第一篇：鋰離子篩制備的研究論文

一、離子篩分材料的發(fā)展過(guò)程

1850年，Thompon等，最早系統(tǒng)地研究了土壤中Ca2+、Na2+與水中NH+、K+的離子交換現(xiàn)象。其中具有交換性能的物質(zhì)后來(lái)被鑒定為粘土、海綠石沸石分子篩和腐植酸。一般認(rèn)為，這是離子篩分材料的最初發(fā)現(xiàn)。20世紀(jì)初，Harms等合成了硅酸鋁凝膠作為離子交換材料應(yīng)用于水的軟化。但其選擇性篩分性能較差，耐酸性也不好，性能易變。上世紀(jì)60年代，ClearfieldA等，發(fā)現(xiàn)磷酸鋯可以結(jié)晶，這為離子篩分材料的發(fā)展指明了一個(gè)全新的方向。結(jié)晶使得這些磷酸鋯的多晶結(jié)構(gòu)得以測(cè)定，宏觀的離子篩分和交換行為能夠從微觀結(jié)構(gòu)的角度加以解釋。到80年代以后，Kenta，QiFeng等合成出了結(jié)晶石結(jié)構(gòu)的鋰錳氧化物L(fēng)iMn2O4，該物質(zhì)對(duì)鋰離子具有特殊的選擇吸附性能。

二、我國(guó)鹽湖鹵水的提鋰前景

我國(guó)鹽湖資源相當(dāng)豐富，集中分布于青海、西藏、新疆和內(nèi)蒙古四個(gè)省區(qū)。鋰資源儲(chǔ)量大，含量高的鹽湖鹵水多集中在青海省的柴達(dá)木盆地，如：臺(tái)吉乃爾鹽湖、一里坪鹽湖、察爾汗鹽湖和大柴旦鹽湖等，都具有極高的開采價(jià)值。西藏的扎布耶湖是世界上鋰含量超過(guò)百萬(wàn)噸級(jí)的三大鹽湖之一。因此，建立和發(fā)展我國(guó)的鹽湖鋰工業(yè)不僅可以將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而且可以促進(jìn)和發(fā)展我國(guó)西部的經(jīng)濟(jì)，并為二十一世紀(jì)高科技的發(fā)展提供理想的材料。

三、從鹽湖鹵水提取鋰的方法

目前，鋰資源的開發(fā)及利用主要集中在鹽湖鹵水提鋰的方法上。鹽湖鹵水提鋰的方法有蒸發(fā)結(jié)晶分離法，沉淀法、浮選法、溶劑萃取法和離子交換法等。蒸發(fā)結(jié)晶分離法大量使用燒堿和純堿，致使鋰鹽產(chǎn)品成本較高；沉淀法和溶劑萃取法費(fèi)時(shí)費(fèi)力；浮選法工藝流程復(fù)雜；而離子交換法成本低，工藝簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。因此，研究開發(fā)高效、高選擇性的新型無(wú)機(jī)離子吸附劑成為當(dāng)今分離技術(shù)的發(fā)展方向。尖晶石結(jié)構(gòu)的錳氧化物，不僅對(duì)Li+具有很高的選擇性和較大的交換吸附容量，且具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特點(diǎn)，從而成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

四、鋰離子篩的制備方法

現(xiàn)階段制備鋰離子篩前驅(qū)體LiMn2O4的方法主要分為兩大類：固相法和液相法。固相合成法主要分為：高溫固相法、微波燒結(jié)法和固相配位法等。固相法一般操作較為簡(jiǎn)單，步驟短，便于大規(guī)模生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但耗能大，產(chǎn)率低；液相合成法主要包括：溶膠凝膠法、共沉淀和水熱法等。液相法一般操作要求高，反應(yīng)步驟較長(zhǎng)，產(chǎn)物粒度均勻、形態(tài)規(guī)整，晶相較純。下面選取幾種常見的方法分別介紹：

1、高溫固相反應(yīng)法：高溫固相反應(yīng)法是合成鋰離子篩前驅(qū)體最常用且易操作的一種方法，是將鋰和錳的易熔或易分解化合物先按一定的比例混合均勻，再于高溫下焙燒一定時(shí)間而合成所需化合物。其中，鋰源主要有Li2CO3、LiOH·H2O、LiNO3和LiI等；錳源主要包括MnO、Mn2O3、MnO2、MnCO3和Mn(CH3COO)2·4H2O等。高溫固相反應(yīng)法具有操作簡(jiǎn)便、易于工業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，也存在幾點(diǎn)不足：能耗大，生產(chǎn)率低；鋰鹽的部分揮發(fā)，造成原配比不易把握；產(chǎn)物的均勻性差。

