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摘 要：纳米粒子粉的直径、粒子分布和其余的物理、化学性质取决于制造工艺。微乳液和均匀沉淀耦合法的优点是操作简单，不仅能得到具有较窄粒径分布的纳米粒子，还能对粒子的粒径进行剪裁。文章采用微乳液融合均匀沉淀方法，在微波辐射的条件下进行纳米氧化物制造。考察制备条件对产物平均粒径以及粒径分布的影响，并研究微波介入对产物粒径、分布和晶体结构的作用。
关键词：纳米氧化物；微乳液；均匀沉淀；耦合
1006-8937（2013）11-0172-02
纳米粉体的粒径、粒径分布及其他物理化学性质主要由制备工艺决定。近年来，对纳米氧化锌的制备工艺有良多，好比固相合成、激光气相沉积、喷雾热解等。考察制备前提对产物均匀粒径以及粒径分布的影响，并研究微波参与对产物的粒径、分布和晶体结构的作用。
纳米氧化锌粉体无毒、表面积大、张力大、非迁移、磁性强，而且原料很轻易获得。微乳液和平均沉淀耦正当同时具有微乳液法和平均沉淀法的长处，且操纵简朴，设备数目少，不仅能得到具有较窄粒径分布的纳米粒子，还能对粒子的粒径进行剪裁。
因为二氧化铈具有宽带强吸收不吸收可见光的优异机能，若在二氧化硅中如果少量的纳米二氧化铈，则能使玻璃具有防紫外线的功能，且仍旧具备透光的功能；若在催化剂中如果纳米二氧化铈的粉末，能够显著地降低催化剂的积碳程度，延长使用寿命。本文采用微乳液融合均匀沉淀方法，微波辐射的条件下进行纳米氧化物制造。在耐磨橡胶、陶瓷、玻璃、催化剂和雷达吸波材料制造领域得到广泛的应用。
①用酒精水洗沉淀3次。
②用去掉离子后的H2O清洗沉淀3次。
③在50 ℃的真空环境下干燥3 h。
④干燥后形成白色乙二酸铈固体。
⑤将固体置于空气中焙烧1 h，即得到纳米粉体。
当微乳液的水核温度上升到一定程度时，乙二酸二甲酯的水解速率加快，出产乙二酸和甲醇，因为乙二酸的解离常数较大，而水核中的乙二酸浓度较低，因而乙二酸电离出产乙二酸根粒子；当水核溶液的过饱和度超过一定限度时，水核中就产生HC2O4晶核。微乳液与平均沉淀耦正当以微乳液的水核作为乙二酸二甲酯和NO3-平均沉淀的微反应器。
即使生成的HC2O4的颗粒直径在长时间的团聚作用下变大，但粒径表面可以被包裹在水核界面中，当HC2O4颗粒长大到水核的作用范围时，起到了稳定和控制其进一步变大的作用；
所以，微乳液与平均沉淀耦正当利于控制合成具有一定粒径和粒径分布的纳米粒子。另一方面，因为不需要将微乳液、一般溶液、固体甚至气体的进行混合制备，避免了浓度梯度对反应物造成影响。
微乳液水核中的反应式为：
C2O4（CH3）2+H2O→C2O4H2+CH3OH
C2O4H2→C2O42-+H-
C2O42-+Ce3-→Ce2（C2O4）3
或者：C2O42-+Zn3-→ZnC2O4
由以上分析可知，在微乳液和均匀沉淀耦合法制备纳米粒子的过程中，反应物是一次加入的，但是当加热微乳液时，在水核中依次发生了三个反应，生产HC2O4沉淀。所以，微乳液和均匀沉淀耦合发的工艺特点很简单、操作方便。
反应结束后分离出HC2O4晶体，经减压、干燥、烘烤获得CeO2以及ZnO纳米晶体。所以在整个制备工艺过程中，纳米晶粒其实是融合沉淀溶剂在干、湿环境下反应的产物：
Ce2（C2O4）3·10H2O→Ce2（C2O4）3
ZnC2O4·2H2O→ZnC2O4
Ce2（C2O4）3→CeO2
ZnC2O4→ZnO
微波的频率是在0.3～300 GHz之间的电磁波，若某种物质在微波环境下收到辐射，其分子之间的结构会极化（电子、原子极化、偶极转向），其中，偶极转向极化可用于加热物质。微乳液的连续相本身并不吸收微波能，仅仅因为溶解了少量表面活性剂，助表面活性剂和反应物而具有很小的极性，吸收微波能的能力很弱。
水溶液的电介损耗系数较大，具有很强的吸收微波能力。因此当用微波辐射微乳液时，微波几乎能够在没有损耗的情况下穿透连续相加热水核，水核温度就迅速升高。这样微波就可以对水核进行平均地额甚至具有相称程度选择性的加热，水核的温度就几乎同步上升，保证了水核中的反应能够同步进行；而且因为与水核比拟，联系想的温度上升滞后，可以保持较长时间的不乱。而连续相主要通过与水核之间的热传导来加热。就能保证沉淀反应以较快的速率进行，而且得到先驱体和纳米氧化物粉体的粒径分布更窄。
先将一定量的表面活性剂和正乙醇加入70 mlC7H16中，再加入8 ml乙二酸二甲酯和Ce（NO3）3·6H2O的混合水溶液，搅拌反应成为透明的微乳液，放入微波反应器中进行一段时间的敷设。然后释放压力蒸馏得到C7H16和H2O，分别用乙醇和去离子水洗沉淀各三次。将沉淀在50 ℃真空干燥3 h，得到白色水合乙二酸铈。水合乙二酸铈经过在空气氛下焙烧1 h，就得到纳米粉体。
参考文献：
李宁，袁国伟.化学镀镍基合金理论与技术[M].北京：哈尔滨工业大学出版社，2000.
