纳米材料合成的新进展
武汉大学化学与分子科学学院 崔东明
摘 要: 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米结构使其在力学、 磁学与电学等方面表现出优异的的特性，因而纳米材料已成为当今材料科学的热点之一。本文综述了纳米材料合成的最新进展，并对纳米材料的研究趋势和市场前景进行了预测和展望。
关键词: 纳米材料，合成，进展
Abstract: Also known as superfine particle materials, nano materials is composed of nanoparticles. Nanometer structure endow the material with excellent properties in the aspects such as mechanical, magnetics and electrical, and nano materials has become a hot topic in today's materials science. The latest progress in the synthesis of nano materials was reviewed in the paper ,and the research trend and market prospect was also forecasted.
Key words: nano materials, synthesis, progress
0 引言：
纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100 nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。
纳米材料中，界面原子占极大比例，原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。纳米晶粒和高浓度晶界是纳米材料的两个重要特征。纳米晶粒中原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致其力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分，由纳米微粒构成的体系具有不同于通常大块宏观材料体系的许多特殊性质。其具有五个特殊效应即表面效应、介电限域、量子尺寸效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应。
纳米材料的研究已从最初的单相金属发展到了台金、化合物、金属-无机载体、金属-有机载体和化合物-无机载体、化合物-有机载体等复合材料以及纳米管、纳米纤维（或棒）等。它的制备方法也日新月异，除了常见的真空蒸发冷凝法、球磨法、沉淀法、溶胶-凝腔法、水热反应法和热等离子体法等外，近来也发展了超临界溶剂热技术、超声法、脉冲激光沉积法、微波诱导燃烧法等新方法，下面将重点介绍这几种新型纳米材料制备方法的最新进展。
1 超临界溶剂热技术
水热合成法由于产物纯度高、分散性好、晶形好、条件温和等特点，成为目前制备纳米材料的重要方法之一。如果水热合成时所采用的介质为超临界流体(超临界水、超临界CO 2、超临界甲醇、乙醇或各种混合溶剂等) ，则该合成过程为超临界溶剂热法，它综合了超临界流体的众多优异特性及水热法的所有优点，成为制备纳米材料的有效方法。在超临界溶剂热过程中，反应物和产物在超临界相中更高的溶解性使反应进行得更彻底；通过微调温度、压力来调整溶剂的介电常数和密度，改变反应速率和反应平衡，可以提高反应的选择性和转化率；此外，超临界流体较大的扩散系数能消除多相反应体系的相界面，减小传质对反应速率的限制，提高产物结晶性。自20世纪90年代初将超临界流体用于纳米材料合成以来，至今已合成出大量具有优异特性的纳米材料，包括金属、金属氧化物、复合氧化物等。
