微纳材料制备

微纳材料(包括功能微颗粒材料、纳米材料等)具有小尺寸、高比表面积以及独特的化学和光、电、磁性质,被广泛用于化工、医药、生物、信息、国防和航空航天等领域。微纳材料的微观结构、几何形貌和化学组成等对其功能特性和实际应用具有重要的影响。微纳材料的可控制备对于其功能特性的调控强化以及新功能特性的设计具有重要意义,发展低成本、高效率的大规模制备方法是将微纳材料推向实际应用的关键。

上世纪90年代以来,清华大学萃取分离教研组在微纳材料制备相关基础研究和工业应用方面开展了系统研究,在二氧化硅微球、聚合物微球、有机-无机复合微球、智能微球、气凝胶材料、纤维材料、无机盐纳米颗粒、量子点、金属纳米颗粒、分子筛等材料制备方面上取得了一系列进展。针对材料制备不同阶段(成核、晶体生长、团聚、自组装等)的特性,通过新型反应器设计和新工艺开发,实现微纳材料的高效、可控制备;结合在线表征和模拟计算等手段,加深对微纳材料制备过程中的生成与组装机理、反应动力学、传质与反应耦合等关键科学问题的认识;在反应器的结构优化、放大规律和系统集成方面开展自主创新,实现了微纳材料的大规模制备,将微纳材料由实验室推向工业应用,部分研究成果获国家和省部级科技奖励。