向阳辉.镁合金直接化学镀镍活化表面状态对镀速的影响[J].电镀与环保，2000，（2）.
[3] 霍宏伟，李映，王福会.AZ91D镁合金化学镀镍[J].中国腐蚀与防护学报，2002，（1）：14.
关键词：纳米氧化物；微乳液；均匀沉淀；耦合
1006-8937（2013）11-0172-02
纳米粉体的粒径、粒径分布及其他物理化学性质主要由制备工艺决定。近年来，对纳米氧化锌的制备工艺有良多，好比固相合成、激光气相沉积、喷雾热解等。考察制备前提对产物均匀粒径以及粒径分布的影响，并研究微波参与对产物的粒径、分布和晶体结构的作用。
纳米氧化锌粉体无毒、表面积大、张力大、非迁移、磁性强，而且原料很轻易获得。微乳液和平均沉淀耦正当同时具有微乳液法和平均沉淀法的长处，且操纵简朴，设备数目少，不仅能得到具有较窄粒径分布的纳米粒子，还能对粒子的粒径进行剪裁。
因为二氧化铈具有宽带强吸收不吸收可见光的优异机能，若在二氧化硅中如果少量的纳米二氧化铈，则能使玻璃具有防紫外线的功能，且仍旧具备透光的功能；若在催化剂中如果纳米二氧化铈的粉末，能够显著地降低催化剂的积碳程度，延长使用寿命。本文采用微乳液融合均匀沉淀方法，微波辐射的条件下进行纳米氧化物制造。在耐磨橡胶、陶瓷、玻璃、催化剂和雷达吸波材料制造领域得到广泛的应用。
1 传统加热条件下的纳米氧化物制备
1.1 试验方法
在常温条件下把一定量的正乙醇和表面活性剂融于65 ml的C7H16中，同时准备好8 ml的乙二酸二甲酯以及硝酸锌的融合性试剂，将试剂进行充分混合直至变成透明，此时为微乳液状态。将次混合性微乳液加热至45 ℃反应3 h后，进行压力释放、蒸馏获得H2O和C7H16；然后采取以下清洗步骤：①用酒精水洗沉淀3次。
②用去掉离子后的H2O清洗沉淀3次。
③在50 ℃的真空环境下干燥3 h。
④干燥后形成白色乙二酸铈固体。
⑤将固体置于空气中焙烧1 h，即得到纳米粉体。
1.2 反应机理
用均匀沉淀法制备成HC2O4的关键步骤是：把乙二酸二甲酯以及NO3-在室温环境下在H2O中溶解，获得混沌溶剂。由于乙二酸二甲酯水解在室温下具有较长的诱导期，造成溶液中乙二酸浓度很低，因而能令乙二酸二甲酯和NO3-充分混合，但不会沉淀产生HC2O4。当加热混沌溶剂至45 ℃时，可以极大缩短乙二酸二甲酯水解的诱导期，乙二酸以及乙二酸根离子在溶液中平均地分布，从本质上降低了沉淀剂的浓度。如果混沌溶剂的过饱和HC2O4粒子的粒径分布较窄，但由于难以限制晶粒的生长程度和团聚作用，用一般的均匀沉淀法控制HC2O4的颗粒的直径是很困难的。当微乳液的水核温度上升到一定程度时，乙二酸二甲酯的水解速率加快，出产乙二酸和甲醇，因为乙二酸的解离常数较大，而水核中的乙二酸浓度较低，因而乙二酸电离出产乙二酸根粒子；当水核溶液的过饱和度超过一定限度时，水核中就产生HC2O4晶核。微乳液与平均沉淀耦正当以微乳液的水核作为乙二酸二甲酯和NO3-平均沉淀的微反应器。
即使生成的HC2O4的颗粒直径在长时间的团聚作用下变大，但粒径表面可以被包裹在水核界面中，当HC2O4颗粒长大到水核的作用范围时，起到了稳定和控制其进一步变大的作用；
所以，微乳液与平均沉淀耦正当利于控制合成具有一定粒径和粒径分布的纳米粒子。另一方面，因为不需要将微乳液、一般溶液、固体甚至气体的进行混合制备，避免了浓度梯度对反应物造成影响。
