沉淀法制備納米微粒.ppt

1、A,1,沉淀法制備 納米微粒,沉淀法分類(lèi),（1）共沉淀法,(i)單相共沉淀,()混合物共沉淀,(2)均相沉淀法,(3)水解沉淀法,金屬醇鹽水解法,(a)復(fù)合醇鹽法,(b)金屬醇鹽混合溶液,沉淀劑慢慢地生成,原理：在溶液狀態(tài)下將不同化學(xué)成分的物質(zhì)混合，在混合溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯?如OH-，C2O42-，CO32-等)制備納米粒子的前驅(qū)體沉淀物（氫氧化物、水合氧化物或鹽類(lèi)），再將此沉淀物進(jìn)行干燥或煅燒，從而制得相應(yīng)的納米粒子。例如;,沉淀法主要分為：直接沉淀法 共沉淀法 均勻沉淀法 水解沉淀法 化合物沉淀法等,沉淀法,生成粒子的粒徑通常取決于沉淀物的溶解度，沉淀物的溶解度越小，相應(yīng)粒子徑也越小。

2、,定義：含多種陽(yáng)離子的溶液中加入沉淀劑后，所有離子完全沉淀的方法稱(chēng)共沉淀法，它又可分成單相共沉淀和混合物的共沉淀。,(i)單相共沉淀：沉淀物為單一化合物或單相固溶體時(shí)，稱(chēng)為單相共沉淀 例如，BaCl2+TiCl4（加草酸）形成了單相化合物BaTiO(C2O4)24H2O，經(jīng)（450-7500C）分解得到BaTiO3的納米粒子。,（1）共沉淀法Coprecipitation Method,()混合物共沉淀,共沉淀例子：ZrO2-Y2O3 （鋯、釔） 例： Y2O3+6HCl=2YCl3+3H2O ZrOCl28H2O和YCl3混合液中加NH4ON ZrOCl2+2NH4OH+H2O=Zr(OH)

3、4+2NH4Cl YCl3+3NH4OH=Y(OH)3+3NH4Cl 經(jīng)洗滌、脫水、煅燒得ZrO2（Y2O3）微粒.,如果沉淀產(chǎn)物為混合物時(shí)，稱(chēng)為混合物共沉淀,混合物共沉淀過(guò)程是非常復(fù)雜的溶液中不同種類(lèi)的陽(yáng)離子不能同時(shí)沉淀各種離子沉淀的先后與溶液的pH值密切相關(guān),例如，Zr，Y，Mg，Ca的氯化物溶入水形成溶液，隨pH值的逐漸增大，各種金屬離子發(fā)生沉淀的pH值范圍不同,為了獲得沉淀的均勻性，通常是將含多種陽(yáng)離子的鹽溶液慢慢加到過(guò)量的沉淀劑中并進(jìn)行攪拌，使所有沉淀離子的濃度大大超過(guò)沉淀的平衡濃度，盡量使各組份按比例同時(shí)沉淀出來(lái)，從而得到較均勻的沉淀物。,定義： 一般的沉淀過(guò)程是不平衡的，但如果控

4、制溶液中的沉淀劑濃度，使之緩慢地增加，則使溶液中的沉淀處于平衡狀態(tài)且沉淀能在整個(gè)溶液中均勻地出現(xiàn)，這種方法稱(chēng)為均相沉淀 特點(diǎn): 通過(guò)溶液中的化學(xué)反應(yīng)使沉淀劑慢慢地生成，從而克服了由外部向溶液中加沉淀劑而造成沉淀劑的局部不均勻性，結(jié)果沉淀不能在整個(gè)溶液中均勻出現(xiàn)的缺點(diǎn)。,(2)均相沉淀法,例如：,隨著尿素水溶液的溫度逐漸升高至70附近，尿素會(huì)發(fā)生分解。 (NH2)2CO+3H2O3NH4OH +CO2 則沉淀劑在金屬鹽溶液中均勻分布，濃度低，使得沉淀物均勻生成，尿素的分解速率收加熱溫度和尿素濃度的控制，因此可以使尿素分解速度降得很低。,特點(diǎn) ： (i)采用有機(jī)試劑作金屬醇鹽的溶劑，由于有機(jī)試劑純