近年来，超临界溶剂热法在合成性能优异的纳米功能材料方面取得了许多重大突破。如日本东北大学的Adschiri Tadafumi研究组在采用超临界水体系合成纳米材料方面做了大量精彩工作，不仅在400～490℃，30～40MPa 条件下合成了AlOOH 、Fe 2O 3、Fe 3O 4、C O3O 4、NiO 、TiO 2、ZnO 、ZrO 2、CeO 2、LiC 0O 2、BaTiO 3、BaFe l2O 19等多种粒径在10 nm ～1μm 之间的纳米材料，而且在合成机理的理论方面进行了深入研究。英国诺丁汉大学的Edward Lester课题组是此领域的另一个资深团队，他们更加注重将超临界体系制备纳米材料工艺推向工业化应用，因此不断研制并优化超临界反应装置。他们以水和乙醇混合溶剂为超临界体系，成功合成了单相光学材料YAG ，并在超临界水体系中得到粒径为50 nm 左右的Co 3O 4纳米颗粒。美国的AmynS ．Teja 研究小组在间歇式超临界水体系中成功制备了复合氧化物LiFePO 4。并对反应条件(温度、时间、pH 值、体系浓度) 与产物形貌之间的关系进行了系统研究，结果显示只有在中性偏碱的极窄pH 值范围内能够生成晶相LiFePO 4，且相对于反应温度来说，pH 值对晶粒尺寸的影响小很多。法国的
D ．Aymes 研究小组也在此领域做了不少工作，合成了Fe 2COO 4、TiO 2、BaZrO 3、LiFePO 4等纳米材料。
虽然已有的成功应用证明该方法具有巨大潜力及诱人前景，但是超临界流体制备纳米材料在各个领域的应用研究才刚刚开始，研究工作还主要集中在制备过程的基本参数调整、操作条件优化、设备改进等方面，而对反应机理、反应动力学原理及热力学现象解释方面的研究还相对滞后。此外，目前的研究还多停留在探索性实验阶段，如何将实验工艺发展推广，使其进一步规模化、工业化，也是科研工作者未来的一项重要任务。
2 超声法
超声技术因其操作简单、易控制、效率高、成本低、易工业化、无污染、安全等优点，被广泛用于辅助制备纳米材料，并且取得了很好的效果。通过超声辅助纳米材料制备能够细化纳米颗粒，促进纳米颗粒晶型转化，提高纳米材料的某些特殊性能。
高强度超声波具有多种利于纳米材料生成和改良的物理和化学作用。可广泛应用于制备聚合物、贵金属、金属氧化物、异结构材料等。通过使用高强度超声波，伴随反应条件的改变，可以制备形貌、结构和组成可控的纳米材料。
高强度超声波的化学效应可以用于纳米结构金属粒子的制备。例如用超声处理Fe(CO)5 和Co(CO)3NO ，可以得到Fe-Co 合金粒子。
通过超声处理，可以从有机金属复合物中分解出十分活泼的金属原子，并能够与其他化学物质在溶液中反应生成新材料。例如，在Ar 气氛下, 通过超声处理含有硫的1,2,3,5-四甲基苯，Mo(CO)6，可得到纳米MoS 2。声化学法制备的MoS 2的形貌是平均粒径为15 nm的球形，与传统方法制备得到的层状和盘状样品十分不同。
制备难熔金属纳米材料目前仍旧是个问题，因为高温法会使前驱物或中间物质在合成过程中团聚。但声化学法中，气泡破裂产生的局部热点可以在纳米级别提供需要的高温，又避免团聚。例如，朱巩雨等结合水热法和超声波合成得到了晶粒尺寸约在5 nm的高纯且具有孔结构的γ-Fe 2O 3纳米空心球。
采用声化学连续还原两种不同的金属离子，将得到双金属核-壳结构纳米颗粒；超声波还可用来制备非球形纳米粒子；通过声化学法还可制得一些金属硫化物和金属氧化物。
3 脉冲激光沉积法
1960年第一台红宝石激光器的问世，开启了激光与物质相互作用的全新领域。由于发现强激光能将固态物质熔化并蒸发，人们于是想到将蒸发物淀积在衬底上以获得薄膜。脉冲激光沉积前期由于能量较低、脉冲较长，蒸发难以实现，直到二十世纪七十年代的可靠的电子Q 开关和有效的二次谐波发光器的诞生使PLD 发展到了一个新的高度。目前脉冲激光沉积法已经成功的应用于零维半导体纳米结构材料如量子点，以及一维半导体纳米结构材料如纳米线、纳米棒、纳米针和纳米管等纳米材料的合成。