微乳液水核中的反应式为：
C2O4（CH3）2+H2O→C2O4H2+CH3OH
C2O4H2→C2O42-+H-
C2O42-+Ce3-→Ce2（C2O4）3
或者：C2O42-+Zn3-→ZnC2O4
由以上分析可知，在微乳液和均匀沉淀耦合法制备纳米粒子的过程中，反应物是一次加入的，但是当加热微乳液时，在水核中依次发生了三个反应，生产HC2O4沉淀。所以，微乳液和均匀沉淀耦合发的工艺特点很简单、操作方便。
反应结束后分离出HC2O4晶体，经减压、干燥、烘烤获得CeO2以及ZnO纳米晶体。所以在整个制备工艺过程中，纳米晶粒其实是融合沉淀溶剂在干、湿环境下反应的产物：
Ce2（C2O4）3·10H2O→Ce2（C2O4）3
ZnC2O4·2H2O→ZnC2O4
Ce2（C2O4）3→CeO2
ZnC2O4→ZnO
2 基于微波加热的微乳液和均匀沉淀偶合法的纳米
氧化物制备微波的频率是在0.3～300 GHz之间的电磁波，若某种物质在微波环境下收到辐射，其分子之间的结构会极化（电子、原子极化、偶极转向），其中，偶极转向极化可用于加热物质。微乳液的连续相本身并不吸收微波能，仅仅因为溶解了少量表面活性剂，助表面活性剂和反应物而具有很小的极性，吸收微波能的能力很弱。
水溶液的电介损耗系数较大，具有很强的吸收微波能力。因此当用微波辐射微乳液时，微波几乎能够在没有损耗的情况下穿透连续相加热水核，水核温度就迅速升高。这样微波就可以对水核进行平均地额甚至具有相称程度选择性的加热，水核的温度就几乎同步上升，保证了水核中的反应能够同步进行；而且因为与水核比拟，联系想的温度上升滞后，可以保持较长时间的不乱。而连续相主要通过与水核之间的热传导来加热。就能保证沉淀反应以较快的速率进行，而且得到先驱体和纳米氧化物粉体的粒径分布更窄。
先将一定量的表面活性剂和正乙醇加入70 mlC7H16中，再加入8 ml乙二酸二甲酯和Ce（NO3）3·6H2O的混合水溶液，搅拌反应成为透明的微乳液，放入微波反应器中进行一段时间的敷设。然后释放压力蒸馏得到C7H16和H2O，分别用乙醇和去离子水洗沉淀各三次。将沉淀在50 ℃真空干燥3 h，得到白色水合乙二酸铈。水合乙二酸铈经过在空气氛下焙烧1 h，就得到纳米粉体。
3 结 语
用微乳液和均匀沉淀耦合法制备出CeO2和ZnO纳米粒子，产物的粒径分布较窄；水与表面的活性、反应物相对浓度、助表面活性剂。温度等对平均粒径具有规律性的影响，在微波加热的条件下，不仅没有改变产物的晶体结构，还可以使产物的粒径分布变得更窄。参考文献：
李宁，袁国伟.化学镀镍基合金理论与技术[M].北京：哈尔滨工业大学出版社，2000.
向阳辉.镁合金直接化学镀镍活化表面状态对镀速的影响[J].电镀与环保，2000，（2）.
[3] 霍宏伟，李映，王福会.AZ91D镁合金化学镀镍[J].中国腐蚀与防护学报，2002，（1）：14.
源于：论文参考文献格式www.udooo.com
[4] Y.D.He，H.F.Fu，X.G.Li，W.Gao.Microstructure and properties of mechanical attrition enhanced electroless Ni P plating on magnesium alloy[J].Scripta Materialia，2008，（58）.