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纳米金属、纳米生物材料具有不同于块状材料的物理化学特性,纳米材料的形貌直接影响到这些性质。纳米金属与纳米生物材料的形貌控制合成与应用研究处于起步阶段,利用表面活性剂参与化学合成进行颗粒尺寸及形貌控制的纳米材料的制备具有较高的理论及应用价值。本文利用含有不同官能团的有机物为表面修饰剂(如多羧基、多羟基、多醚键有机物等),在不同的制备条件下,进行了纳米银、纳米羟基磷灰石的形貌控制合成研究。
有机修饰剂对制得的纳米银形貌的影响主要取决于其官能团特性和还原剂的还原能力。(1)单一修饰剂存在的条件下,含多醚键、多羧基的有机修饰剂适宜于合成平均粒径小、粒径分布窄、分散性好的纳米银。在弱还原剂条件下,十六烷基三甲基溴化铵诱导生成了三角形片状纳米银,但是在强还原剂存在条件下生成了粒状纳米银球形颗粒。(2)在纳米银晶种与修饰剂共存的条件下,晶种与修饰剂之间的协同作用,诱导生成了大量三角形、削角三角形、六边形和四边形为主的多边形片状纳米银以及多面体纳米银;吐温80诱导生成了网状结构的片状纳米银。
在含有不同官能团的有机修饰剂存在的条件下,采用化学沉淀与水热合成相结合的方法,合成出了不同尺寸的棒状纳米羟基磷灰石。研究发现,提高反应温度有利于结晶性好的纳米羟基磷灰石的生成;含有大量醚键((?))的链状结构的PEG与含有大量羟基的线形分子山梨醇有益于诱导生成长径比较大的纳米羟基磷灰石;含有羟基、羧基和大量醚键的树状结构的吐温有益于生成颗粒尺寸小的纳米羟基磷灰石;柠檬酸、柠檬酸三钠与生成的纳米羟基磷灰石之间的强烈相互作用,易于生成颗粒尺寸较小的纳米羟基磷灰石;含有硫酸根和磺酸根的十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠对纳米羟基磷灰石尺寸的影响与反应温度有关。