摘要:纳米颗粒通过增加比表面积来提高微量元素的生物利用度,根据合成工艺可分为三大类,即物理方法、化学方法和生物方法,其中化学方法合成的矿物质纳米颗粒具有更均匀的尺寸、更好的稳定性和更好的生产可控性,工业化潜力较大。本文通过文献检索化学方法合成微量元素纳米颗粒的研究现状,通过元素分类归纳微量元素化学合成的工艺路线,以期为进一步的探索奠定一定的基础。
关键词:微量元素;纳米颗粒;化学方法;工艺路线
1 引言
动物健康取决于许多因素,人们越来越认识到饮食在维持健康和预防疾病方面起着举足轻重的作用。在日粮成分中,微量元素在维持家禽生产的快速生长、繁殖和免疫能力方面具有特殊的重要性,因为矿物质能减少自由基和有毒代谢物对动物体内免疫过程的不利影响。并且动物的抗氧化/促氧化平衡可以通过矿物添加剂进行正向调节,借此影响动物的衰老速度和抗病能力。然而饲料中的许多矿物质的生物利用度很差,与生物细胞的实际需求相比,矿物质添加剂的需求量过高,导致大量矿物质排泄到环境中,增加了生产成本。矿物质的生物利用率会受到各种变量的影响,包括物种、生理状态、之前的饮食、与饲料添加剂中其他成分的相互作用、矿物质成分的来源、合成结构以及溶解度。然而在这些变量中,两种或多种矿物质之间的拮抗作用会极大地降低矿物质的生物利用率。
自1956年以来,六十多年的飞速发展使得纳米材料已经成为现代研究的一个重要领域,在电子学、医学、农业和畜牧业都存在着巨大的应用潜力。简单来说,纳米技术可以定义为“操纵(设计、合成)尺寸小于单个原子尺寸的粒子”。伴随粒子尺寸的减小,纳米材料的比表面积和表面原子比例的剧增,纳米粒子表面的曲率和边缘更大、催化活性位点更高、表面缺陷增加,进而表现出独特的物理、化学和生物性质,例如材料强度、溶解度、电导、光学、热行为和催化活性等。一般而言,纳米结构金属颗粒的合成路线分为三种,一是可以通过自上而下法的物理方法合成,将大块金属进行机械研磨;二是通过自下而上法的化学方法合成,重点依赖于金属盐的湿化学还原,包括金属原子的成核和生长过程;三是利用微生物、真菌、藻类、含有活性分子的植物提取物、蛋白质、DNA等作为模板载体的生物方法合成,通常也被称为绿色合成,使用的是天然的无毒环保还原剂。
三种合成方法各有优劣,其中物理方法合成金属纳米粒子主要包括包括高能球磨、物理气相沉积、激光烧蚀、电弧放电、气相合成等,获得产物的粒径分布较宽,并且机械研磨或其他物理方法过程中的污染不可避免;化学方法合成纳米粒子时,产物的粒径取决于使用试剂的还原能力,试剂还原性越强,生成的粒径越小,反应速度也就越快;反应过程使用表面活性剂(例如环糊精、柠檬酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇和季铵盐)可稳定纳米粒子,防止团聚;使用稳定剂(例如乙酸盐、胺、膦、硫醇和一氧化碳)可控制颗粒的粒径,防止产生的纳米颗粒聚集,并增加纳米颗粒在各种溶剂中溶解度;生物方法是将生物成分整合到纳米颗粒中,使用微生物或植物衍生材料在细胞内或细胞外进行合成的,该方法已经成功合成了银、金、镉、硒、钯、等多种金属纳米粒子。
微量元素包括Fe、Cu、Zn、Co、Mn、I、Se等,它们的具体生物功能如下:铁存在于血红蛋白中,是将氧气输送到细胞所必需的元素;铜在血红蛋白的合成、骨代谢和心脏功能中发挥重要的作用,因此缺铜会导致贫血、生长迟缓、产奶量降低、腹泻、毛发和皮肤脱色,还会增加寄生虫和感染性疾病的易感性;锌有助于保护皮肤、蹄、乳房内膜的完整性,使得乳腺免受感染,因此补锌可减轻动物的压力并增加产奶量;钴缺乏会导致食欲不振、毛发粗糙、步态蹒跚、小腿生长缓慢、肝脏退化、贫血和抗感染能力降低;缺锰会导致骨骼异常和生殖效率低下;碘的作用类似于甲状腺素,是调节身体的新陈代谢率的,因此碘缺乏会导致免疫反应降低,从而增加乳腺炎和呼吸系统疾病的发病率;在饲料中补充硒可提高生育率,提高对传染病的免疫力,并有助于提高免疫动物的抗体滴度。