2、微波燒結(jié)法：微波燒結(jié)法是近些年發(fā)展起來(lái)普遍用于制備陶瓷材料的方法。其主要依據(jù)微波直接作用于材料內(nèi)部后而轉(zhuǎn)化為熱能，從材料內(nèi)部進(jìn)行加熱，進(jìn)而縮短了反應(yīng)的時(shí)間。微波燒結(jié)法可通過(guò)調(diào)節(jié)微波的功率來(lái)控制粉末的物相結(jié)構(gòu)，易于工業(yè)化，值得關(guān)注。但其畢竟屬于固相反應(yīng)，所得粉末的粒度通常只能控制在微米級(jí)以上，粉末的形貌稍差。

3、固相配位反應(yīng)法：此方法也是近些年發(fā)展起來(lái)的，尤其適于合成金屬簇合物和固相配合物的一種方法。首先，在室溫或低溫下制備固相金屬配合物，然后，在一定溫度下熱分解制得氧化物超細(xì)粉末。固相配位反應(yīng)法保留了傳統(tǒng)高溫固相反應(yīng)法操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，同時(shí)在合成溫度、焙燒時(shí)間和產(chǎn)物粒度大小及分布等方面又優(yōu)于它。

4、溶膠凝膠法(Sol-Gel)：也稱Pechini合成法，屬于液相合成法，是基于某些弱酸能與某些陽(yáng)離子形成螯合物，而螯合物又可與多羥基醇聚合物形成固體聚合物樹脂的原理。由于金屬離子可與有機(jī)酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而均勻分散在聚合物樹脂中，達(dá)到原子水平的混合，從而在較低溫度下可制得超細(xì)氧化物粉末。傳統(tǒng)的溶膠凝膠法是采用金屬醇鹽水解制得溶膠，然后干燥得凝膠。

由于該法成本偏高，工藝復(fù)雜，材料工作者相繼對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，派生出一些新方法，如檸檬酸配合法、甘氨酸配合法、高分子聚合物配合法、多羥基酸配合法等。鋰離子篩的制備主要是在不破壞前驅(qū)體尖晶石構(gòu)型的前提下，用合適的脫出劑脫出其中的鋰離子，以保證所得鋰離子篩對(duì)鋰離子的記憶性。目前，使用的脫出劑主要是酸性化合物，如鹽酸、硝酸以及硫酸等。評(píng)價(jià)脫出效果的指標(biāo)主要是鋰的脫出率及錳的溶損率。人們希望通過(guò)采用優(yōu)良的脫出劑，使鋰的脫出率最大、錳的溶損率最小。因?yàn)橄鄬?duì)于鹽酸，硝酸和硫酸都具有較強(qiáng)的氧化性，某種程度上會(huì)加大錳的溶損，所以用合適濃度的鹽酸作為脫出劑的居多。然而，同種洗脫劑，濃度不同，洗脫時(shí)間不同，洗脫效果也不一樣。因此，在制備離子篩的時(shí)，需要選擇出最佳酸洗轉(zhuǎn)型條件。

五、鋰離子篩的檢測(cè)

制備好的離子篩需對(duì)其表面形貌檢測(cè)即對(duì)前驅(qū)體酸洗脫鋰后產(chǎn)物進(jìn)行SEM檢測(cè)，得出掃描結(jié)果圖像。通過(guò)與前驅(qū)體結(jié)構(gòu)的掃描圖像對(duì)比可以檢測(cè)出，在酸洗脫鋰過(guò)程中前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)有沒有被破壞，再通過(guò)與文獻(xiàn)中圖片對(duì)比,可以檢測(cè)出產(chǎn)物是否為尖晶石晶體結(jié)構(gòu),晶型是否完整。然后再對(duì)產(chǎn)物(前驅(qū)體)進(jìn)行XRD檢測(cè)，得出掃描結(jié)果圖,根據(jù)掃描結(jié)果圖,判斷產(chǎn)物是否為尖晶石型LiMn2O4，是否有雜質(zhì)。通過(guò)與文獻(xiàn)中圖譜對(duì)比，可以檢測(cè)出產(chǎn)物是否有缺陷,是否為尖晶石型LiMn2O4，是否有雜質(zhì)等。

六、結(jié)語(yǔ)

目前，對(duì)離子篩的研究還停留在試驗(yàn)階段，如果要實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化，就必須先解決其造粒及錳的溶損問(wèn)題。同時(shí)，必須通過(guò)改進(jìn)合成方法、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件等手段來(lái)提高離子篩的實(shí)際吸附量。錳氧化物鋰離子篩是一種新型的、高效的、綠色的吸附劑，有著良好的應(yīng)用前景。所以，錳氧化物鋰離子篩吸附法已經(jīng)成為國(guó)際上從鹽湖鹵水和海水中提鋰的重要研究方向。

第二篇：多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝(論文)

