纳米粉体材料的团聚问题及解决方案

纳米材料由于粒子尺寸进入了纳米量级，因而具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，进而展现出许多特有的性质。广泛应用于催化、滤光、医药、磁介质及新材料等方面。​

出现的问题

1.纳米微粒粒径减小。

2.有大量的孪晶、位错、层错等晶体缺陷存在。

3.导致大量的悬键和不饱和键。

4.分子间力、氢键、静电作用引起颗粒团聚的因素。

5.由于颗粒的量子隧道效应导致团聚。

6.纳米粒子的比表面积巨大极易吸附气体。

出现的原因

1.表面比原子数目增多，比表面积增大。

2.从高分辨率电子显微镜下观察可以看出，离子表面为原子排列，完全不同于体相的层状结构导致大量的晶体缺陷存在主要原因。

3.粒子的表面积和表面活性点数目显著增加、使得增大了其化学活性，导致了其化学不稳定性。

4.在纳米粒子中由于小尺寸效应和表面效应表现得更为强烈。

5.化学惰性的金属铂制成纳米微粒铂黑后通过界面发生相互作用和固相反应团聚。

6.介质与其作用，使晶粒生长的速度加快，因而颗粒尺寸很难保持不变。

解决方案

1.加入反絮凝剂在微粒表面形成双电层,通过双电层之间库伦排斥作用使粒子之间发生团聚的引力大大降低。实现纳米微粒分散的目的。

2.加入表面活性剂，使其吸附在粒子表面，形成微胞状态，使得粒子之间不能接触，从而防止团聚体的产生。

3.运用超声技术分散微粒，通过对分子周围环境的物理作用影响分子，产生的冲击波和微射流所具有粉粹作用，达到分散微粒的目的。

4.利用钝化处理，采用纯净的氧气在懒性气体的稀释下进行氧化，可在一定的程度上控制颗粒表面的氧化速度从而防止颗粒在空气中的急剧氧化。

5.利用表面改性，采用物理方法对纳米粉体进行表面处理，降低纳米粉体颗粒的表面能，提高纳米分体的稳定性。

6.可选用各种化学溶剂，如苯、醇类等有机溶剂，这样可以保持颗粒间的良好分散性和均匀性，大大降低晶粒生长速度，延缓或避免颗粒氧化。