气相燃烧法在纳米粉体制备中的应用研究综述

气相燃烧法制备纳米材料具有过程连续,易于规模化、无后处理工序、成本低等优点,在纳米材料的制备、结构调控等方面有其独特的优势,其制备的纳米材料在催化、传感器、新能源和生物领域有着广泛的应用。本文综述了燃烧合成的分类及其在纳米粉体制备中的应用研究情况。

四甲基硅烷燃烧法制备气相白炭黑的研究

介绍了以四甲基硅烷为原料,采用气相燃烧的方法制备超细白炭黑的新工艺。探讨了火焰构型、四甲基硅烷给气速率、甲烷给气速率、氧气给气速率、载气(氮气)通气速率等反应条件对产物的理化特性的影响。结果表明,前驱体浓度、初级颗粒在火焰中停留时间和火焰温度是影响白炭黑颗粒粒径大小的主要因素,前驱体浓度大、火焰中停留时间长、火焰温度高、产物粒子粒径越大。通过调节适量载气,可以很好地控制白炭黑粒径大小,使其粒径分布更均匀,成功制取粒径为9.46nm的超细白炭黑。并指出二氧化硅纳米颗粒在扩散火焰中经历化学反应、成核、凝并及团聚等几个主要过程。

电场控制气相燃烧法制备纳米无机氧化物的研究进展

气相燃烧法纳米无机氧化物颗粒的形态结构一方面取决于前驱体的水解反应和颗粒成核生长动力学，另一方面受到燃烧反应器内物料的流动混合、热质传递等多种过程因索的影响。电场控制气相燃烧法制备纳米无机氧化物是在原有的基础上附加电场，使火焰的轴向高度降低、径向宽度增大，形成厚度相对均匀的火焰层，火焰温度梯度也随之增大，抑制粒子表面的生长和粒子之间的烙结。获得“粒径分布较窄的粒子和结构相似的聚集体”．

气相燃烧合成纳米二氧化硅中试研究

本文研究了采用气相燃烧法合成纳米二氧化硅的技术，得出了反应温度对二氧化硅颗粒形貌及四氯化硅进料量对二氧化硅产品性能的影响规律，研制出了可控的纳米级气相白炭黑。

外加电场气相法制备纳米无机氧化物

气相燃烧法纳米无机氧化物粉体特征一方面取决于前驱体的水解反应速度和粒子的成核生长动力学,另一方面受到燃烧反应器内物料的流动混合、热质传递等多种过程因素的影响。电场控制气相燃烧法制备纳米无机氧化物是在原有的基础上外加电场,使火焰的轴向高度降低、径向宽度增大,形成厚度相对均匀的火焰层,火焰温度梯度也随之增大,抑制粒子表面的生长和粒子之间的烧结,获得“粒径分布较窄的粒子和结构相似的聚集体”。

气相燃烧制备无机纳米粉体的心脏-燃烧器的喷嘴

纳米无机氧化物的性质和应用很大程度取决于“聚集体的结构形态和原生粒子的粒径分布”，而这两个特征，一方面受到前驱体的水解反应速度、粒子成核生长动力学等的影响，另一方面受到燃烧反应器内物料的流动混合、热质传递等多种过程因素的控制，同时，前驱体进入燃烧水解区的最初几毫秒就形成原生粒子，说明制备纳米复合粉体的关键设备是燃烧反应器。

燃烧法制备氧化物纳米材料的研究进展

燃烧法是制备氧化物纳米材料的一种新方法,其中,气相燃烧法、燃烧火焰-化学气相凝聚法已经实现了工业化生产;而一些新的工艺方法,如低温燃烧合成法、喷雾燃烧法、电控火焰合成法在制备纳米材料上也各有优缺点,燃烧法与其他技术的结合也在研究开发阶段。详细阐述了然烧法的最新研究进展。

氢氧焰扩散燃烧法合成纳米TiO2颗粒及其光催化性能的研究

以TiCl4为前躯体，采用空气／氢气扩散火焰气相燃烧法，合成了纳米TiO2粉末，并对合成的粉末利用TEM、XRD、DSC—TGA等手段进行了表征。研究了合成纳米TiO2粉末的光催化降解有机物的性质。研究结果表明：在最佳实验条件下合成的纳米TiO2粉末粒径为10-20nm，并且分散均匀，无团聚体，有良好的光催化活性。

用TiCl_4制备纳米TiO_2的研究状况

综述了以TiCl4为原料制备纳米TiO2的主要方法:氢氧火焰水解法、气相氧化法、气相燃烧法、液相沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法和水热法,并对其优缺点做了相应的评论,最后指出了今后研究的方向。

封面图片说明

此图为气相燃烧法合成纳米颗粒示意图.左边流场为不同载气流量情况下燃烧温度场,右边为颗粒在该流场所经历物理化学变化过程.燃烧化学反应动力学方法合成纳米颗粒为纳米颗粒多相流研究在工业中的直接应用.