO2@RF纳米核壳壳结构复合微球,并在此基础上碳化、洗模板得到Ag@C多孔碳复合微球。通过催化性能比较测试,结果表明Ag@C多孔碳球表现出更高的催化活性。 关键词:核壳结构;碳材料;催化 中图分类号:TB383.1 文献标识码:B 文章编号:1004-275X(2018)05-078-04 ·78·

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