XINYU UNIVERSITY

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

（2013屆）

題

目 多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

二級(jí)學(xué)院 新能源科學(xué)與工程學(xué)院

專 業(yè) 光伏材料加工及其應(yīng)用

班 級(jí) 10級(jí)光伏材料

（一）班

學(xué) 號(hào) 1003020138 學(xué)生姓名 紀(jì) 濤 指導(dǎo)教師 胡 耐 根

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

目錄

摘要?????????????????????????????1 Abstract???????????????????????????2 第 1 章 緒論?????????????????????????3 第 2 章 多晶硅太陽(yáng)電池制備工藝????????????????5 2.1 一次清洗工序???????????????????????5 2.1.1 一次清洗工序的原理??????????????????5 2.1.2 一次清洗工序的工藝參數(shù)????????????????5 2.2 擴(kuò)散工序?????????????????????????6 2.2.1 擴(kuò)散原理???????????????????????6 2.2.2 擴(kuò)散工藝???????????????????????7 2.3 濕法刻蝕的工序及其原理??????????????????8 2.4 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工序???????????????10 2.4.1 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積氮化硅薄膜的原理???????10 2.5 絲網(wǎng)印刷工序及其工作原理?????????????????11 2.6 測(cè)試分選工序及太陽(yáng)能測(cè)試儀的原理 ???????????? 13 2.7 小結(jié)???????????????????????????15 第 3 章 多晶硅太陽(yáng)能電池行業(yè)展望???????????????16 參考文獻(xiàn)(References)?????????????????????17 致謝?????????????????????????????18

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

摘 要

長(zhǎng)期以來(lái)隨著能源危機(jī)的日益突出，傳統(tǒng)能源已不能滿足能源結(jié)構(gòu)的需求，然而光伏發(fā)電技術(shù)被認(rèn)為是解決能源衰竭和環(huán)境危機(jī)的主要途徑。而多晶硅太陽(yáng)能電池份額占據(jù)光伏市場(chǎng)的絕大部分，并呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)，有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

本文在闡明了國(guó)內(nèi)外光伏市場(chǎng)以及光伏技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)多晶硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)及其特性簡(jiǎn)述，同時(shí)對(duì)其制備工藝：一次清洗→擴(kuò)散→濕法刻蝕去背結(jié)→PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)→絲網(wǎng)印刷→ 燒結(jié)→測(cè)試分選做簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：多晶硅太陽(yáng)能電池；光伏技術(shù)；光伏工藝；

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

Preparation technology of polycrystalline silicon solar cell

Abstract

For a long time as the energy crisis increasingly prominent, the traditional energy cannot satisfy the needs of the energy structure, however, photovoltaic power generation technology is regarded as the main way to solve the crisis of energy exhaustion and environment and polycrystalline silicon solar cell occupies most parts of photovoltaic market share, and presents the rising trend year by year, has great development potential。

This paper illustrates the domestic PV market trends and the development of photovoltaic technology firstly, and makes a brief introduction on the preparation process of polycrystalline silicon solar cell secondly: cleaning →diffusion →wet etching →PECVD →screen printing →sintering →testing and sorting.Keywords: polycrystalline silicon solar cell;photovoltaic technology;photovoltaic process;

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

第 1 章

緒論

隨著經(jīng)濟(jì)全球化貿(mào)易國(guó)際化的發(fā)展，傳統(tǒng)能源煤、石油、天然氣等已不再是世界能源市場(chǎng)占有率擴(kuò)張最快的，相反，新型可再生能源核能發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電，而光伏行業(yè)經(jīng)歷了從航天到地面應(yīng)用的巨大變化，太陽(yáng)能發(fā)電正飛速增加其市場(chǎng)份額，以求緩解能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題。

鑒于各種新型能源發(fā)電的弊端，相比較之下人們普遍認(rèn)為太陽(yáng)能發(fā)電具備廣闊的發(fā)展前景。太陽(yáng)能作為一種新型、潔凈、可再生能源，它與常規(guī)能源以及其它新型能源相比有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)[1]：第一：儲(chǔ)能豐富，取之不盡用之不竭。第二：不存在地域性限制，方便且不存在輸電線路的遠(yuǎn)程運(yùn)輸問(wèn)題。第三，潔浄，不會(huì)影響生態(tài)平衡和人類的身體健康，太陽(yáng)能發(fā)電的種種優(yōu)勢(shì)，得到人類社會(huì)的一致認(rèn)可。尤其是在遭受能源衰竭和環(huán)境危機(jī)的今天，人們更是把它當(dāng)做緩解能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題的有效途徑。世界各地政府紛紛采取一系列相關(guān)政策，加大對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼，促使光伏技術(shù)快速進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模不斷壯大，早日實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的大規(guī)模普及。

多晶硅太陽(yáng)電池是一種將光能轉(zhuǎn)化為電能的光電轉(zhuǎn)換裝置，在P 型硅襯底表面，利用POCl3 液態(tài)源擴(kuò)散工藝制得厚度約為0.5um 的N型重?fù)诫s層，P 型層與N 型層接觸，形成pn 結(jié)，產(chǎn)生光伏效應(yīng)[2]。同時(shí)，正Ag 電極可與N 型重?fù)诫s層形成良好的歐姆接觸，用于收集光生電流。位于最上層的氮化硅薄膜起到鈍化和減反射的作用。背Al 與P型硅片接觸，在燒結(jié)的過(guò)程中，形成良好的Al 背場(chǎng)，降低背表面復(fù)合電流，增加開路電壓。