S.Batik 等用Nd ：YAG 激光器(355 nm，10 Hz，6 ns)交替烧蚀A12O 3，和ZnO 靶材，在蓝宝石衬底上生长ZnO 量子点，脉冲能量为4J/cm2，靶基距为4cm ，氧压为10-2mbar ，得到不同生长时间与ZnO 量子点直径的关系，在沉积时间为3 s时，得到量子点最小半径为1.81 nm。
D.K.T.Ng 等用KrF(248 nm ，10 Hz ，2 ns) 激光器烧蚀GaN 靶材，在镀了一层金膜的蓝宝石基片上生长GaN 纳米线，其大部分直径都在30～50 nm 、长度在300～500 nm之间。由SEM 结果知道，蓝宝石基片上没有镀金的区域没有纳米线生长，这说明金在GaN 纳米线生长过程中起到重要的催化作用，并且得到了纳米线的I-V 特性曲线，其阻值大约为5.05 KΩ。
Dongqi Yu，Lizhong Hu等用KrF 激光器(248 nm，5 Hz)烧蚀高纯ZnO 陶瓷靶，在InP(001)衬底上先生长籽晶层，在籽晶层基础上再生长纳米棒。在衬底温度300℃、氧压0.3 mbar 条件下生长10 min 得到籽晶层，然后将衬底温度提高到400℃，生长180min 得到纳米棒。得到籽晶层和线形的(六边形圆柱状) 、分立的、垂直于衬底的ZnO 纳米棒，所制备的纳米棒具有良好的光学性质。
JJ.Chen 等用Nd:YAG激光器(266nm,2Hz，2J/cm2) 在氧气氛围中烧蚀掺Co 的ZnO 陶瓷靶，在Si(100)衬底上生长纳米结构，在衬底温度为750℃下生长180 min ，得到纳米针。通过XRD 和HREM 证明了其在C 轴方向上择优生长，EELS 的测量结果表明，沿着纳米针C 轴方向的Co 均匀分布，低温SQUID 测量结果表明Co 在ZnO 纳米针中成功掺杂，替代Zn 元素，使纳米针具有低温铁磁性。
脉冲激光沉积在制备纳米结构的材料方面具有广阔的应用前景，但利用该技
术的研究还基本限于实验室反复试验优化沉积条件，而只有在此基础上不断完善才能投入实际应用，进而创造经济效益。在制备更高质量的纳米材料方面还有不小的困难，而如何更加容易、简单地控制形成纳米结构以及纳米结构的生长机理，都需要进行深入研究。
4 微波诱导燃烧法
微波诱导燃烧合成，又称为微波辅助或者微波激活燃烧合成。它是在自蔓延高温合成和低温燃烧合成的基础上发展起来的技术，主要利用微波快速升温到反应物着火温度，从而引燃反应生成纳米材料。
微波诱导燃烧法可合成均匀的纳米级粉末。Mangalaraja R V研究小组以柠檬酸和甘氨酸为还原剂，尿素为燃料合成了单相，具有烧结活性的立方相Y 203陶瓷，粒径分布于30～l00nm 之间。Elaheh Esmaeili课题组用Mg(N03) 2，聚乙二醇和山梨醇作燃料制备了MgO 粉末，包括燃烧前前驱体凝胶的老化时间，微波功率及燃料对氧化剂的比例都做了考察。将得到的MgO 样品在400℃时焙烧3h ，用20%的山梨醇和40%以上的聚乙烯乙二醇作为燃料合成的纳米氧化物的最小粒径仅有
4.1nm 。
微波法实现了DDC 的高度密集和颗粒均匀的细晶粒生长(400nm)，而传统上的致密颗粒平均粒径为1100～1400nm 。Acharya SA 以微波诱导燃烧合成法成功合成了镝掺杂CeO 2纳米材料。传统法和微波法都可用来合成颗粒，微波法制备的气燃粉末是具有低结晶度的纯氧化物，并表现出良好的烧结性质。Habibzadeh S 用微波诱导燃烧法合成了Sn02纳米材料，是以SnCl 4和山梨醇作为前驱物和燃料用微波诱导燃烧合成法合成的。最小的纳米粒子粒径为3.9nm ，微波诱导燃烧合成法制得的纳米粒子通过传感器时对CO 的敏感度比传统法制得的高出2-3倍。此外，Padmanahhan Sibu C 小组合成了ZnO 。Wang Tao 等合成了C-Ti02介孔纳米材料。
