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三 高分子纳米材料的制备方法 (无机-有机杂化技术）
1 原位聚合 以纳米颗粒与高分子单体进行混合，单 体聚合生成纳米颗粒与聚合物的杂化化材料或 在与高聚物混合中生成纳米颗粒的方法。
2 插层复合 利用层状无机物（硅酸盐粘土等）作为 主体，将有机高聚物作为客体插入主体的层间， 从而得到有机-无机纳米复合材料。
阴极发射电子在电场的作用 下加速飞向基片的过程中与溅 射气体原子发生碰撞，电离出 大量的正离子和电子, 电子飞 向基片, 正离子在电场的作用 下加速轰击靶材，溅射出大量 的靶材原子，呈中性的靶原子 （或分子）沉积在基片上成膜。
• 方法： ① 直流溅射：溅射沉积各类金属 薄膜 ② 射频溅射：溅射沉积非金属材 料（导电性差） ③ 磁控溅射：提高沉积速率 ④ 反应溅射：在溅射过程中实现 物 质之间的化学反应制备所需要 的物质薄膜。
F=－q(E+v×B)
• 电子的运动的轨迹将是沿电场方向加速，同时绕磁场方 向螺旋前进的复杂曲线。即磁场的存在将延长电子在等 离子体中的运动轨迹，提高了它参与原子碰撞和电离过 程的几率，因而在同样的电流和气压下可以显著地提高 溅射的效率和沉积的速率。
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磁控溅射靶表面的磁场和电子运动 的轨迹
纳米粒子因表面活性中心多而催化效果好，此外， 纳米粒子还可作磁性材料，其性能依赖于粒子尺 寸及其表面。
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六 纳米粉体材料表面研究进展
实际生产中，纳米材料表面修饰技术严重地影响 了纳米材料在高分子，如：塑料、合成纤维方面 的应用。由于纳米粉体颗粒表面与高分子材料之 间的相容性问题还没解决，纳米颗粒没有达到纳 米级分散等。
自组装单分子膜：通过表面活性剂的头基和基 底之间产生化学吸附，在界面上自发形成有序 的单分子层，是一种新型的有机成膜技术。
二 纳米薄膜的制备方法
1 还原法 2 溅射法 利用直流或高频电场使惰性气体发生电离，
产生辉光放电等离子体，电离产生的正离子和电 子高速轰击靶材，使靶材上的原子或分子溅射出 来，然后沉积到基板上形成薄膜。
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真空溅射原理及方法
• 原理：
真空镀膜是借助高能粒子轰 击所产生的动量交换，把镀膜 材料的原子从固体（靶）表面 撞出并放射出来。放在靶前面 的基材拦截溅射出来的原子流， 后者凝聚并形成镀层。
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（二）纳米脂质体制备方法
1 超声波分散法 2 薄膜分散法 3 注入法 4 冷冻干燥法 5 逆向蒸发法
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五 纳米碳管制备技术
1 石墨电弧放电法 2 化学气相沉积法（CVD）（催化裂解法） 3 激光蒸发（烧蚀）法 4 太阳能法Leabharlann PPT学习交流18
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四 纳米微囊制备技术
（一）纳米高分子微囊制备方法 1 乳化聚合法 2 天然高分子法 3 液中干燥法
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什麼是乳化聚合?
在乳化剂(表面活性剂)存在下，将单体分散于水中，此时 溶液呈乳液状，再加入水溶的引发剂进行聚合反应。
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1. 合成聚苯乙烯核。
HMEM: 2-[p-(2-Hydorxy-2-methylpropiphenone)]ethyleneglycol
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第三节 纳米材料表面修饰和改性
一 纳米粉体表面结构及状态 二 纳米粉体的表面及其形貌 三 纳米粉体材料的制造方法及其对表面状态的影响
（1）机械粉碎法及其纳米粉的表面特点 （2）化学法及其纳米粉的表面特点
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四 纳米颗粒表面修饰和改性方法
（1）高分子材料对表面进行包覆 如:纳米药物磁粒子载体
2. 於核外面覆蓋一層光起始劑-HMEM。
3. 用UV光照射溶液中的粒子，開始行光乳化聚合。
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1. 將Ag salts加入之前製備好之高分子稀溶液中， 生成銀離子。
2. 再加入 NaBH4 於上述溶液中，生成金屬銀。
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PS Ag
Rps:75nm RAg<5nm
（2） 偶联剂与纳米粒子表面反应，强化纳米粒子 与高分子材料的相容性，如：有机硅偶联剂
（3）无机材料对纳米粒子进行包覆，有效解决纳米 颗粒的单分散性，如：纳米二氧化钛粉末中加入 锆的盐溶液，可得到包覆一层二氧化锆的纳米二 氧化钛粒子
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五 纳米粒子的性质与应用
纳米粒子表面因其形态而不同，表面活性和表面 能也很高，能有效活化烧结。在烧结陶瓷时，加 入AlN纳米粉可提高烧结体密度和导热率。
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JGP450型多靶磁控溅射仪 （控制箱）
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真空溅射室及氮气等离子体辉光放 电图
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磁控溅射装置示意图
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3 化学气相沉积法 （CVD) 利用含有薄膜元素的一种或 几种气相化合物或单质在基底表面上进行化学反应生 成薄膜的方法。
特点： CVD技术可以通过精确控制反应温度和反应时 间来控制晶粒的大小，从而获得纳米复合薄膜材料。
复自组装排成纳米结构体系。
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X
Cl Si Cl
Cl
• 图1胶态晶体法组装得到的CdSe量子点超晶格的高分辨电 镜照片(图中量子点尺寸为4.8nm) (A) fcc排布的(101)面的图像及特征电子衍射图(B) fcc排布的 (100)面的图像及特征电子衍射图
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自组装单分子膜
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第四节 纳米结构材料制备技术
一 纳米结构材料自组装和分子自组装合成 1 纳米结构材料自组装合成 2 分子自组装条件 （1）反应体系中有有序的共价键，先结合成复杂完
整的中间分子体； （2）中间分子通过弱键（氢键、范德华力）与其他
非共价键的协同作用形成稳定的大分子聚集体。 （3）一个或多个分子聚集体作为结构单元，多次重
本实验采用射频磁控溅射法在石 英衬
底上沉积ZnO（靶材）薄膜 。
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射频溅射沉积装置示意图
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磁控溅射原理
• 磁控溅射就是以磁场束缚和延长电子的运动路径，改变 电子的运动方向，提高工作气体的电离率和有效利用电 子的能量。
• 电子在加速的过程中受到磁场洛仑兹力的作用，被束缚 在靠近靶面的等离子体区域内。