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超重力反应结晶萃取相转移制备纳米分散体及其应用

浏览: | 发布日期:2022-6-3 10:38:57

纳米粉体材料在实际应用中通常会遇到团聚问题,如何解决其团聚问题,充分发挥纳米效应是一个科学挑战。2006年11月,Balazs和Russell等在Science上综述了有机无机纳米复合材料的发展现状、机遇和挑战。他们指出,缺乏低成本纳米级分散的纳米颗粒宏量制备技术,缺乏全面的结构-性能相关性研究和数据库等,成为制约有机无机纳米复合材料规模化制备和应用的瓶颈问题。特别地,对于纳米粒子在有机光学材料中的应用,其典型特征要求是纳米粒子小于40nm,这个特征值与有机、无机分散相的折射率差值密切相关,差值越小,散射强度越低,则粒子尺寸可大些,但折射率完全匹配的无机、有机相材料极少,因此需要通过减小纳米粒子的尺寸来提高纳米复合材料的透明性,但纳米粒子尺寸越小,越容易聚集,分散成为挑战问题。虽然采用表面处理、制备纳米母料等方法可以明显改善无机纳米粉体材料在有机基体中的分散性,但团聚问题并没有得到彻底解决,尤其是二次分散粒径基本上不能完全小于40nm,从而很难满足光学材料对可见光透过率的要求。

为此,北化超重力团队通过研究有机相中无机纳米颗粒分散过程科学与工程基础,进行了纳米分散体的功能导向表面主动设计与规模稳定化工程制备的新方法和新技术研究,提出了超重力反应结晶/萃取相转移法(二步法)和超重力原位萃取相转移法(一步法)制备纳米颗粒透明分散体新方法,解决了纳米颗粒在有机基体中的分散难题,成功开发了高固含量(固含量均超过30%~50%,甚至可为全固体的分散体)、高透明、高稳定(可稳定储存半年至一年以上)、分散介质极性可调控的纳米金属、纳米氧化物、纳米氢氧化物等液相分散体及其宏量制备技术,并将纳米分散体转相或复合于有机体系中,成功开发了高透明纳米复合新材料和新产品,部分产品已实现了商业化应用。


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