多晶硅太陽(yáng)電池主要是依靠半導(dǎo)體pn結(jié)的光生伏特效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的[3]。當(dāng)光線照射到太陽(yáng)能電池的正表面時(shí)，大部分光子被硅材料吸收。其中，能量E=hv＞Eg 的光子就會(huì)將能量傳遞給硅原子，使處于價(jià)帶的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。新的電子-空穴又會(huì)在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下被分離，電子由p區(qū)流向n區(qū)，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子和空穴在pn 結(jié)兩側(cè)集聚形成了電勢(shì)差，當(dāng)外部接通電路后，在該電勢(shì)差的作用下，將會(huì)

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

有電流流過(guò)外部電路，從而產(chǎn)生一定的輸出功率。其結(jié)構(gòu)和光電轉(zhuǎn)換原理圖如下1-1和1-2。

圖1-1多晶硅太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)

圖1-2多晶硅光電轉(zhuǎn)換原理 4

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

第 2 章 多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

由晶體硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和原理可知，多晶硅太陽(yáng)能電池的常規(guī)制備流程[4]如下：一次清洗（制絨）→ 擴(kuò)散（形成pn 結(jié)）→ 二次清洗（濕法刻蝕去背結(jié)）→ PECVD（鍍氮化硅）→ 絲網(wǎng)印刷（形成電極和背場(chǎng)）→ 燒結(jié)（形成歐姆接觸）→ 測(cè)試（獲得電性能）。接下來(lái)，將逐一介紹制備多晶硅太陽(yáng)能電池各工序的工藝及原理。

2.1 一次清洗工序

2.1.1 一次清洗工序的原理

多晶硅太陽(yáng)能電池制備流程中的一次清洗工序，主要目的是去除硅片表面的臟污和機(jī)械損傷層，在硅片表面形成絨面結(jié)構(gòu)（俗稱制絨），增強(qiáng)太陽(yáng)能電池的陷光作用。我們知道，單晶硅太陽(yáng)能電池制絨主要是依靠堿的各向異性腐蝕特性，在（100）晶面上形成連續(xù)、均勻、細(xì)膩的正金字塔結(jié)構(gòu)，從而起到良好的減反射作用。而多晶硅各個(gè)晶粒的晶向不一樣，若同樣采用堿腐蝕，則得不到很好的金字塔絨面化結(jié)構(gòu)。為了得到良好的多晶硅絨面化結(jié)構(gòu)，人們嘗試了許多方法，比如反應(yīng)離子刻蝕法、機(jī)械刻槽法和化學(xué)腐蝕法等。綜合成本以及制備工藝的難易程度考慮，化學(xué)腐蝕法在工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。接下來(lái)就對(duì)化學(xué)腐蝕法制備多晶硅太陽(yáng)能電池絨面的原理做一下簡(jiǎn)單介紹。

與單晶硅太陽(yáng)能電池堿制絨工藝不同的是，多晶硅太陽(yáng)能電池采取酸制絨工藝。酸制絨體系主要由HNO3 和HF 組成，具體的反應(yīng)方程式[5]如下： 3Si+4HNO3——3SiO2+2H2O+4NO(2.1)SiO2+6HF——H2(SiF6)+2H2O(2.2)其中，HNO3 作為強(qiáng)氧化劑，將Si 氧化成致密不溶于水的SiO2 附著在硅片表面上，阻止HNO3 與Si 的進(jìn)一步反應(yīng)。但SiO2 可以與溶液中的HF 發(fā)生反應(yīng)，生成可溶于水的絡(luò)合物H2(SiF6)，導(dǎo)致SiO2 層被破壞，此時(shí)，HNO3 與Si 再次發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，硅片表面不斷的被腐蝕，最終形成連續(xù)致密的“蟲孔狀”結(jié)構(gòu)。

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

此方法不需要采用特定的反應(yīng)裝置、工藝簡(jiǎn)單、制造成本低，而且制備出的多晶硅絨面反射率低，可以與雙層減反射膜相比。但此方法為純化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的穩(wěn)定性不易控制，而且影響制絨效果的因素眾多，比如滾輪速度、反應(yīng)溫度、硅片摻雜水平以及原始硅片的表面狀況等。2.1.2 一次清洗工序的工藝參數(shù)

本工序采用由腐蝕槽、堿洗槽、酸洗槽構(gòu)成的自動(dòng)制絨設(shè)備。在向各槽內(nèi)配置化學(xué)溶液前，需對(duì)槽體進(jìn)行預(yù)處理。首先用水槍將滾輪、槽蓋、槽體沖洗干凈，然后注入一定量的去離子水，讓設(shè)備自動(dòng)循環(huán)10min 后，排掉污水。再按照上述操作重復(fù)一遍，待廢水排干凈后即可制備化學(xué)溶液。