2 化学方法合成工艺
化学合成是进行一种或多种化学反应的方法,通过化学反应将初始材料或反应物转化为产物。根据反应环境可分为气相法和液相法,其中气相法包括热解法和气相冷凝法,液相法包括沉淀/共沉淀法、胶体法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法、溶剂热法等。合成的纳米粒子有五个优点:一是使用稳定剂可防止聚集,使纳米粒子的团聚得以稳定;二是从溶剂中提取纳米粒子较为简便;三是纳米颗粒的表面改性易于实现且应用范围较广;四是纳米颗粒的生产加工可控性高;五是批量生产的潜力较大。例如胶体法中的低浓度溶质和聚合物单层都会阻碍生长物质从周围溶液扩散到生长表面,形核后的扩散被限速,从而形成尺寸均匀的纳米颗粒。
2.1还原剂
纳米颗粒的尺寸及分布与化学合成过程中使用的还原剂类型密切相关。一般而言,较强烈的还原反应会促使反应速率提升,有利于形成粒径更小的纳米颗粒。缓慢的还原反应如果导致了新核或次级核的连续形成,产物将获得较宽的尺寸分布,但如果没有进一步成核或二次成核的发生,核的扩散限制生长将由零价原子控制,产物将获得更窄的尺寸分布。在整个反应过程中,纳米颗粒有严重的团聚倾向,一般会使用表面活性剂或聚合物对其进行保护,例如环糊精、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、柠檬酸盐或季铵盐等。
2.2稳定剂
由于纳米颗粒的尺寸较小,会从溶液中脱落的可能性较大,会导致产物形貌与性能的不稳定性。因此,保持颗粒的精细分散是在化学合成过程中要考虑的关键问题。稳定剂的有效使用显得尤为重要,其作用为:①防止纳米颗粒异常生长;②防止纳米颗粒聚集;③控制纳米颗粒的生长速度;④控制纳米颗粒的粒径;⑤使纳米颗粒溶于各种溶剂中。
化学方法中一般使用膦、硫醇、胺或一氧化碳等配体作为稳定剂,合成产物称为配体稳定的金属纳米颗粒。这种稳定作用是通过配体和金属纳米颗粒之间的配位键来实现的。据报道,溶剂分子也可充当稳定剂,例如在不添加空间和静电稳定剂的情况下,在四氢呋喃和硫醚中直接合成了钛和钌的纳米颗粒。
2.3绿色化学
使用化学方法合成纳米颗粒时会遇到一些危险化学品,由此人们提出以环保化学品、植物和真菌为还原剂合成纳米颗粒的绿色化学法。据报道,葡萄糖、淀粉、氨基酸和植物提取物等环保化学品已成功被用于合成金属纳米颗粒。此外,声化学方法和微波合成法也是具有较大潜力的纳米颗粒绿色合成的新兴方法。
3 纳米锌的化学合成
3.1共沉淀法
将锌化合物先用稀释盐酸处理,然后逐步滴加氢氧化钠/氢氧化钾/氨水溶液当沉淀剂,整个过程保持慢速搅拌,室温下反应,直到pH稳定在8~10时停止滴加,然后85℃下搅拌6小时陈化,再离心、冷却至室温并过滤后用蒸馏水沉淀,烘干后得白色粉末状产品。
3.2溶胶-凝胶法
先将锌化合物溶解在50℃的双蒸水中,然后开启磁力搅拌,缓慢加入无水乙醇后再滴加过氧化氢直至溶液澄清,然后将溶液在 80°C 下搅拌24小时,最后用双蒸水洗涤数次并在 80°C 的热风烘箱中干燥,即可获得白色的氧化锌纳米颗粒。
3.3微乳法
首先将琥珀辛酯磺酸钠溶解于正庚烷中,不断搅拌溶解后,分成溶液A和溶液B,然后将锌化合物溶解在一半的甘油中,并不断搅拌将其缓慢加入到溶液A中,如此同时,将溶解在甘油中的氢氧化钠溶液加入溶液B中,然后持续搅拌直至溶液澄清,随后保持搅拌将溶液B与溶液A缓慢混合并在60~70℃下回流24小时,并在10000 rpm的转速下离心20分钟后用甲醇和氯仿的混合液洗涤,再10000 rpm的转速下离心10分钟,100℃烘箱干燥1小时且真空干燥机室温过夜,最后在空气气氛中300℃~500℃煅烧 3 小时,得到纳米氧化锌。
