通過向納米材料前驅物中加入表面活性劑可(ke)以降低表(biao)面(mian)張力,減少(shao)表(biao)面(mian)能,從而(er)降低分散體系中固體或液體粒子的聚集(ji)程度,保持分散體系相對(dui)穩定(ding),有效地(di)對(dui)納(na)米粒子的大小和形貌(mao)進行調控。
加入表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)可以(yi)在(zai)氧化鋅前驅體表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)可起(qi)到空(kong)間位阻作(zuo)用,減少粒(li)子間直接(jie)接(jie)觸(chu),避(bi)免因(yin)氫鍵或范(fan)德華力的(de)作(zuo)用而導致團聚。在(zai)前驅物生(sheng)成(cheng)階段,表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)吸附在(zai)前驅物微粉的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian),使顆粒(li)之間不易發生(sheng)團聚。真空(kong)干燥時,表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)分(fen)子在(zai)顆粒(li)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形成(cheng)單(dan)分(fen)子膜(mo),降(jiang)低(di)(di)了溶劑(ji)與(yu)空(kong)氣的(de)接(jie)觸(chu)面(mian)(mian)(mian),表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張力急(ji)劇下(xia)降(jiang),微粒(li)間不易靠(kao)近而降(jiang)低(di)(di)微粉團聚程度。此外(wai),表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)的(de)靜電效(xiao)應也可以(yi)在(zai)一定(ding)程度上降(jiang)低(di)(di)微粉的(de)團聚程度。
以(yi)(yi)硫酸(suan)鋅(xin)和碳酸(suan)氫銨為(wei)原料,在(zai)反應前加入(ru)聚乙二醇(PEG),可得(de)到無團聚的堿(jian)式(shi)碳酸(suan)鋅(xin)前驅體;或(huo)通過(guo)在(zai)固(gu)相反應過(guo)程中加入(ru)表(biao)面(mian)活性劑PEG,可以(yi)(yi)制備(bei)出粒徑(jing)更小、分散性更好的納(na)米(mi)氧化鋅(xin);若用可以(yi)(yi)形成液晶的復合非離(li)子型表(biao)面(mian)活性劑作為(wei)分子模(mo)板,通過(guo)超聲溶膠法控制,則可制備(bei)出平(ping)行束(shu)狀納(na)米(mi)ZnO晶須(xu),其(qi)等(deng)效(xiao)平(ping)均粒徑(jing)為(wei)50nm。
以Zn(NO3)2?6H2O、Na2CO3-NaHCO3為(wei)(wei)原料,陰離子(zi)表面活性(xing)劑(ji)(ji)為(wei)(wei)乳化劑(ji)(ji),有機溶劑(ji)(ji)為(wei)(wei)分(fen)(fen)散劑(ji)(ji),乳化法制(zhi)備前驅(qu)物,熱分(fen)(fen)解(jie)后(hou)得到的納(na)米(mi)ZnO為(wei)(wei)標準六方晶系,其平(ping)均(jun)粒(li)徑(jing)13.5nm;若用聚乙烯(xi)砒咯烷酮(tong)(PVP)作為(wei)(wei)表面修飾劑(ji)(ji), 可以合成出(chu)粒(li)度(du)(du)分(fen)(fen)布窄、平(ping)均(jun)粒(li)度(du)(du)為(wei)(wei)4.0nm的氧化鋅納(na)米(mi)微粒(li)。
利用不(bu)同分(fen)子量(liang)的(de)(de)非離(li)子型(xing)聚合物PEG作(zuo)為大分(fen)子表面活性劑,在特定的(de)(de)膠(jiao)束濃度范(fan)圍(wei)和介質體(ti)系(xi)中(zhong)形成超分(fen)子模板,即(ji)“微反應(ying)器”,可以(yi)(yi)制備出(chu)具有球形、針棒(bang)狀(zhuang)納(na)米(mi)(mi)氧化鋅(xin)和均勻(yun)分(fen)散(san)的(de)(de)六角形、片狀(zhuang)、螺旋棒(bang)狀(zhuang)的(de)(de)氧化鋅(xin)納(na)米(mi)(mi)、亞微米(mi)(mi)材(cai)料;以(yi)(yi)聚乙二(er)醇-400為表面活性劑,通過溶膠(jiao)-凝(ning)膠(jiao)法(fa)(fa)合成出(chu)的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)ZnO粉末(mo)粒(li)(li)徑能達到(dao)(dao)70nm左右,且顆粒(li)(li)均勻(yun),粒(li)(li)徑分(fen)布(bu)范(fan)圍(wei)窄,選取一(yi)定量(liang)的(de)(de)納(na)米(mi)(mi)ZnO粉體(ti),用滴定分(fen)析法(fa)(fa)分(fen)析其中(zhong)ZnO的(de)(de)含量(liang),發現該粉末(mo)的(de)(de)純度能達到(dao)(dao)99%以(yi)(yi)上。
加入(ru)表面活性(xing)劑在(zai)(zai)(zai)一定(ding)程度上可以制備一定(ding)形貌的(de)(de)納(na)米氧(yang)化(hua)鋅(xin)。以Zn(CH3COO)2?2H2O、(COOH)2?2H2O為(wei)(wei)(wei)原料,乙(yi)二(er)胺(an)為(wei)(wei)(wei)表面活性(xing)劑。在(zai)(zai)(zai)不添(tian)加乙(yi)二(er)胺(an)的(de)(de)條件下,得到的(de)(de)納(na)米ZnO顆(ke)粒大部分為(wei)(wei)(wei)球(qiu)形或(huo)接近球(qiu)形的(de)(de)顆(ke)粒,粒子尺(chi)寸較小且分布均(jun)勻,平均(jun)直徑在(zai)(zai)(zai)30nm左右,沒有(you)針狀(zhuang)(zhuang)、棒狀(zhuang)(zhuang)和短柱狀(zhuang)(zhuang)出現(xian);若在(zai)(zai)(zai)同樣的(de)(de)反應體系中(zhong),加入(ru)乙(yi)二(er)胺(an),得到的(de)(de)是棒狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)納(na)米ZnO顆(ke)粒。吳慶生(sheng)等在(zai)(zai)(zai)PbCl2納(na)米線(xian)的(de)(de)制備研究中(zhong)也發現(xian)了類似的(de)(de)現(xian)象。