各槽內(nèi)化學(xué)溶液的初始配方[6]為：腐蝕槽：濃度為50%的氫氟酸溶液45L，濃度為68%的硝酸溶液28L；堿洗槽：濃度為45%的氫氧化鈉溶液5.2L；酸洗槽：濃度為50%的氫氟酸溶液28L，濃度為36%的鹽酸溶液58L。由于各槽是依靠化學(xué)反應(yīng)來(lái)對(duì)硅片進(jìn)行腐蝕的，反應(yīng)的過(guò)程中必須伴有新的生成物產(chǎn)生和初始化學(xué)品的消耗，這就要求我們按時(shí)補(bǔ)液以及換液。

伴隨著化學(xué)反應(yīng)的不斷進(jìn)行，我們需要每小時(shí)向各槽填充的溶液量為：腐蝕槽：濃度為50%的氫氟酸溶液12.6L，濃度為68%的硝酸溶液11.4L；堿洗槽：濃度為45%的氫氧化鈉溶液1.6L；酸洗槽：濃度為50%的氫氟酸溶液0.8L，濃度為36%的鹽酸溶液2.4L。另外，腐蝕槽每生產(chǎn)156×156(cm2)規(guī)格的硅片15萬(wàn)片后，需重新制配腐蝕液；設(shè)備連續(xù)一小時(shí)以上不生產(chǎn)時(shí)需把腐蝕液打回儲(chǔ)備槽；堿槽溶液和酸槽溶液在配置250h 后必須重新配液。否則都將影響最終制得的多晶硅太陽(yáng)能電池片的電性能。

2.2 擴(kuò)散工序

2.2.1 擴(kuò)散原理

擴(kuò)散實(shí)際上就是物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到均勻分布的現(xiàn)象。太陽(yáng)能電池制備流程中的擴(kuò)散工序，就是在P 型襯底上擴(kuò)散一層N 型雜質(zhì)，進(jìn)而形成太陽(yáng)能電池的心臟--pn 結(jié)。多晶硅太陽(yáng)能電池的擴(kuò)散方式有很多種，比如三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散、噴涂磷酸水溶液后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散、絲網(wǎng)印刷磷漿料后鏈?zhǔn)綌U(kuò)散等。本文著重采用三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散工藝來(lái)制取pn結(jié)，下面是三氯氧磷（POCl3）液態(tài)源擴(kuò)散的原理

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

[7]：氮?dú)鈹y帶的POCl3 在某種特定的條件下，可分解成五氧化二磷（P2O5）和五氯化磷（PCl5），具體反應(yīng)方程式如下：

5POCl3→3 PCl5+ P2O5（T＞600℃）（2.3）

生成的P2O5 在800-900℃的高溫下與Si 反應(yīng)，生成磷原子和SiO2，具體反應(yīng)方程式如下：

2P2O5+5Si→5SiO2+4P↓（2.4）

由以上化學(xué)反應(yīng)方程式可得，POCl3 在沒有O2 的條件下，熱分解生成PCl5，而PCl5 極不易分解，且對(duì)硅表面有很強(qiáng)的腐蝕作用，嚴(yán)重?fù)p害了硅片的表面狀態(tài)以及pn 結(jié)的質(zhì)量。當(dāng)有外來(lái)足夠的O2 存在時(shí)，PCl5 就會(huì)進(jìn)一步分解，生成P2O5和Cl2，具體反應(yīng)方程式如下： 4PCl5 + 5O2→2P2O5+10Cl2↑（2.5）

生成的P2O5 可再一次與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成磷原子和SiO2。由此可見，在POCl3擴(kuò)散的過(guò)程中，必須通入一定流量的O2 來(lái)避免PCl5 對(duì)硅片表面的損傷。在過(guò)量O2 存在的條件下，POCl3 液態(tài)源擴(kuò)散的總化學(xué)反應(yīng)方程式為： 4POCl3 +5O2→2P2O5 +6Cl2↑(2.6)由總反應(yīng)方程式可得，POCl3 熱分解生成的P2O5 附著在硅襯底表面，在擴(kuò)散高溫條件下又與Si反應(yīng)生成磷原子和SiO2，即在硅襯底上覆蓋一層較薄的磷-硅玻璃層，接著磷原子向硅體內(nèi)徐徐擴(kuò)散。為了提高擴(kuò)散的均勻度，避免硅片表面死層的形成，通常在POCl3 擴(kuò)散之前使硅表面熱氧化，生成一層極薄的氧化層，來(lái)控制反應(yīng)速度。2.2.2 擴(kuò)散工藝

