溶膠凝膠是一種由金屬有機化合物、

金屬無機化合物或者上述兩者混合物

經過水解縮聚過程

逐漸凝膠化及相應的后處理

而獲得的氧化物或其他化合物的工藝

是制備材料的化學方法中一種重要方法

包括化學沉淀法、水熱法、微乳液法等

也被稱為制備固體材料的四種主要方法之一

在45°下

將0.067g CTAB 溶解于32 ml 的氨水溶液

隨后加入0.9 ml 的正丁醇

靜態狀態下逐滴滴加0.312g TEOS

改混合物在45°陳化24小時

反應釜中100攝氏度下再處理24小時

抽濾、洗滌得到固體粉末

550攝氏度、空氣中煅燒6小時得到*后的產物

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目錄二

在制備納米粉體中的應用

分類標準：原料和機理的不同劃分

先將膠質顆粒（直徑一般為1-100nm）

分散在液體介質中形成溶膠

然后通過蒸發轉化為凝膠

凝膠化作用由溶膠中的膠質顆粒之間的靜電

或空間相互作用控制

溶膠體系中

由于靜電引力的存在會使溶液中的反離子

向顆粒表面靠攏，并排斥同離子

固體表面電荷與溶液中反電荷形成了雙電層結構

被吸附的離子與固體表面結合牢固

固體和液體相對運動時

固體帶動部分反離子一起滑動

1、金屬醇鹽水解法

金屬有機化合物溶解在合適的溶劑中

發生一系列化學反應

如水解、縮聚和聚合

形成連續的無機網絡凝膠

是目前溶膠凝膠技術*為常用的方法

2、金屬螯合凝膠法

通過可溶性螯合物的形成

減少前驅液中的自由離子

在制備前驅液時添加強螯合劑

例如，檸檬酸和 EDTA

再通過控制一系列實驗條件

如，溶液的 PH 值、溫度和濃度等

移去溶劑將發生凝膠化

1、原位聚合法

有機單體聚合形成

不斷生長的剛性有機聚合網絡

包圍穩定的金屬螯合物

從而減弱各不同金屬離子的差異性

減少各金屬在高溫分解過程中的偏析

典型代表 Pechini 法的基本原理是

羧酸和醇的酯化

由金屬螯合物之間利用a-羥基羧酸和多羥基醇的

聚酯作用形成聚合物

2、聚合物前驅液法

首先在含水的金屬鹽溶液中加入

水溶性聚合物

*常用的是聚乙烯醇（PVA）

聚丙烯酸（PAA）、聚乙烯亞胺（PEI）

它們都是陽離子的配位有機聚合物

將大大改變原含水前驅液的流變性能

而后金屬離子將充當聚合物之間的交聯劑

聚合鏈間的隨機交聯

把水圍在生長著的三維網絡中

使系統轉變為凝膠

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目錄三

在制備納米薄膜中的應用

1、用基片浸漬溶膠后熱處理的簡單方法

      即可制備薄膜，設備簡單

2、反應在溶液中進行，均勻度高

     多組分均勻度可達分子或原子級

3、對襯底的大小和形狀要求較低

4、后處理溫度低，在遠低于陶瓷燒結

     或玻璃融化的溫度下進行熱處理即可獲得

5、對多元組分薄膜，幾種有機物互溶性好

1、醇鹽法制備薄膜

反應體系包含

金屬醇鹽、溶劑（甲醇、乙醇等）、水

催化劑（酸、弱堿）

水解速度控制劑（乙酰丙酮等）

成膜控制劑（PVA、DMF 及聚乙二醇等）

2、非醇鹽法制備薄膜

反應體系的確定主要考慮以下幾個因素

以燒結陶瓷主成分為依據選擇相應的無機前驅體

合成初期的化學現象具有代表性

涉及單組分和多組分氧化物

常用薄膜涂覆工藝

浸漬提拉法

旋轉涂覆法

流動涂膜技術

滾動/照相凹版涂鍍技術

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