3.4水热法
首先将锌化合物溶解在甲醇中,保持搅拌,滴加溶解在甲醇中的氢氧化钠溶液,直至溶液pH稳定在8~11,然后将溶液装入聚四氟乙烯的反应釜,烘箱100~200℃保持6小时或12小时,然后自然冷却至室温,用甲醇洗涤并过滤,最后60℃烘干可得到白色粉末状氧化锌。
3.5溶剂热法
首先向乙二醇和乙醇的混合溶剂体系中加入锌化合物并搅拌20分钟,然后在200℃、150℃和135℃的温度下,将密闭反应器放入预热的箱式炉中静置12小时后,收集沉淀物并用乙醇和水洗涤数次,置于空气中常温干燥后可得到纳米氧化锌粉末。
3.6热解法
首先将锌化合物溶解在蒸馏水制得前驱体溶液,然后在空气压力下,溶液发生雾化,在1200℃的反应器中液滴发生分解,将收集的纳米颗粒于100℃烘箱中干燥后,用水洗涤除去未反应的锌化合物,即得到白色粉末状产物。
3.7气体冷凝法
首先锌化合物被放置在真空室中,然后通过保持真空压力和汽化温度,使用感应电流加热化合物,将其熔化并汽化成气体,然后通过真空室中材料蒸气与惰性气体的碰撞在低温收集器表面并形成氧化锌纳米颗粒。
4 纳米铜的化学合成
4.1化学还原法
Cu(II) 盐能被肼、抗坏血酸、次磷酸盐或硼氢化钠和多元醇等多种还原剂还原。不同还原剂合成的铜纳米颗粒,其同尺寸和形态有所差异。例如Ostaeva等人通过还原聚丙烯酸-F127混合液中的Cu2+制得的铜纳米颗粒的粒径小于 10 nm;Procek等人使用硼氢化钠离子还原Cu2+合成的铜纳米颗粒的粒径在14 nm左右;Chatterjee等人将明胶作为稳定剂回收CuCl2合成了粒径为50~60 nm 的铜纳米颗粒。
4.2微乳法
微乳法是将两种不混溶的液体(例如超临界油包水、水包油或二氧化碳包水)在表面活性剂的帮助下变成热力学稳定的分散体,进而制得纳米颗粒的方法。反胶束法是以不溶于水的有机溶剂为分散介质,以水溶液为分散相的分散体系,由于表面活性剂和助表面活性剂的存在,该体系是一种分散相分布均匀、透明、各向同性的热力学稳定体系,反胶束的液滴是一种特殊的纳米空间,可以此为反应场所可以制备铜纳米微粒。据报道,Salzemann等人采用反胶束法合成的铜纳米颗粒的粒径范围为3~13 nm。
4.3光化学法
光化学法的微波辐射频率范围在300 MHz和300 GHz之间。据报道,朱等人以硫酸铜为铜源,次磷酸钠为还原剂,在乙二醇溶剂中,通过微波辐射快速合成了粒径为10 nm的铜纳米颗粒;Kapoor 和Mukherjee等人以聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,采用光化学法合成了平均粒径为15 nm左右的铜纳米颗粒;Giuffrida等人在使用光化学法合成铜纳米颗粒时,发现光强度、敏化剂性质、表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮的浓度等因素都会影响产物纳米颗粒的尺寸,其中光照强度是影响铜纳米颗粒回收率的关键因素,与还原率直接相关。
4.4电化学法
电化学方法通过在由电解质分隔的两个电极之间传递电流,促使电极/电解质界面发生氧化还原反应,进而合成金属纳米颗粒。例如Rajaus等人以硫酸铜和硫酸为电解液,提供4V、5A电流30分钟,合成了粒径40~60 nm的铜纳米颗粒。
4.5水热法
水热法的化学反应发生在压力和温度受控的容器中,其中溶剂要达到高于其沸点的温度。Baco-Carles等人利用水热法合成了 3.5~40 nm 的铜纳米粒子,Chen等人也通过水热法合成了不同尺寸的铜纳米粒子,并研究发现表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和实验温度在铜纳米颗粒尺寸形貌方面起着决定性的作用。