微波诱导燃烧合成纳米金属及合金的文献较少，JokisaarJ R小组用此法合成了TiAl 和Ti 3Al 合金，并与热激活法和传统成合法做了比较。在微波诱导燃烧法中TiAl 的温度峰达到了1500℃，Ti 3Al 温度达到了1450℃。在热激活法中，TiAl 温度达到1400℃，而Ti 3Al 温度峰小于1000℃。温度峰值的变化很可能是与反应之前吸收微波能量有关。
Habibzadeh S通过微波诱导燃烧合成法合成了可用于一氧化碳和乙醇双选择性的Sm 2O 3掺杂SnO 2纳米粒子传感器。通过表征发现，Sm 2O 3，SnO 2能抑制晶体的生长，并增强了在CO 和乙醇都存在时的CH 4传感器的选择性和灵敏度。以微波诱导燃烧合成法，在不同温度下，当CH 4存在时传感器会选择CO 或乙醇中的一种。
微波诱导燃烧法制备纳米材料，操作简单易行、无需煅烧、所得产物粒径小、分布比较均匀。但同时在合成时要注意到, 在微波辐射下纳米粒子的生长情况还没彻底弄清楚，须继续研究以建立更为合理的动力学和热力学模型。此外，到目前为止微波实验仅是在实验室中小规模的使用，将其投入工业生产具有广阔的应用前景。
5 小结
纳米结构的材料由于其优异的性能，已经成为当今材料科学的热点之一。它的合成方法也日新月异．除了以上介绍的超临界溶剂热技术、超声法、脉冲激光沉积法、微波诱导燃烧法外，近来还出现了脉冲电子沉积法、电弧蒸发法、激光高温烧结法、超临界流体的迅速扩张法、辐射合成法、微乳液法及模板合成法等新方法，上述各种方法都有各自的优缺点，为了便于控制反应的条件及粉末的产率、粒径与分布等，也常同时使用两种或多种制备技术。总之，有关纳米材料的制备方法很多，限于篇幅，本文只能对上述纳米材料制备领域几个目前研究较多的方面，作简单概括性的介绍，我们深信，随着研究的深入，在现有方法不断完善的基础上，将会有更多更好的新的合成方法出现。
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纳米材料合成的新进展
武汉大学化学与分子科学学院 崔东明
摘 要: 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米结构使其在力学、 磁学与电学等方面表现出优异的的特性，因而纳米材料已成为当今材料科学的热点之一。本文综述了纳米材料合成的最新进展，并对纳米材料的研究趋势和市场前景进行了预测和展望。
关键词: 纳米材料，合成，进展
Abstract: Also known as superfine particle materials, nano materials is composed of nanoparticles. Nanometer structure endow the material with excellent properties in the aspects such as mechanical, magnetics and electrical, and nano materials has become a hot topic in today's materials science. The latest progress in the synthesis of nano materials was reviewed in the paper ,and the research trend and market prospect was also forecasted.
Key words: nano materials, synthesis, progress
0 引言：
纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100 nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。
