近年來,開發新型金屬納米復合材料的研究開始引起人們的興趣。金屬納米復合材料除能保留原有金屬材料的主要特性外,由于超細和復合效應而具備與大塊材料不同的物理化學性能(如熱學、電學、磁學和化學等),因而用有機高分子物質修飾復合鐵微粒或鐵系氧化物等技術不斷出現,但這種修飾復合技術均是將鐵微粒或鐵系氧化物微粒用有機高分子包裹,因而微粒的粒徑依賴于所加金屬微粒的大小。W/O型微乳液或反相微乳液法是制備包裹型超細微粒的一種有效而簡便的方法。例如,張巖等用NaOH與十二烷基苯磺酸鈉(DBS)/甲苯/H2O微乳體系從FeCl3,Fe2O3制備了FeCl3超細微粉;Lufimpadi0等用NaBH4還原Fe3+制備了鐵和硼的復合物,并發現該復合物微粒的粒徑隨反膠團中水含量的增加而增大。
下面介紹一種制備納米復合鐵的方法。
【實例】
原料與試劑:異戊醇,正庚烷,二甲苯,FeCl3·6H2O,NaBH4,次氯酸鈉,蒸餾水。
表面活性劑:十二烷基苯磺酸鈉(DBS)。
制備方法:微乳法。
制備過程:在保持w/o(水和表面活性劑的摩爾比)為1:5的條件下,將0.056mol/L FeCl2,0.05mol/LDBS,0.75mol/L水與10ml異戊醇和40ml正庚烷混合于錐形瓶中,電磁攪拌,使之充分乳化,得淺黃綠色微乳液A;另將6.8ml異戊醇和20ml正庚烷與0.282mol/L NaBH混合,電磁攪拌乳化,得微乳液8,然后將B倒入A混合,移人三口燒瓶中,加20ml二甲苯,水浴減壓回流1.5h。待二甲苯、水和其他有機物蒸出后,殘余物用丙酮多次洗滌,去除懸浮物,剩余物離心分離,真空干燥,最后用磁選法選出鐵微粒。得到的超細鐵粉呈均勻球形,平均粒徑約120nm,表面包裹有DBS,其密度為3.009/cm3,具有大的比表面積及良好的磁流變性(MR)和優良的穩定性。圖1和圖2分別為納米Cu、Cd的電鏡照片。

圖1納米Cu

圖2納米Cd
以上分別介紹了不同納米粉體材料的合成方法,實際上,納米粉體的合成方法很多,本書也無法一一陳述。原則上,采用濕法制備納米粉體,關鍵技術是對表面活性劑的應用方式。首先是對表面活性劑的選擇,在不同的反應體系中必須采用與之匹配的表面活性劑,這些在了解表面活性劑基本性能基礎上還要靠試驗和經驗。其次,是對膠團的形成和可能的形狀以及對合成反應的影響有一定的預計。三是表面活性劑與其他助劑的配伍,往往復配的表面活性熱效果更好。