5 纳米铁的化学合成
5.1沉淀法
Fe(II) 盐与碱性溶剂能在氧化剂的作用下合成尺寸为 30~100 nm 的球形氧化铁纳米颗粒,并且研究发现产物的形貌和尺寸由阳离子浓度、抗衡离子以及溶液 pH 值决定。由于纳米颗粒的团聚会降低材料的表面能,实验添加阴离子表面活性剂作为分散剂以减少聚集,当然也可以通过添加蛋白质、淀粉、非离子洗涤剂等来稳定纳米颗粒的电解质浓度。据报道,Massart等人使用碱性环境沉淀FeCl3和FeCl2超顺磁性的氧化铁纳米颗粒,合成的磁铁矿Fe3O4颗粒呈球形,粒径在8 nm左右,并且研究发现碱性溶剂(氨、CH3NH2和NaOH)、溶液pH值、阳离子浓度(N(CH3)4+、K+、CH3NH3+、Li+、Na+和NH4+)及反应物Fe3+/Fe2+的比例与反应的产率和产物直径直接相关。
5.2微乳法
油包水微乳液由分散在油相中的纳米级水滴组成,这些水滴被表面活性剂分子稳定。纳米空腔能使颗粒生长、成核和团聚逐步趋于稳定。先将含有铁源的纳米乳液和氢氧化钠溶液混合,然后用丙酮除去表面活性剂,最后用乙醇洗涤,制得的纳米颗粒具有超顺磁性。使用微乳法时,水相和油相中有多种溶解组分,因此表面活性剂和辅助表面活性剂的选择取决于反应系统的物理化学特性。根据产物需求,可以灵活使用不同的表面活性剂,例如阳离子、阴离子或非离子表面活性剂。
5.3溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是指将纳米颗粒获得的“溶胶”通过溶剂去除或化学反应干燥,实现“凝胶化”以获得三维金属氧化物网络的纳米材料合成方法。当体系溶剂是水时,反应物可以用酸或碱进行水解。一般而言,在碱性条件下催化产生的是胶体凝胶,在酸性条件下催化产生的是聚合物凝胶。由于反应在室温下进行,为了更好的结晶性,可以对产物进行热处理。据报道,使用溶胶-凝胶法从Fe(III) 水溶液合成磁铁矿纳米颗粒时,溶液的pH 值、金属盐的性质和浓度、反应温度以及搅拌参数都是重要的影响因素。总的来说,溶胶-凝胶法是一种简单的从金属盐中合成金属氧化物纳米材料的方法。
5.4多元醇法
多元醇法是一种通过控制沉淀动力学合成形状和尺寸明确的非团聚纳米金属颗粒的化学合成方法。产物金属纳米颗粒的平均尺寸是由反应介质、异相成核所控制的,与具体合成步骤无关。据报道,将氢氧化亚铁置于有机介质(例如多元醇或聚乙二醇等)可以合成100 nm 的铁纳米颗粒。多元醇溶剂的沸点较高,能提供工作温度范围较宽,安全性较高。除此之外,多元醇还能作为还原剂和稳定剂来控制颗粒生长,防止纳米颗粒聚集。研究发现铁纳米颗粒的产量和尺寸取决于多元醇的氧化还原电位。
5.5水热法
水热法合成是通过金属盐的脱水和金属氧化物在水相中的低溶解度使介质过饱和析出得到纳米颗粒材料的。据报道,Hao和Teja等人通过研究反应温度、前驱体溶液和反应时间对产物形态和粒径的影响,发现溶液浓度和反应时间与产物的粒径呈正相关。在其他所有变量保持不变的情况下,实验仅改变硝酸铁溶液浓度,将产物进行透射电子显微镜(TEM)表征发现纳米颗粒的尺寸从15.6±4.0 nm到27.4±7.0 nm不等,颗粒形貌也从球形变为菱形居多。除了金属盐,氧化铁纳米颗粒也可以通过有机金属前驱体的分解/超声分解合成。
6 纳米锰的化学合成
6.1水热法
