1。2。2 溶液燃烧法的基本原理
溶液燃烧制备主要是用可溶性金属盐和有机燃料作为反应物,金属硝酸盐在反应 中作为氧化剂,有机燃料在反应中作为还原剂,该体系在一定的温度下点燃引发剧烈 的氧化-还原反应,点燃后,即由氧化-还原反应自身释放出来的热量来维持反应的自 动进行,整个过程可能在段时间内结束,实验过程中会溢出大量气体,然后得到质地 疏松、易粉碎、无结块的超细粉体[9]。
影响溶液燃烧反应的主要因素是燃料和氧化剂的种类以及氧化剂和燃料的配比, 除了这两点,点火的温度、溶液中含水量、是否加入助燃剂等许多因素都会对反应产 生一定的影响。由于燃烧温度、还原能力、气体生成量等因素,所得到的材料的性质 和组成也会有所不同[10]。
通过计算两者的总还原价的总氧化价来计算混合体系中氧化剂和还原剂的比例。 以硝酸铜和尿素的体系为例,假设硝酸盐分解为 N2(氧化价为 0),在尿素中 N 为
-3 价,C 为+4 价,H 为+1 价,O 为-2 价,硝酸盐中 Cu 为+2 价,的总价可以根据上 述规则计算。Cu (NO3)2·3 H2O 的氧化价=+2+(0-3×2)+3×(1×2-2)=-10,结晶水并 不影响硝酸盐总化学价的计算。尿素 CO(NH2)2 的氧化价=+4-2+(0+2×1)=6。根据之 前的计算,当硝酸铜和尿素的化学计量比为 3:5 时可以得到 CuO 粉体,化学反应方 程式为(1-1):
3Cu (NO3)2·3 H2O + 5 CO(NH2)2 → 3CuO + 8N2 + 5CO2 + 19H2O (1-1)文献综述
1。2。3 溶液燃烧法的发展
迄今为止在使用溶液燃烧法制备各种纳米材料的领域中已实现了许多技术突破, 在许多方面提升了用溶液燃烧法所制备纳米材料的性能,并使实验过程更加环保、高效。近年来关于使用溶液燃烧法的研究主要集中在了制备不同形貌和不同尺寸的纳米 氧化物。
曹[11]采用醋酸锌作为锌源,乙醇与乙醇-乙二醇的混合体系作为溶剂,运用溶液 燃烧法在空气中一步制备出了径粒在 100nm 以下的均匀氧化锌粒子。雷[12]等人在硝 酸盐—甘氨酸体系下使用溶液燃烧法得到了具有纯钙钛结构,比表面积达到 22。9
m2·g-1、平均粒度为 175nm 的 La0。6Co0。4Fe0。8O3-