如今，粉体的合成制备经过多年的发展，制备合成方法已经变得各种各样按理论也可分为物理和化学方法等纳米粒子的制备方法很多，可分为物理方法和化学方法。粉体的化学制备法常见的有 气相化学制备法、固相化学制备法、液相化学制备法。

粉体的气相化学制备法

粉体的气相化学制备法涉及物质的化学反应和物质的化学反应自由能变化。根据制备反 应类型，可将气相化学制备法细分为气相分解法和气相合成法等；根据制备原料状态还可分 为：气-气反应制备法、气-液反应制备法和气- 固反应制备法。下面重点介绍气相分解法 和气相合成法。

1、气相分解制备法

气相分解制备法是将待分解的化合物进行加热、分解，从而制备出粉体颗粒。气相分解 法制备粉体颗粒，要求原料中必须具有制备目标粉体颗粒物质所需全部元素的化合物。

气相热分解的原料通常是容易挥发、蒸气压高、反应活性高的有机硅、金属氯化物或其 他化合物，如Fe(CO)s 、SiH 、Si(NH)2 、(CH3)4Si 、Si(OH)等。

2、气相合成制备法

气相合成制备法通常是利用两种以上物质之间的气相化学反应，在高温下合成出相应的化合物，再经过快速冷凝，从而制备各类物质的粉体颗粒。利用气相合成法可以进行多种粉体颗粒的合成。

气相合成法制备粉体颗粒，反应气体需要形成较高的过饱和度，反应体系要有较大的平衡常数；下表中列出了几类典型的反应体系及相应的平衡常数，此外，还要考虑反应体系 在高温条件下各种副反应发生的可能性，并在制备过程中尽可能加以抑制。

几种典型反应体系的平衡常数

粉体的液相化学制备法

液相化学法制备粉体颗粒的共同特点是以均相的溶液为出发点，通过各种途径使溶质与  溶剂分离，溶质形成一定形状和大小的颗粒，得到所需粉末的前驱体，热解后得到粉体颗粒。 目前常见的制备方法有液相化学沉淀法、水解法、水热法、喷雾法、溶胶-凝胶法等。

1、液相化学沉淀法

液相化学沉淀法是指在液相体系，可溶性盐溶液在遇到沉淀剂后产生沉淀，将沉淀热分解或与水相分离，制备出所需的粉体颗粒的一种化学制备法。液相化学沉淀法是一种能够得 到组成均匀性优良粉体颗粒的方法。液相化学沉淀法根据物相数目多少，还可细分为单相沉 淀法、多相沉淀法

（1）单相沉淀法

在含有一种或多种阳离子的溶液体系中，加入沉淀剂后，制备出的沉淀物为单一的化合物，称该方法为单相沉淀法。

例如，采用草酸为沉淀剂制备BaTiO3粉体，就是一种单相沉淀法。在Ba、Ti的硝酸盐溶液中加入草酸沉淀剂后，形成了BaTiO(C2O4)2 ·4H2O单相化合物沉淀；将该沉淀煅烧分解，即可得BaTiO3粉体。采用草酸为沉淀剂制备BaTiO3粉体的试验装置，如图下所示。

采用草酸为沉淀剂制备BaTiO,粉体试验装置图

（2）多相沉淀法

在含有多种阳离子的溶液体系中，加入沉淀剂后，制备出的沉淀物为混合物，称为多相沉淀法。采用化学沉淀法制备氧化锆-氧化钇粉体的方法，就是一种多相沉淀法。

得到的氢氧化物共沉淀物经洗涤、脱水、煅烧可得到具有很好烧结活性的ZrO2-Y2O微粒。多相沉淀过程是非常复杂的，溶液中不同种类的阳离子不能同时沉淀，各种离子沉淀的先后还与溶液的pH密切相关。

沉淀法制备氧化锌粉体的工艺流程

2、水解法

水解法属于液相化学制备法中的一种，是指在水溶液中反应化合物可水解生成沉淀，制备成粉体颗粒的方法。通常反应原料是金属盐和水，水解反应产物是氢氧化物或水合物；由高纯度的金属盐就很容易得到高纯度的粉体颗粒。可以采用水解法制备粉体颗粒的金属盐有氯盐、硫酸盐、硝酸盐、铵盐等，另外金属醇盐也可作为制备粉体颗粒的原料。水解法分为无机盐水解法和金属醇盐水解法两种。