擴(kuò)散工序采用的設(shè)備是捷佳偉創(chuàng)擴(kuò)散爐DS300A，它是在48 所和centrotherm擴(kuò)散爐的基礎(chǔ)上改進(jìn)得來(lái)的，主要優(yōu)勢(shì)有以下兩點(diǎn)： 1)噴淋擴(kuò)散。傳統(tǒng)48 所擴(kuò)散設(shè)備是在爐尾通源，爐口排廢，而捷佳偉創(chuàng)設(shè)備是在石英管內(nèi)的上部安裝一個(gè)噴淋管，直接將源噴在硅片上。相對(duì)于48 所設(shè)備，此種擴(kuò)散工藝調(diào)節(jié)更加簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，無(wú)需考慮溫度補(bǔ)償濃度梯度問(wèn)題。同時(shí)，每個(gè)硅片所接觸的磷源會(huì)更加均勻，進(jìn)而提高方塊電阻均勻性。

2)軟著陸系統(tǒng)。石英舟承載在石英舟托上，由舟漿將石英舟托送入爐

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

管內(nèi)，然后舟漿退出，屬于閉管擴(kuò)散。相對(duì)于48 所設(shè)備，這樣可以避免舟漿引入污染，同時(shí)由于對(duì)排廢的特殊處理，不需要頻繁清洗舟漿和石英爐管。

擴(kuò)散過(guò)程可以簡(jiǎn)單概括為：預(yù)擴(kuò)→主擴(kuò)→推擴(kuò)。優(yōu)化的磷擴(kuò)散工藝具備如下特點(diǎn)：

1)同時(shí)進(jìn)行磷源的再分布和硅片表面的三次氧化。此時(shí)磷源總量一定，預(yù)沉積雜質(zhì)源緩慢的向硅片體內(nèi)擴(kuò)散，便于形成平坦的pn 結(jié)，提高了擴(kuò)散的方塊電阻均勻性。

2)高溫?cái)U(kuò)散過(guò)程中不再伴有硅片與高濃度的磷直接接觸。減少了硅片表面以及勢(shì)壘區(qū)的缺陷和復(fù)合中心，提高了多晶硅太陽(yáng)能電池的開路電壓和短路電流。

3)兩步擴(kuò)散法制備 pn 結(jié)，制備條件相對(duì)寬松，工藝參數(shù)調(diào)節(jié)余地大。預(yù)沉積雜質(zhì)總量基本不受溫度波動(dòng)的影響，限定源表面擴(kuò)散也不受擴(kuò)散氣氛以及環(huán)境的影響，這就大大增強(qiáng)了擴(kuò)散的均勻性以及重復(fù)性。

采用改進(jìn)的磷擴(kuò)散工藝，對(duì)最終制得晶體硅太陽(yáng)能電池片的電性能有了很大改善，尤其是在開路電壓Voc 和短路電流Isc 方面。詳見下圖2.3 和

圖2.3 一步擴(kuò)散與兩步擴(kuò)散Voc 對(duì)比圖 圖2.4 一步擴(kuò)散與兩步擴(kuò)散Isc 對(duì)比圖

2.3 濕法刻蝕工序及其原理

對(duì)于多晶硅太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)，并聯(lián)電阻（Rsh）[8]是一個(gè)很重要的參數(shù)，Rsh 過(guò)小將會(huì)導(dǎo)致漏電流增大，影響電池最終的短路電流、填充因子以及轉(zhuǎn)換效率。Rsh分為體內(nèi)并聯(lián)電阻和邊緣并聯(lián)電阻兩類，對(duì)于一個(gè)太陽(yáng)能電池片來(lái)說(shuō)，一般20%的泄露電流通過(guò)體內(nèi)并聯(lián)電阻，而80%的泄露電流通過(guò)邊緣并聯(lián)電阻。工業(yè)上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的多晶硅電池?cái)U(kuò)散方式均為單面背靠背擴(kuò)散，多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

不可避免地使電池的四周也擴(kuò)散了一層n 型層，它將電池的正電極與背電極跨接在一起，形成很大的漏電流，因此未達(dá)到分離pn 結(jié)的作用。本文主要采用正面無(wú)保護(hù)的濕法刻蝕方法將電池背面的pn 結(jié)去除，以達(dá)到分離pn 結(jié)的效果。其原理如下： 第一步：硅片表面氧化過(guò)程

氧化過(guò)程的激活，硅表面被硝酸氧化，生成一氧化氮或二氧化氮，見式（3.7，3.8）：

Si+4HNO3=SiO2+4NO2+2H2O（3.7）Si+2HNO3=SiO2+2NO+2H2O（3.8）

氧化過(guò)程的延伸，生成物一氧化氮、二氧化氮進(jìn)一步與水反應(yīng)，得到的二級(jí)產(chǎn)物亞硝酸迅速將硅氧化成二氧化硅，見式（3.9,3.10,3.11）： 2NO2+H2O=HNO2+HNO3（3.9）Si+4HNO2=SiO2+4NO+2H2O（3.10）4HNO3+NO+H2O=6HNO2（3.11）