5、度高因此氧化物粉體純度高 ()可制備化學(xué)計(jì)量的復(fù)合金屬氧化物粉末,(3)水解沉淀法,金屬醇鹽水解法原理：利用一些金屬有機(jī)醇鹽能溶于有機(jī)溶劑并可能發(fā)生水解，生成氫氧化物或氧化物沉淀的特性，制備細(xì)粉料的一種方法。,對(duì)鈦鹽溶液的水解可以使其沉淀，合成球狀的單分散形態(tài)的二氧化鈦納米粒子。 通過(guò)水解三價(jià)鐵鹽溶液，可以得Fe2O3納米粒子。,復(fù)合金屬氧化物粉末最重要的指標(biāo)之一是氧化物粉末顆粒之間組成的均一性。用醇鹽水解法就能獲得具有同一組成的微粒。 例如，由金屬醇鹽合成的SrTiO3通過(guò)50個(gè)粒子進(jìn)行組分分析結(jié)果見(jiàn)表，由表可知，不同濃度醇鹽合成的SrTiO3粒子的Sr/Ti之比都非常接近1，這表明合成的粒

6、子，以粒子為單位都具有優(yōu)良的組成均一性，符合化學(xué)計(jì)量組成,堿金屬、堿土金屬、鑭系等元素可以與醇直接反應(yīng)生成金屬醇鹽和氫。 M十nROH一M(OR)n十n/2H2， 其中R為有機(jī)基團(tuán)，如烷基,C3H7，C4H9等，M為金屬Li，Na，K，Ca，Sr，Ba等強(qiáng)正電性元素在惰性氣氛下直接溶于醇而制得醇化物但是Be，Mg，Al，Tl，Sc，Y等弱正電性元素必須在催化劑(I2、HgCl2、HgI2)存在下進(jìn)行反應(yīng)。,A 金屬醇鹽的合成,(i)金屬與醇反應(yīng),金屬不能與醇直接反應(yīng)可以用鹵化物代替金屬 (a)直接反應(yīng)(B，Si，P) MCl3+3C2H5OHM(OC2H5)3+HCl， 氯離子與烴氧基(RO)

7、完全置換生成醇化物 (b)堿性基加入法 多數(shù)金屬氯化物與醇的反應(yīng)，僅部分C1- 離子與烴氧基(RO)發(fā)生置換則必須加入NH3、吡啶、三烷基胺、醇鈉等堿性基，使反應(yīng)進(jìn)行到底。,()金屬鹵化物與醇反應(yīng),除硅和磷的醇鹽外，幾乎所有的金屬醇鹽與水反應(yīng)都很快，產(chǎn)物中的氫氧化物、水合物灼燒后變?yōu)檠趸?迄今為止，己制備了100多種金屬氧化物或復(fù)合金屬氧化物粉末 (i)一種金屬醇鹽水解產(chǎn)物 由于水解條件不同，沉淀的類(lèi)型亦不同。,B 超細(xì)粉末的制備,金屬醇鹽與水反應(yīng)生成氧化物、氫氧化物、水合氧化物的沉淀,金屬酵鹽法制備各種復(fù)合金屬氧化物粉末是本法的優(yōu)越性之所在表中列出了根據(jù)氧化物粉末的沉淀狀態(tài)分類(lèi)的復(fù)合氧化物,()復(fù)合金屬氧化物粉末,由Ba與醇直接反應(yīng)得到Ba的醇鹽，并放出氫氣； 醇與加有氨的四氯化鈦反應(yīng)得到Ti的醇鹽，然后濾掉氯化銨 將上述獲得的