- 文献综述(或调研报告):
基于微流技术连续合成功能纳米材料
文献综述
摘要:微流控技术是纳米粒子生产的化学合成的新概念。综述了微流控装置包括微流控芯片和微管制造中的“最新技术”及其在银纳米粒子合成中的应用。本文介绍了微流体装置的概念,微流控芯片制造的材料,液滴反应器的制造以及它们中合成银纳米材料的应用。使用微流技术连续合成的各种纳米颗粒的独特合成特性以及纳米材料工程方面的更广泛影响,即选择性和单分散性,与传统的化学批量合成方法相比,减少化学品的量,快速反应,最低成本,更好地控制工艺,最小化浪费并减少反应副产物的量和改进的安全性。
关键词:微流技术;微反应器;液滴反应器;纳米银;
Abstract: Microfluidic technology is a new concept of chemical synthesis in the production of nanoparticles. The 'newest technology' in microfluidic devices including microfluidic chips and microtubule fabrication and their applications in the synthesis of silver nanoparticles are reviewed. This review describes the concept of microfluidic devices, materials for microfluidic chip fabrication, fabrication of droplet reactors, and their use in the synthesis of silver nanomaterials. The unique synthetic properties of various nanoparticles continuously synthesized using microfluidic technology and the broader effects of nanomaterial engineering, ie selectivity and monodispersity, reduce the amount of chemicals compared to traditional chemical batch synthesis methods, Reaction, lowest cost, better control of the process, minimizing waste and reducing the amount of reaction by-products and improved safety.
Key words: microfluidic technology; microreactor; droplet reactor; nanosilver;
一、引言
纳米科学和纳米技术是材料科学领域最明显和不断发展的研究领域之一。纳米级尺寸的所有材料,即至少一个小于100nm的尺寸,表现出与它们的主体对应物不同的物理和化学性质。纳米粒子的尺寸和形状依赖性由量子限制和大的表面与体积原子比产生,导致纳米材料在质量上与体相不同。例如,减小半导体晶体的尺寸导致增加,光学带隙和尺寸相关的发光,适用于先进的光电器件。近几十年来,贵金属纳米粒子(NPs)的研究一直是一个非常活跃的领域,因为它们的有趣特性与大块物质不同。由于它们能够维持在电磁波谱的近紫外或可见光范围内激发的共振集体电子振荡,银纳米粒子为激烈的研究提供了特别丰富和持续的关注。许多研究都集中在控制纳米晶体的大小及其自组装成二维(2D)或三维(3D)超晶格结构。然而,常规合成方法常常受到纳米颗粒的低产率,耗时的工艺或更高成本的阻碍。
因此,纳米颗粒的合成因其在这种长度范围内独特的尺寸和形状依赖的热,机械,电子,磁性和光学性质而引起了极大的兴趣。理想情况下,纳米粒子的合成需要在动力学和热力学上对原子或分子水平的反应进行优异的控制,以生产所需尺寸和形状的材料,从而产生所需的特征和性质。
最近,已开发出微反应器技术来合成各种有机物,生物学和无机材料。在微反应器中,反应被限制在非常小的区域(低至微尺度),并且传热比传统的间歇反应器更有效。该优点使得可以快速加热或冷却反应系统以获得精确限定的反应时间。此外,使用微反应器,可以通过大规模生产连续进行合成。微流体平台可用于各种领域,如制药,临床诊断,法医学,传感器,纳米技术等,它们具有许多优势。这一领域称为微反应技术,为化学品开辟了全新的可能性工程学,组合化学和生物技术。微流体路线还提供优于传统宏观尺寸反应器的益处,用于使用搅拌的宏观容器进行精细化学合成和分析,特别是用于纳米颗粒合成。
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