水热法的可以通过控制温度、压力和反应液的变化来合成具有不同形态的纳米颗粒。据报道,Wang和Li等人通过改变过硫酸铵和硫酸锰混合液中的铵离子和硫酸根离子的浓度合成了α相和β相的MnO2纳米颗粒。不同比例的高锰酸钾和硫酸锰在水热条件下可得到α相、β相和δ相的MnO2纳米颗粒,研究发现阳离子摩尔组成比对产物氧化锰纳米颗粒的物有着重要的影响。据报道,Cao等人将MnSO4和KClO3在不同温度140~200℃下水热反应8h,当反应温度为160℃时产物为α-MnO2纳米棒,当反应温度为200℃时产物为β-MnO2纳米棒,当反应温度为180℃时产物为α-MnO2和β-MnO2纳米棒合物的混合物。硫酸锰和乙酸140℃水热反应合成α-MnO2纳米颗粒,100℃水热反应合成δ-MnO2纳米颗粒,180℃水热反应合成γ-MnOOH纳米颗粒。据报道,Deng等人使用KMnO4和Mn(CH3COO)2通过水热法合成了50~60 nm的MnO2纳米棒。
此外,研究发现可以通过提高水热法的反应温度合成具有更高结晶度的纳米颗粒。据报道,Lan等人使用过硫酸钾、硫酸锰和硫酸的等摩尔混合液,通过水热法在不同的反应温度下合成了α-MnO2纳米颗粒,140℃产物的衍射峰强度最大,结晶性最好。据报道,Xu等人添加铜元素,并改变110℃下的水热反应时间,使用高锰酸钾和硫酸混合液合成α-MnO2纳米材料,研究发现反应6小时的产物为封闭的纳米球,然后随水热反应时间增加,纳米球状的产物逐渐出现内部空腔,水热反应24小时纳米球形貌完全消失,产物为纳米棒结构。
6.2溶胶-凝胶法
使用溶胶-凝胶法时,溶液必须凝结在凝胶中,再逐步将剩余的溶剂从系统中除去。据报道,为避免用硫酸氧化混合氧化物AMnO2(A = K、Li、NH4、N(CH3)4)在高温下会产生γ相和δ相的MnO2,Bach等人通过还原加入反丁烯二酸的高锰酸盐溶液AMnO4来形成透明和稳定的氧化锰凝胶,制备MnO2纳米颗粒。据报道,Tang等人使用不同的表面活性剂通过简便的溶胶-凝胶法合成了超细的MnO2纳米棒和纳米线。首先将表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮等)溶解在乙醇中,再加入乙酸锰和硝酸,最后将制得的均匀溶液在80℃的烘箱中加热以除去溶剂,即得到MnO2纳米材料。
6.3沉淀法
沉淀法与反应物的pH值、反应温度和溶液浓度密切相关。据报道,Feng等人通过硝酸锰溶液在与3%过氧化氢和氢氧化钠混合溶液的沉淀反应,探究实验参数对水钠锰矿纳米颗粒形成的影响,XRD结果表明水钠锰矿的强峰在高比例NaOH/Mn(NO3)2的情况下出现,低比例时仅出现β-MnOOH相。据报道,通过四水氯化锰与异丙醇混合液与高锰酸钾溶液的沉淀反应合成一维MnO2纳米材料时,水/异丙醇的比例决定了产物的形态,低比例时产物呈现针状或棒状,比例较高时产物呈现纺锤状,进一步探索发现是水、异丙醇与MnO2晶胞中氧原子的配位不一致造成的,在没有水的情况下反应不会形成MnO2晶相。据报道,Kanha等人通过高锰酸钾溶液与三乙胺的沉淀反应,探究搅拌时间对MnO2纳米颗粒形态和结晶度的影响,实验结果表明随着搅拌时间的增加,α-MnO2材料的晶体尺寸和应变减小,但随着煅烧时间的增加,α-MnO2材料的晶体尺寸和应变会相应增加。
7 纳米硒的化学合成
7.1光化学法
与传统的传导加热方法相比,微波辐射直接与分子相互作用,加热更有效、更均匀。据报道,可通过微波分解环辛烯-1,2,3-硒二唑合成红色和黑色硒纳米颗粒,实验以油酸为表面活性剂,先将1,2,3-硒二唑溶于二苯醚中,10分钟后通过 400 nm 的紫外吸收带证实了无定形红色硒颗粒的形成,随后吸收带移动到 490 nm并形成黑色硒纳米颗粒,并且在430 和 510 nm 处观察到相应的PL峰,XRD结果表明红色硒为三角结构,在2θ为23.921°、30.111°、41.641°、44.161°、45.891°、52.311°、56.311°、56.551°和62.071°时出现衍射峰,但对于单斜晶系的黑色硒,在2θ为21.801°、24.801°、33.191°、43.511°、46.791°和62.701°时出现衍射峰因此,因此,可通过简单地改变反应时间,可以获得各种多晶型的硒纳米颗粒。