氣相法通常需要在高溫、溶漿機(jī)惰性氣體氛圍中進(jìn)行,適用于制備金屬、半導(dǎo)體、碳化物、氮化物和氧化物等以易升華物質(zhì)為原料的納米微粒、一維納米材料和納米陣列、納米薄膜。大多數(shù)氣相法屬于物理法,但也有部分屬于氣相化學(xué)反應(yīng)。 。ǎ保┱婵照舭l(fā)冷凝法 此方法是在高純惰性氣氛中(氬、氦、氮等),對(duì)物質(zhì)進(jìn)行真空加熱蒸發(fā),蒸氣在氣體介質(zhì)中冷凝形成超細(xì)微粒。在蒸發(fā)過程中,由原物質(zhì)發(fā)出的原子由于與惰性氣體原子碰撞,使之迅速損失能量而冷卻,這種有效的冷卻過程在原物質(zhì)蒸氣中造成很高的局域過飽和,這將導(dǎo)致均勻的成核過程,形成單個(gè)納米微粒。這種方法適用于制備金屬、過渡金屬氮化物、易升華離子化合物和氧化物等材料的納米微粒。1984年Gleiter制備金屬納米粒子即用此法。該法得到的納米微粒經(jīng)過高壓壓制成型,可以得到三維納米塊材料,如1987年Siegles用該法成功制備了TiO納米陶瓷。2 (2)活性氫熔融金屬法 含有氫氣的等離子體與金屬間產(chǎn)生電弧,使金屬熔融,電離的N、Ar等氣體和H溶入熔融金屬,然后
釋放出來,在氣體中形22成了金屬的納米粒子。此法也可應(yīng)用于制備納米陶瓷粒子! 。ǎ常R射法 此法是在陰陽電極間充Ar氣,然后施加電壓,由于電極間的輝光放電使Ar電離,在電場(chǎng)作用下Ar離子沖擊陰極,使其表面原子蒸發(fā)出來形成納米粒子。適合制備各種熔點(diǎn)和多元組分的金屬納米微粒。此法也適合制備各種納米鑲嵌薄膜。 。ǎ矗┝鲃(dòng)液面上真空蒸度法 該法的原理是在高真空中蒸發(fā)的金屬原子在流動(dòng)的油內(nèi)形成納米粒子。產(chǎn)品為含大量納米粒子的糊狀油。該法制備的金屬納米粒子尺寸分布較窄并可調(diào)。 (5)通電加熱蒸發(fā)法 此法適合于制備金屬碳化物。原理是通過在惰性氣氛下,碳棒與金屬相接觸,加熱使金屬熔化,再與高溫碳發(fā)生反應(yīng)生成。 (6)激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積(LICVD) 這種方法的基本原理是利用反應(yīng)氣體分子(或光敏劑分子)對(duì)特定波長(zhǎng)激光束的吸收,引起反應(yīng)氣體分子激光光432第十一章 現(xiàn)代化學(xué)應(yīng)用講座 解、激光熱解、激光光敏化和激光誘導(dǎo)化學(xué)合成反應(yīng),在一定工藝條件下,獲得納米粒子空間成核和生長(zhǎng)。
該法具有清潔表面、粒子大小可調(diào)、粒度分布均勻等優(yōu)點(diǎn),適合于制備晶態(tài)或非晶態(tài)納米微粒! 。ǎ罚┍ńz法 這種方法適用于工業(yè)上連續(xù)生產(chǎn)納米金屬、合金和金屬氧化物納米微粒,原理是融斷的金屬絲在高壓電場(chǎng)內(nèi)放電形成蒸氣,在惰性氣體碰撞下形成納米微粒,這里的金屬絲可以通過供絲系統(tǒng)進(jìn)行半連續(xù)生產(chǎn)! 。ǎ福┗瘜W(xué)氣相凝聚法 此法是通過前驅(qū)物金屬有機(jī)分子熱解獲得納米微粒。利用惰性載氣攜帶金屬有機(jī)前驅(qū)物進(jìn)入高溫爐,使?fàn)t內(nèi)保持低壓狀態(tài),原料熱解形成團(tuán)簇,進(jìn)而形成納米微粒。如以碳?xì)浠衔餅樵,則通過熱解也可以得到碳納米管! 。ǎ梗╇娀》烹姺ā。保梗梗梗蹦辏桑椋辏椋恚崾状沃苽涠啾谔技{米管使用的就是用碳棒做電極進(jìn)行直流電弧放電的方法。以后有人以Fe或Co為催化劑通過該法又合成了單壁碳納米管,在此以后,單壁碳納米管的陣列也由該法制備出。 。ǎ保埃┨技{米管模板法 該法是以碳納米管為模板,通過與高溫氣體的反應(yīng),合成多種碳化物和氮化物的一維納米材料。1995年哈佛大學(xué)的戴宏杰提出了使用該法制備一維納米線的普適反應(yīng)模式。



