Ostwald

制造超薄 CuO 纳米线增强定向附着晶体生长定向自组装 Cu(OH)2 胶体纳米晶体

晶体生长过程。但由于胶体纳米晶体在与周围基质相互作用的同时经历快速成核和生长，因此晶体生长动力学难以控制。纳米晶体胶体溶液中微结构的形成通常用奥斯特瓦尔德熟化 (OR) 理论来解释。21,25,26 OR 机制被广泛用于解释纳米晶体的晶体生长，纳米晶体可产生直径较大的颗粒，通常在微米尺寸范围内。然而，在某些情况下，纳米晶体的晶体生长在纳米范围内通常无法用 OR 动力学来解释。27 – 29 在纳米尺度上，有证据表明晶体生长更受另一种机制的主导，称为取向附着 (OA)，其中纳米晶体通过共享共同的晶体取向自组装成单晶。 30,31“ OA ”的概念最早由 Banfield 等人在研究 TiO 2 纳米晶体的水解合成时提出。32 从那时起，这种基于聚集的晶体生长概念就对构建纳米级材料很有吸引力。由于 OA 工艺通过增强自下而上的制造工艺实现了初级纳米晶体的自组装，因此它可以生产出具有多种特性的新型结构，不同于相应的块体材料。特别是，OA 工艺已被证明是一种制备各向异性纳米结构的有效方法，其中纳米晶体种子的附着总是引导自组装到一个取向，从而产生一维纳米线或纳米棒。33 – 35 在 OA 机制中，晶体生长速率与表面能呈指数相关。晶体生长沿特定晶面进行，这取决于与晶体面相关的相对比表面能。36 各个面的表面能差异会导致较高表面能平面生长得更快，而较低表面能平面则作为产品的面。例如，研究表明，由于 [001] 和 [101] 面之间的表面能差异，金红石 TiO 2 纳米晶体通过沿 [001] 方向融合纳米晶体形成一维项链状纳米结构，从而促进 OA 机制的定向晶体生长。32 在另一项最近的研究中，实时观察到了由 OA 机制引导的氢氧化铁颗粒的形成，证明了晶体生长过程中纳米晶体的旋转和晶体取向。 37 OA 还被证实可用于制备 ZnO 纳米棒、38 MnO 多足体、39 稀土金属氧化物纳米颗粒 40 以及具有各种形貌的混合氧化物纳米结构。21 尽管 OA 指导合成了具有各种形貌的形状和尺寸控制的金属氧化物和混合氧化物纳米结构，21 在OA驱动的湿化学合成中构建尺寸控制的金属氧化物纳米线的例子非常少。41,42