La preparación de nanopartículas Generalmente se clasifican en métodos físicos y métodos químicos. A continuación se presenta una lista comparativa detallada que destaca sus características:

Tabla comparativa: Físico vs. Síntesis química de nanopartículas

Además, también se puede utilizar un método de preparación mixto que combine ambos.

(1) Método de evaporación-condensación bajo gas inerte

Generalmente, se forma a partir de partículas con superficies limpias y tamaños de entre 1 y 100 nm bajo alta presión, la cual también es necesaria para el proceso de sinterización de nanocéramicas. Se han sintetizado con éxito diversos nanomateriales sólidos, tanto a nivel nacional como internacional, utilizando técnicas como la evaporación en gas inerte, incluyendo metales y aleaciones, cerámicas, cristales iónicos amorfos y semiconductores.

Yan Hongge y colaboradores estudiaron los cambios en la tasa de evaporación, el rendimiento, el tamaño de partícula y la morfología de polvos ultrafinos al modificar los parámetros del proceso de evaporación. Diseñaron e investigaron un dispositivo de preparación de polvos ultrafinos que fundía y evaporaba el metal en un crisol bajo una presión de gas argón de 50 a 1000 Pa mediante calentamiento por inducción de frecuencia media, y capturaba el polvo a través de un solenoide refrigerado por agua, obteniendo finalmente polvo fino de cobre de 180 a 560 nm.

(2) Método hidrotermal

El método hidrotermal se utiliza generalmente para sintetizar nanopartículas en sistemas fluidos, como soluciones acuosas o vapor, bajo condiciones de alta temperatura y alta presión, seguido de separación, tratamiento térmico y otras operaciones. El método hidrotermal es un proceso sencillo, económico, no contaminante y de bajo consumo energético, idóneo para la producción industrial.

Liang et al. sintetizaron una nanohoja anfifílica de disulfuro de molibdeno (KH550-MoS₂) mediante un método hidrotermal. La concentración ultrabaja del nanofluido KH550-MoS₂ redujo la tensión interfacial a 2,6 mN/m, modificó su ángulo de contacto de 131,2° a 51,7° y mejoró significativamente la estabilidad de la loción. Mediante experimentos de desplazamiento de núcleos, el nanofluido KH550-MoS₂ de concentración ultrabaja puede aumentar la eficiencia de desplazamiento de petróleo en un 14% tras la inyección de agua.

(3) Método de descomposición compleja

El método de doble descomposición se refiere a la preparación de nanopartículas mediante la reacción de sales de iones metálicos fácilmente solubles (como CaCl2, MgCl2, etc.) con sales fácilmente solubles (como NH4HCO3 o Na2CO3, etc.) bajo condiciones de proceso adecuadas, a una temperatura, pH y otras condiciones de reacción determinadas. En la reacción, regulando la concentración de los reactivos, la sobresaturación de las nanopartículas y estudiando factores como la concentración y el tipo de agentes de control de cristales, se pueden obtener nanopartículas de diferentes tamaños, con distintas distribuciones de concentración y diversas morfologías.

En las últimas décadas, numerosos investigadores han adoptado el método de descomposición compleja para preparar diversos métodos de nanocarbonato de calcio. La distribución del tamaño de partícula de las nanopartículas de carbonato de calcio preparadas mediante el método de doble descomposición suele estar entre 20 y 100 nm. Zhao Lina utilizó el método de reacción de precipitación de sales solubles y ácido poliacrílico como agente de control de cristales para preparar nanopartículas de carbonato de calcio con forma de mariposa y morfología de aragonita, controlando factores como la temperatura y el pH.

(4) Método de microemulsión

Dos disolventes inmiscibles forman una loción bajo la acción de un surfactante y precipitan nanopartículas sólidas de la loción. Chen Liping et al. utilizaron los tres componentes de la solución acuosa de CTAB/ciclohexanol/sal correspondiente para formar tres sistemas de microemulsión típicos, a saber, sistemas bifásicos continuos de O/W, W/O y aceite-agua. Los resultados indican que en el sistema W/O, el rango de nucleación y crecimiento de los cristales de BaSOx se limita a núcleos de agua de tamaño fijo, lo que da como resultado partículas cúbicas o rectangulares de 15 nm; en el sistema bifásico continuo de aceite-agua, el aceite-agua forma una estructura de red, lo que da como resultado partículas con un tamaño de aproximadamente 700 nm. A medida que la concentración de sal aumenta gradualmente, la forma de las partículas comienza a cambiar de "espinas de pescado" a formas de flor; en el sistema O/W, el tamaño de partícula es de aproximadamente 1 μm, y a medida que aumenta la concentración de sal, el tamaño de partícula aumenta y la morfología cambia de forma de flor a "espina de pescado". Los diferentes sistemas de microloción tienen diferentes efectos sobre el tamaño y la morfología de las partículas de BaSO₄.

Ding Yang y otros no solo pueden obtener un sistema de microemulsión respetuoso con el medio ambiente, sino también mejorar la dispersión de la fase dispersa en el sistema de microemulsión cambiando el tipo de cosurfactante, lo que no solo inhibe eficazmente el crecimiento de las partículas de CaCO3, sino que también controla la dirección de crecimiento de las partículas de CaCO3 y tiene un efecto regulador sobre el tamaño de las nanopartículas de CaCO3.

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