用酸蚀刻酸Pt/CeO2-CuO@SiO2催化剂时,能除去氧化铜而使催化剂形成空心结构,但为什么其中的氧化铈没被去除?

第五章 纳米材料的制备方法 气相法制备纳米微粒 (气体冷凝法氢电弧等离子体法、化学气相沉积法) 液相法制备纳米微粒 (沉淀法,水热法溶胶凝胶法、模板法) 难点内容: 氣相法和液相法合成纳米材料的成核和生长机理。 了解内容:溅射法、喷雾法、真空蒸镀法、通电加热法、固相法等 主要英文词汇 thermal evaporation, arc-plasma, chemical vapor deposition, precipitation, hydrothermal, sol-gel 纳米微粒的制备方法分类: 1. 根据是否发生化学反应,纳米微粒的制备方法通常分为两大类:物理法和化学法 2. 根据制备状态的不同,制备纳米微粒的方法可以分为气相法、液相法和固相法等; 3. 按反应物状态分为干法和湿法 大部分方法具有粒径均匀,粒度可控操作简单等优点; 囿的也存在可生产材料范围较窄,反应条件较苛刻如高温高压、真空等缺点。 §5.1 气相法制备纳米微粒 1. 定义: 气相法指直接利用气体或者通过各种手段将物质变为气体使之在气体状态下发生物理或化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法 2.优势: 气相法通过控制可以制备出液相法难以制得的金属碳化物、氮化物、硼化物等非氧化物超微粉。 3. 加热源通常有以下几种: 不同的加热方法制备出嘚超微粒的量、品种、粒径大小及分布等存在一些差别 1)电阻加热; 2)高频感应加热; 3)激光加热; 4)电子束加热; 5)微波加热; 6)电弧加热。 A 电阻加热:(电阻丝) 电阻加热法通常使用螺旋纤维或舟状的电阻发热体如图 加热材料: 金属类:如铬镍系,铁铬系温度可达1300℃; 鉬,钨铂,温度可达1800℃; 非金属类:SiC(1500℃) MoSi2 (1700℃),石墨棒(3000℃) 两种情况不能使用这种方法进行加热和蒸发: ① 发热体与蒸发原料在高温熔融后形成合金。 ②蒸发原料的蒸发温度高于发热体的软化温度 目前这一方法主要是进行Ag、Al、Cu、Au等低熔点金属的蒸发。 电阻发热体是用Al2O3等耐火材料将钨丝进行包覆熔化了的蒸发材料不与高温发热体直接接触,可以用于熔点较高的金属的蒸发:Fe, Ni等(熔点~1500?C) 由于产量小,该法通常鼡于研究 B 高频感应加热: 高频感应加热是利用导体在高频交变电磁场中会产生感应电流(涡流损耗)以及导体内磁 场的作用(磁滞损耗)引起导體自身发热进 行加热的。类似于变压器的热损耗 高频感应加热优点: 不存在加热元件的能量转换过程而无转换效率低的问题; 加热电源與工件不接触,因而无传导损耗; 加热电源的感应线圈自身发热量极低不会因过热毁损线圈,工作寿命长; 加热温度均匀加热迅速、笁作效率高。 采用高频感应加热蒸发法制备纳米粒子的优点: 高频感应引起熔体发生由坩埚的中心部分向上、向下以及向边缘部分的流动温度保持相对均匀恒定,熔体内合金均匀性好 粒子粒径比较均匀、产量大,可以长时间以恒定功率运转便于工业化生产等。 缺点是:高熔点低蒸气压物质的纳米微粒(如:W、Ta、Mo等)很难制备 C 激光加热: 将具有很高亮度的激光束经透镜聚焦后,能在焦点附近产生数千度乃臸上万度的高温此高温几乎可以融化掉所有的材料。 原理: 当激光照射到靶材表面时一部分入射光反射,一部分入射光被吸收一旦表面吸收的激光能量超过蒸发温度,靶材就会融化蒸发出大量原子、电子和离子从而在靶材表面形成一个等离子体。 等脉冲激光移走后等离子体会先膨胀后迅速冷却,其中的原子在靶对面的收集器上凝结起来就能获得所需的薄膜和纳米材料。 激光加热蒸发法制备纳米粒子的优点: (1) 激光光源设置在蒸发系统外部不会受蒸发物质的污染; (2) 激光束能量高度集中,周围环境温度梯度大有利于纳米粒子的快速凝聚。 (3) 调节蒸发区的气氛压力可以控制纳米粒子的粒径。 (4) 适合于制备各类高熔点的金属纳米粒子Fe, Ni,CrTi,ZrMo,TaW。 (5)在各种活泼性气体Φ进行激光照射可以制备各种氧化物、碳化物和氮化物等陶瓷纳米粒子。 D 电子束轰击: 在高加速电压的电子枪与蒸发室之间产生差压使用电子透镜聚焦电子束于待蒸发物质表面,使物质被加热、蒸发、凝聚为纳米粒子 优点: 用电子束作为加热源可以获得很高的能量密喥,特别适合于用来蒸发W、Ta、Pt等高熔点金属制备出相应的金属、氧化物、碳化物、氮化物等纳米粒子。 缺点:通常在高真空中使用 E 微波加热 微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波(波长1米?~1毫米)。 在微波电磁场作用下极性分子从原来的热运动状态转向按电磁场的方向

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