纳米金属氧化物对硝酸盐的催化分解研究(2)
1．1．2 硝酸铵及性质
硝酸铵身无色无，呈透明或者白色结晶，易溶于水，易吸湿结块。是氧化剂，主要用作化肥和工业原料，是生产工业炸药的重要原料。1659年，德国科学家首次制得硝酸铵。20世纪中期硝酸铵的应用迅速发展，其作为炸药的原料被广泛应用于第二次世界大战。中国在50年代建立了一批硝酸铵工厂。
硝酸铵受热分解温度不同，分解产物也不同。
在110℃时：NH4NO3→NH3+HNO3
在185～200℃时：NH4NO3→N2O+2H2O
在230℃以上时，同时有弱光：2NH4NO3→2N2+O2+4H2O
在400℃以上时，剧烈分解发生爆炸：4NH4NO3→3N2+2NO2+8H2O
1．2 纳米金属氧化物的制备方法
这些年来，随着科学技术的发展，科研工作者研究出了很多制备纳米技术农户氧化物的方法，如水热法、溶胶-凝胶法、气相沉积法、超声波法等。根据反应条件及反应物质的不同，通常可大致分为固相法、气象法和液相法。
1．2．1 固相法
固相法是利用金属盐和金属氢氧化物进行复分解反应，生成前驱物，然后不断的进行洗涤、煅烧、研磨从而得到纳米金属氧化物。
此方法优点是设备与工艺简单，反应条件非常容易控制，产率很高，成本比较低，而且环境污染少。缺点是产品粒度分布非常不均匀，较易团聚。
1．2．2 液相法
液相法又称为湿化学法、溶液法等，根据反应状态不同又可以分为溶胶-凝胶法、沉淀法、水解法、为溶液法、水热/溶剂热法等。
1．2．2．1 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是在醇盐有机溶液加入蒸馏水，进行水解缩合，形成溶胶，进一步蒸发水分形成凝胶 ，最后经过高温煅烧形成纳米金属氧化物。Sugimoto[6]等在1980s利用溶胶一凝胶法制备得到单分散的Fe3O4。唐芳琼等[7]采用溶胶一凝胶法得到Fe3O4单晶纳米线。
此方法优点是纳米金属氧化物颗粒粒径小、纯度很高，而且分布非常均匀。缺点是原料价格昂贵，有机溶剂容易使产物中毒，而且高温煅烧时产物容易团聚。
1．2．2．2 沉淀法
沉淀法是在金属盐溶液中加入沉淀剂，从而反应产生难溶性物质，得到的沉淀再经过干燥、煅烧等处理就可以得到纳米金属氧化物。张军等[8，9]以Zn(OH)42-和Zn(NH3)42-作为前驱体，采用水热法制备了纳米ZnO，通过调节溶液浓度、pH值、温度等条件制备了各种形状的ZnO微晶，如花状、棒状、棱柱状、雪花状和多刺球状等。
此方法优点是过程比较简单，而其成本低，便于推广和大工业生产。缺点是容易引入阴离子。
1．2．2．3 水解法
水解法是使金属盐溶液发生水解，形成金属氢氧化物水合氧化物，然后进行过滤、洗涤、加热分解，从而形成纳米金属氧化物。孙守恒等[10]以Fe(acac)3为前驱，油酸和油酸胺为有机溶剂，二轻基十吹冰烷为表面活性剂，采用高温分解法得到尺寸为3-20nm的Fe3O4颗粒。Song Gao等[11]以二十四烷为媒介，油酞胺为表面活性剂和还原剂，Fe(OA)3为前驱，采用高温分解法得到21士2nm的八面体Fe3O4。
此方法优点是反应条件温和，产物纯度比较高，而且分布均匀、粒径小。缺点是原料成本高。
1．2．3 气相法
气象法是直接利用气体或者用各种方法使物质变为气体，使之在这种状态下使物理或者化学变化，最后冷凝形成纳米金属氧化物。Wagner和Ellis[12]在1960s第一次采用气相沉积法因其成核均匀易于制备结构规则的纳米材料，逐渐成为合成纳米ZnO的常用方法。
此方法优点是产物纯度高、粒径小，而且不易团聚。缺点是过程繁琐复杂，不易进行。