纳米材料中，界面原子占极大比例，原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态。纳米晶粒和高浓度晶界是纳米材料的两个重要特征。纳米晶粒中原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致其力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分，由纳米微粒构成的体系具有不同于通常大块宏观材料体系的许多特殊性质。其具有五个特殊效应即表面效应、介电限域、量子尺寸效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应。
纳米材料的研究已从最初的单相金属发展到了台金、化合物、金属-无机载体、金属-有机载体和化合物-无机载体、化合物-有机载体等复合材料以及纳米管、纳米纤维（或棒）等。它的制备方法也日新月异，除了常见的真空蒸发冷凝法、球磨法、沉淀法、溶胶-凝腔法、水热反应法和热等离子体法等外，近来也发展了超临界溶剂热技术、超声法、脉冲激光沉积法、微波诱导燃烧法等新方法，下面将重点介绍这几种新型纳米材料制备方法的最新进展。
1 超临界溶剂热技术
水热合成法由于产物纯度高、分散性好、晶形好、条件温和等特点，成为目前制备纳米材料的重要方法之一。如果水热合成时所采用的介质为超临界流体(超临界水、超临界CO 2、超临界甲醇、乙醇或各种混合溶剂等) ，则该合成过程为超临界溶剂热法，它综合了超临界流体的众多优异特性及水热法的所有优点，成为制备纳米材料的有效方法。在超临界溶剂热过程中，反应物和产物在超临界相中更高的溶解性使反应进行得更彻底；通过微调温度、压力来调整溶剂的介电常数和密度，改变反应速率和反应平衡，可以提高反应的选择性和转化率；此外，超临界流体较大的扩散系数能消除多相反应体系的相界面，减小传质对反应速率的限制，提高产物结晶性。自20世纪90年代初将超临界流体用于纳米材料合成以来，至今已合成出大量具有优异特性的纳米材料，包括金属、金属氧化物、复合氧化物等。
近年来，超临界溶剂热法在合成性能优异的纳米功能材料方面取得了许多重大突破。如日本东北大学的Adschiri Tadafumi研究组在采用超临界水体系合成纳米材料方面做了大量精彩工作，不仅在400～490℃，30～40MPa 条件下合成了AlOOH 、Fe 2O 3、Fe 3O 4、C O3O 4、NiO 、TiO 2、ZnO 、ZrO 2、CeO 2、LiC 0O 2、BaTiO 3、BaFe l2O 19等多种粒径在10 nm ～1μm 之间的纳米材料，而且在合成机理的理论方面进行了深入研究。英国诺丁汉大学的Edward Lester课题组是此领域的另一个资深团队，他们更加注重将超临界体系制备纳米材料工艺推向工业化应用，因此不断研制并优化超临界反应装置。他们以水和乙醇混合溶剂为超临界体系，成功合成了单相光学材料YAG ，并在超临界水体系中得到粒径为50 nm 左右的Co 3O 4纳米颗粒。美国的AmynS ．Teja 研究小组在间歇式超临界水体系中成功制备了复合氧化物LiFePO 4。并对反应条件(温度、时间、pH 值、体系浓度) 与产物形貌之间的关系进行了系统研究，结果显示只有在中性偏碱的极窄pH 值范围内能够生成晶相LiFePO 4，且相对于反应温度来说，pH 值对晶粒尺寸的影响小很多。法国的
D ．Aymes 研究小组也在此领域做了不少工作，合成了Fe 2COO 4、TiO 2、BaZrO 3、LiFePO 4等纳米材料。
虽然已有的成功应用证明该方法具有巨大潜力及诱人前景，但是超临界流体制备纳米材料在各个领域的应用研究才刚刚开始，研究工作还主要集中在制备过程的基本参数调整、操作条件优化、设备改进等方面，而对反应机理、反应动力学原理及热力学现象解释方面的研究还相对滞后。此外，目前的研究还多停留在探索性实验阶段，如何将实验工艺发展推广，使其进一步规模化、工业化，也是科研工作者未来的一项重要任务。
2 超声法