据报道,以SeCl4为硒源,使用肼还原,十二烷基磺酸钠作表面活性剂,在750 W的微波辐射下4~5 分钟可以合成黑色硒纳米颗粒。Panahi-Kalamuei等人使用十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵等化合物合成硒纳米颗粒,将SeCl4溶于水产生亚硒酸,同样使用肼还原,由于Se4+/Se的还原电位为0.74 eV,N2H4·H2O/N2的还原电位为1.16 eV,电极势为1.9 eV,将混合物在750 W 下微波处理 4 分钟合成了5~25 nm的硒纳米颗粒。
7.2水热法
Shin等人使用纤维素纳米晶体还原Na2SeO3合成了10~20 nm的硒纳米颗粒。据报道,Abbasian等人使用咖啡豆提取物将Na2SeO3还原为Se,反应时间短,工作温度低,十分绿色环保。在15分钟内完成。据报道,氯化肼还原Na2SeO3合成的球形硒纳米颗粒粒径在15 nm左右,XRD结果表明2θ为23°、28°、42°、46°和52°时出现黑色硒的特征衍射峰,证实了单斜硒的合成。据报道,将葡萄糖和Na2SeO3置于乙二醇和水的混合液中水热85 °C反应45分钟,即可得到硒纳米颗粒。
8 纳米钴的化学合成
8.1沉淀法
Sharifi1等人采用共沉淀法、热分解法和微乳液法三种方法,在300-700°C的不同煅烧温度下,用不同的溶剂和表面活性剂从硝酸钴中合成氧化钴纳米颗粒。据报道,XRD及SEM 结果表明产物颗粒形态取决于煅烧温度,氧化钴纳米颗粒的粒径范围为2~80 nm,实验比较了三种合成方法,结论是共沉淀法是合成氧化钴纳米粒子的最佳方案。共沉淀法合成氧化钴纳米颗粒的结构和磁性取决于溶液中添加的表面活性剂的量。
8.2溶胶-凝胶法
Nandapure等人使用氯化钴/淀粉溶液与氢氧化钠溶液形成凝胶在 100-750°C 的温度下合成了氧化钴纳米颗粒,研究发现氧化钴纳米颗粒的颜色和形态取决于反应温度,当温度从100 °C 升高到750 °C时,氧化钴颗粒的颜色从绿色变为黑色,合成氧化钴纳米颗粒样品的平均粒径为14 nm,呈现不规则结构。据报道,Harishet等人以硝酸钴为前驱体,以草酸为原料,在600 °C下采用溶胶-凝胶法合成了氧化钴纳米颗粒,XRD和TEM结果表明纳米颗粒的平均粒径为45 nm。
8.3.溶剂热法
Alagiriet等人以乙醇、肼和三乙胺为溶剂,以水合氯化钴为钴源,使用溶剂热法在50~120°C高压反应釜中合成了氧化钴纳米颗粒,反应时间为12 h,研究发现产物的磁性取决与反应温度密切相关,氧化钴纳米颗粒的粒径在 2 nm左右,XRD结果表明产物具有FCC结构,TEM结果表明颗粒呈现球形结构。
8.4.热解法
Manigandanet等人以氯化钴为前驱体,以氢氧化铵和甘油为原料,经过450°C的煅烧,使用热解法合成了氧化钴纳米颗粒,XRD表征发现氧化钴的平均粒径为49nm,具有立方结构,SEM结果表明氧化钴纳米粒子具有球形不规则棒状结构。Saeedet等人以碳酸四氨合硝酸钴络合物为前驱体,在不同温度下通过热解法合成了氧化钴纳米颗粒,研究发现产物颗粒的形态取决于热解的温度,颗粒的尺寸随着样品温度的升高而增加,并且XRD和TEM分析结果表明合成的氧化钴纳米颗粒的平均粒径为11 nm,呈现球形结构。
8.5水热法
Fernandezet等人使用水热法从氯化钴和氢氧化铵的混合液中合成了氧化钴纳米粒子。实验结果表明合成的氧化钴纳米颗粒平均尺寸为16.4±3.1 nm,具有八面体结构,并且水热法合成的氧化钴纳米颗粒形貌严重依赖于反应温度,产物的磁性随着温度的升高而剧烈变化。
(注:这是之前找工作的时候收集的一些文献资料,最终没有去该公司就职,因此上传到网上,希望能帮助到有需要的小伙伴。)