（1）无机盐水解法

无机盐水解法是指利用金属的氯盐、硫酸盐、硝酸盐等溶液，通过水解反应制备粉体颗粒的一种方法。最常见的是制备金属氧化物或水合金属氧化物。例如，氧化锆纳米粉的制备就是将四氯化锆和锆含氧氯化物在热水中循环水解。生成的沉淀是含水氧化锆，其粒径、形状和晶型等随溶液初期浓度和pH等变化，可得到粒度均匀的粉体颗粒。

用无机盐水解法制备氧化锆纳米粉流程图

（2）金属醇盐水解法

金属醇盐是用金属元素置换醇羟基中的氢的化合物总称。

金属醇盐的通式是M(OR),其中M代表金属元素，R是烷基。金属醇盐也可以称为金属化 合物。金属醇盐与常用的有机金属化合物是不同的概念。醇盐是金属与氧的结合，生成M- 0-C键的化合物称之为金属有机化合物。而有机金属化合物是指烷基直接与金属结合，生 成具有-C-M键的化合物。

金属醇盐水解法是指金属有机醇盐在有机溶剂中发生水解，生成氢氧化物或氧化物沉淀 来制备粉体颗粒的一种方法。此种制备方法有以下特点：

• 有机试剂一般纯度较高，所以采用有机试剂作金属醇盐的溶剂，制备出的氧化物粉 体纯度较高。

• 可制备分析纯的复合金属氧化物粉体颗粒。复合金属氧化物粉末最重要的指标之一是氧化物粉体颗粒之间组成的均一性，用醇盐水解法能获得具有同一组成的微粒。

水解过程不需要添加碱，因此不存在有害负离子和碱金属离子，反应条件温和、操作简单，但成本较高。

金属醇盐水解法制备粉体的工艺流程

3、水热法

水热法是指在高温高压下，在溶剂(如水、乙醇或苯等)中，进行有关化学反应来制备粉 体颗粒的方法。用水热法制备的粉体颗粒，颗粒的最小粒径可达到纳米级。根据反应类型的不同，水热法还可细分为水热氧化法、水热沉淀法、水热合成法、水热还原法等。

4、溶剂蒸发法

溶剂蒸发法是指利用可溶性盐为原料，将其溶解在溶剂中，通过各种方式将溶剂蒸发 掉，然后通过热分解反应得到混合氧化物粉体产品的制备方法。溶剂蒸发法与沉淀法和水解 法相比，溶剂蒸发法不存在胶状物难于沉淀、水洗和过滤粉料中易于混入杂质等问题。

根据溶剂蒸发方式的不同，溶剂蒸发法又可分为喷雾干燥法、超临界流体干燥法、冷冻 干燥法等。

冷冻干燥法是指将含有金属离子的溶液雾化成为微小液滴的同时急速冷却，使之固化。 这样得到的冷冻液滴经升华将水全部汽化，制成溶质无水盐，把这种盐在低温下煅烧制备粉  体颗粒的一种方法。冷冻干燥法是一种广泛应用的制备高活性粉体颗粒的方法。

它的特点是：

①能由可溶性盐的溶液来调制出复杂组成的粉末原料。

②通过快速冷冻，可以保持金属离子在溶液中的均匀混合状态。

③通过冷冻干燥可以简单地制备无水盐，无水盐的水合熔融，一般是在比无水盐的熔融温度低得多的条件下发生，因而，可以避免混合盐在熔融时发生组成分离。

④经冷冻干燥生成多孔性干燥体，因此，制得的粉体气体透过性好。在煅烧 时生成的气体易于放出的同时，其粉碎性也好，所以容易微细化。

5、溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是指将前驱体溶入溶剂中形成均匀溶液，通过溶质与溶剂产生水解或醇解 反应制备出溶胶，再将经过预处理的被包覆粉体悬浮液与其混合，在凝胶剂的作用下溶胶经 陈化转变成凝胶，然后经高温煅烧可得包覆型复合粉体的一种方法。

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