超声技术因其操作简单、易控制、效率高、成本低、易工业化、无污染、安全等优点，被广泛用于辅助制备纳米材料，并且取得了很好的效果。通过超声辅助纳米材料制备能够细化纳米颗粒，促进纳米颗粒晶型转化，提高纳米材料的某些特殊性能。
高强度超声波具有多种利于纳米材料生成和改良的物理和化学作用。可广泛应用于制备聚合物、贵金属、金属氧化物、异结构材料等。通过使用高强度超声波，伴随反应条件的改变，可以制备形貌、结构和组成可控的纳米材料。
高强度超声波的化学效应可以用于纳米结构金属粒子的制备。例如用超声处理Fe(CO)5 和Co(CO)3NO ，可以得到Fe-Co 合金粒子。
通过超声处理，可以从有机金属复合物中分解出十分活泼的金属原子，并能够与其他化学物质在溶液中反应生成新材料。例如，在Ar 气氛下, 通过超声处理含有硫的1,2,3,5-四甲基苯，Mo(CO)6，可得到纳米MoS 2。声化学法制备的MoS 2的形貌是平均粒径为15 nm的球形，与传统方法制备得到的层状和盘状样品十分不同。
制备难熔金属纳米材料目前仍旧是个问题，因为高温法会使前驱物或中间物质在合成过程中团聚。但声化学法中，气泡破裂产生的局部热点可以在纳米级别提供需要的高温，又避免团聚。例如，朱巩雨等结合水热法和超声波合成得到了晶粒尺寸约在5 nm的高纯且具有孔结构的γ-Fe 2O 3纳米空心球。
采用声化学连续还原两种不同的金属离子，将得到双金属核-壳结构纳米颗粒；超声波还可用来制备非球形纳米粒子；通过声化学法还可制得一些金属硫化物和金属氧化物。
3 脉冲激光沉积法
1960年第一台红宝石激光器的问世，开启了激光与物质相互作用的全新领域。由于发现强激光能将固态物质熔化并蒸发，人们于是想到将蒸发物淀积在衬底上以获得薄膜。脉冲激光沉积前期由于能量较低、脉冲较长，蒸发难以实现，直到二十世纪七十年代的可靠的电子Q 开关和有效的二次谐波发光器的诞生使PLD 发展到了一个新的高度。目前脉冲激光沉积法已经成功的应用于零维半导体纳米结构材料如量子点，以及一维半导体纳米结构材料如纳米线、纳米棒、纳米针和纳米管等纳米材料的合成。
S.Batik 等用Nd ：YAG 激光器(355 nm，10 Hz，6 ns)交替烧蚀A12O 3，和ZnO 靶材，在蓝宝石衬底上生长ZnO 量子点，脉冲能量为4J/cm2，靶基距为4cm ，氧压为10-2mbar ，得到不同生长时间与ZnO 量子点直径的关系，在沉积时间为3 s时，得到量子点最小半径为1.81 nm。
D.K.T.Ng 等用KrF(248 nm ，10 Hz ，2 ns) 激光器烧蚀GaN 靶材，在镀了一层金膜的蓝宝石基片上生长GaN 纳米线，其大部分直径都在30～50 nm 、长度在300～500 nm之间。由SEM 结果知道，蓝宝石基片上没有镀金的区域没有纳米线生长，这说明金在GaN 纳米线生长过程中起到重要的催化作用，并且得到了纳米线的I-V 特性曲线，其阻值大约为5.05 KΩ。
Dongqi Yu，Lizhong Hu等用KrF 激光器(248 nm，5 Hz)烧蚀高纯ZnO 陶瓷靶，在InP(001)衬底上先生长籽晶层，在籽晶层基础上再生长纳米棒。在衬底温度300℃、氧压0.3 mbar 条件下生长10 min 得到籽晶层，然后将衬底温度提高到400℃，生长180min 得到纳米棒。得到籽晶层和线形的(六边形圆柱状) 、分立的、垂直于衬底的ZnO 纳米棒，所制备的纳米棒具有良好的光学性质。
JJ.Chen 等用Nd:YAG激光器(266nm,2Hz，2J/cm2) 在氧气氛围中烧蚀掺Co 的ZnO 陶瓷靶，在Si(100)衬底上生长纳米结构，在衬底温度为750℃下生长180 min ，得到纳米针。通过XRD 和HREM 证明了其在C 轴方向上择优生长，EELS 的测量结果表明，沿着纳米针C 轴方向的Co 均匀分布，低温SQUID 测量结果表明Co 在ZnO 纳米针中成功掺杂，替代Zn 元素，使纳米针具有低温铁磁性。