由上式可知，硅片表面氧化所發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，氮氧化合物是硝酸最終的還原產(chǎn)物，二氧化硅是與腐蝕溶液接觸的硅片背表面的氧化產(chǎn)物。第二步：二氧化硅溶解過(guò)程

氧化產(chǎn)物二氧化硅，將快速與混合液中的氫氟酸反應(yīng)，生成六氟硅酸，見式（3.12,3.13）：

SiO2+4HF=SiF4+2H2O（3.12）SiF4+2HF=H2SiF6（3.13）總反應(yīng)式為：

SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O（3.14）

可見，最終腐蝕掉的硅將以六氟硅酸的形式溶入溶液中。實(shí)際上，濕法刻蝕的工藝原理與一次清洗的工藝原理相同，只不過(guò)是通過(guò)控制混合液內(nèi)HF 和HNO3的濃度比來(lái)形成制絨腐蝕或拋光腐蝕。

采用濕法刻蝕去背結(jié)工藝將擴(kuò)散后電池片的正面與背面pn 結(jié)分開，與其它方法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

1)等離子體刻蝕法將硅片邊緣發(fā)射極刻掉，需要用到 CF4 毒性氣體，且刻蝕過(guò)程中設(shè)備周圍存在微波輻射，給人體健康帶來(lái)的危害極大。另外，此種工藝成本較高，電池片間互相擠壓的過(guò)程容易導(dǎo)致碎片，降低電池片的成品率。

2)激光或金剛石刀將邊緣發(fā)射極直接切掉，將會(huì)減少電池的有效面積，降低電池片的功率。

3)用正面無(wú)保護(hù)的濕法刻蝕方法來(lái)代替上述兩種方法分離pn 結(jié)，不僅避免了CF4 毒性氣體的使用和太陽(yáng)能電池片的碎裂，而且使硅片背表面拋光，有效地提高了太陽(yáng)能電池的電性能。

2.4 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工序

2.4.1 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積氮化硅薄膜的原理

等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)[9]（PECVD）的工作原理為：在真空壓力下，加在電極板上的射頻（低頻、微波等）電場(chǎng)，使反應(yīng)室內(nèi)氣體發(fā)生輝光放電，在輝光發(fā)電區(qū)域產(chǎn)生大量的電子。電子由于受到外加電場(chǎng)的加速作用，其自身能量驟增，它可通過(guò)碰撞將自身能量傳遞給反應(yīng)氣體分子，從而使反應(yīng)氣體分子具有較高的活性。這些活性分子覆蓋在硅基底上，彼此間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，制得所需的介質(zhì)薄膜，產(chǎn)生的副產(chǎn)物被真空泵抽走。我們可以運(yùn)用PECVD 技術(shù)制作各種器件的鈍化膜、減反射膜，還可用其制作擴(kuò)散工藝的阻擋層。本文采用PECVD技術(shù)，在硅片表面沉積一層氮化硅薄膜，具體原理在350℃，等離子射頻：SiH4 + 4NH3 —— Si3N4 + 12H2（2.15）此法制備的氮化硅薄膜具有減反射和鈍化的作用，其減反射原理圖[12]如下：

圖2.8 氮化硅薄膜減反射原理圖

我們知道，減反射的原理就是讓如圖2.8 所示的兩束反射光R1、R2 產(chǎn)

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

生相消干涉，即它們的光程差為半波長(zhǎng)。可以通過(guò)調(diào)整制備工藝來(lái)獲得合適厚度和折射率的Si3N4 薄膜，使其滿足減反射條件。氮化硅薄膜在起到減反射作用的同時(shí)，還可以對(duì)硅片表面和體內(nèi)進(jìn)行鈍化。由于多晶硅表面存在很多的表面態(tài)、晶界[10]、缺陷以及位錯(cuò)等，在薄膜沉積過(guò)程中，大量的H 原子（離子）進(jìn)入薄膜，飽和了硅片表面大量的懸掛鍵，起到降低表面復(fù)合中心的作用，從而提高太陽(yáng)能電池的短波響應(yīng)與開路電壓。氮化硅薄膜的體鈍化作用對(duì)于多晶硅太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)特別明顯，因多晶硅體內(nèi)存在大量的缺陷、位錯(cuò)以及懸掛鍵，氮化硅薄膜中的氫原子可以在燒結(jié)時(shí)的高溫條件下擴(kuò)散到硅體內(nèi)，進(jìn)而飽和絕大部分缺陷以及懸掛鍵，有效降低了少數(shù)載流子復(fù)合中心濃度，增加少子收集能力，提高短路電流。