脉冲激光沉积在制备纳米结构的材料方面具有广阔的应用前景，但利用该技
术的研究还基本限于实验室反复试验优化沉积条件，而只有在此基础上不断完善才能投入实际应用，进而创造经济效益。在制备更高质量的纳米材料方面还有不小的困难，而如何更加容易、简单地控制形成纳米结构以及纳米结构的生长机理，都需要进行深入研究。
4 微波诱导燃烧法
微波诱导燃烧合成，又称为微波辅助或者微波激活燃烧合成。它是在自蔓延高温合成和低温燃烧合成的基础上发展起来的技术，主要利用微波快速升温到反应物着火温度，从而引燃反应生成纳米材料。
微波诱导燃烧法可合成均匀的纳米级粉末。Mangalaraja R V研究小组以柠檬酸和甘氨酸为还原剂，尿素为燃料合成了单相，具有烧结活性的立方相Y 203陶瓷，粒径分布于30～l00nm 之间。Elaheh Esmaeili课题组用Mg(N03) 2，聚乙二醇和山梨醇作燃料制备了MgO 粉末，包括燃烧前前驱体凝胶的老化时间，微波功率及燃料对氧化剂的比例都做了考察。将得到的MgO 样品在400℃时焙烧3h ，用20%的山梨醇和40%以上的聚乙烯乙二醇作为燃料合成的纳米氧化物的最小粒径仅有
4.1nm 。
微波法实现了DDC 的高度密集和颗粒均匀的细晶粒生长(400nm)，而传统上的致密颗粒平均粒径为1100～1400nm 。Acharya SA 以微波诱导燃烧合成法成功合成了镝掺杂CeO 2纳米材料。传统法和微波法都可用来合成颗粒，微波法制备的气燃粉末是具有低结晶度的纯氧化物，并表现出良好的烧结性质。Habibzadeh S 用微波诱导燃烧法合成了Sn02纳米材料，是以SnCl 4和山梨醇作为前驱物和燃料用微波诱导燃烧合成法合成的。最小的纳米粒子粒径为3.9nm ，微波诱导燃烧合成法制得的纳米粒子通过传感器时对CO 的敏感度比传统法制得的高出2-3倍。此外，Padmanahhan Sibu C 小组合成了ZnO 。Wang Tao 等合成了C-Ti02介孔纳米材料。
微波诱导燃烧合成纳米金属及合金的文献较少，JokisaarJ R小组用此法合成了TiAl 和Ti 3Al 合金，并与热激活法和传统成合法做了比较。在微波诱导燃烧法中TiAl 的温度峰达到了1500℃，Ti 3Al 温度达到了1450℃。在热激活法中，TiAl 温度达到1400℃，而Ti 3Al 温度峰小于1000℃。温度峰值的变化很可能是与反应之前吸收微波能量有关。
Habibzadeh S通过微波诱导燃烧合成法合成了可用于一氧化碳和乙醇双选择性的Sm 2O 3掺杂SnO 2纳米粒子传感器。通过表征发现，Sm 2O 3，SnO 2能抑制晶体的生长，并增强了在CO 和乙醇都存在时的CH 4传感器的选择性和灵敏度。以微波诱导燃烧合成法，在不同温度下，当CH 4存在时传感器会选择CO 或乙醇中的一种。
微波诱导燃烧法制备纳米材料，操作简单易行、无需煅烧、所得产物粒径小、分布比较均匀。但同时在合成时要注意到, 在微波辐射下纳米粒子的生长情况还没彻底弄清楚，须继续研究以建立更为合理的动力学和热力学模型。此外，到目前为止微波实验仅是在实验室中小规模的使用，将其投入工业生产具有广阔的应用前景。
5 小结
纳米结构的材料由于其优异的性能，已经成为当今材料科学的热点之一。它的合成方法也日新月异．除了以上介绍的超临界溶剂热技术、超声法、脉冲激光沉积法、微波诱导燃烧法外，近来还出现了脉冲电子沉积法、电弧蒸发法、激光高温烧结法、超临界流体的迅速扩张法、辐射合成法、微乳液法及模板合成法等新方法，上述各种方法都有各自的优缺点，为了便于控制反应的条件及粉末的产率、粒径与分布等，也常同时使用两种或多种制备技术。总之，有关纳米材料的制备方法很多，限于篇幅，本文只能对上述纳米材料制备领域几个目前研究较多的方面，作简单概括性的介绍，我们深信，随着研究的深入，在现有方法不断完善的基础上，将会有更多更好的新的合成方法出现。
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