氮化硅薄膜是一種物理和化學(xué)性能都十分優(yōu)良的介質(zhì)膜[11]。它不僅具備減反射和鈍化的作用，同時(shí)在光電領(lǐng)域也有一席用武之地。例如：氮化硅薄膜極硬而且耐磨，非晶態(tài)硬度高達(dá)HV5000；結(jié)構(gòu)非常致密，氣體和水汽極難穿過(guò)；疏水性強(qiáng)，可大大提高器件的防潮性能；較好的化學(xué)穩(wěn)定性，在600℃時(shí)不會(huì)與鋁發(fā)生反應(yīng)，而二氧化硅在500℃時(shí)與鋁反應(yīng)已比較顯著。對(duì)可動(dòng)離子(如Na+)有非常強(qiáng)的阻擋能力；可靠的耐熱性和抗腐蝕性，在1200℃時(shí)不發(fā)生氧化；在一定濃度的硫酸、鹽酸中有較好的抗腐蝕性，只能用氫氟酸腐蝕等。

2.5 絲網(wǎng)印刷工藝及其原理

絲網(wǎng)印刷工序，就是在鍍膜后硅片的正反兩面印刷電極、背電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)燒結(jié)后使其能夠很好的收集光生電流并順利導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)電能與光能之間的高效轉(zhuǎn)化。絲網(wǎng)印刷和高溫快燒是構(gòu)成金屬化工序的主要組成部分。

圖2.11 絲網(wǎng)印刷工藝的原理圖

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絲網(wǎng)印刷的原理，就是將帶有圖案的模板附著在絲網(wǎng)上，利用圖案部分網(wǎng)孔透過(guò)漿料，而非圖案部分不透漿料的特征來(lái)進(jìn)行印刷。絲網(wǎng)印刷工藝由5部分構(gòu)成，即絲印網(wǎng)版、印刷刮刀、電子漿料、印刷臺(tái)面和承印物，如上圖2.11所示。印刷時(shí)，在網(wǎng)版一端倒入漿料，并用刮刀對(duì)網(wǎng)版中的漿料邊施加壓力邊朝另一端推動(dòng)。漿料在移動(dòng)的過(guò)程中透過(guò)網(wǎng)孔被刮刀擠壓到承印物上。由于印刷過(guò)程中，刮刀、絲網(wǎng)印版、承印物三者始終呈線接觸，且漿料具有一定得粘性，這樣就確保了印刷質(zhì)量和印刷精度。

絲網(wǎng)印刷工序可細(xì)分為漿料的印刷和漿料的烘干處理兩部分。電極漿料主要使用的是電子漿料，它由四部分組成：由貴金屬及其混合物構(gòu)成的金屬粉末，在整個(gè)成分中充當(dāng)導(dǎo)電相，決定了電極的電性能；無(wú)機(jī)粘合劑和有機(jī)粘合劑，決定了燒結(jié)前后電極與半導(dǎo)體的接觸情況，合適的配比，可以有效加強(qiáng)電極和硅片之間的抗拉伸能力；其它添加劑，主要是起到潤(rùn)滑，增稠，流平和增加觸變的作用。

絲網(wǎng)印刷工藝的制備目標(biāo)因漿料種類、電極位置以及電極作用不同而不同。對(duì)于起收集光生載流子并對(duì)外導(dǎo)出電流作用的正Ag 電極來(lái)說(shuō)，我們希望印刷后制得的正電極具備較低的遮光面積、金屬柵線電阻以及金屬半導(dǎo)體歐姆接觸電阻；對(duì)于起匯集背面電流并對(duì)外導(dǎo)出電流作用的背Ag/Al 電極來(lái)說(shuō)，我們希望其能與涂錫焊帶、硅片背表面以及鋁背場(chǎng)[12]形成良好的接觸，使串聯(lián)電阻Rs 降低；對(duì)于起收集背部載流子并對(duì)背面進(jìn)行鈍化作用的Al 背電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，我們希望其能在硅片背表面引入均勻的p+層，盡可能的降低背面光生載流子復(fù)合幾率，同時(shí)還需控制背場(chǎng)印刷所引起的翹曲度彎曲。每一道印刷工序后的烘干，實(shí)際上是為了使硅片表面電子漿料中的有機(jī)溶劑揮發(fā)，形成可與硅片緊密粘結(jié)的固體狀金屬膜層。

烘干后的燒結(jié)工藝，實(shí)際上是為了使硅片和電極間形成良好的歐姆接觸。首先，將半導(dǎo)體多晶硅和金屬電極加熱到共晶溫度，此時(shí)半導(dǎo)體內(nèi)的硅原子將按某種比例快速向熔融的合金電極中擴(kuò)散。合金電極中的多晶硅原子數(shù)目由電極材料的體積和合金溫度決定，電極材料的體積越大，燒結(jié)溫度越高，則合金電極中的硅原子數(shù)目越多。如果此時(shí)溫度驟降，將會(huì)在合金電極附近出現(xiàn)再結(jié)晶層，即固態(tài)硅原子從金屬和硅界面處的合金中析

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

出，生長(zhǎng)出外延層。如果外延層中含有足夠的雜質(zhì)成分，則獲得了良好合金結(jié)，同時(shí)也形成了良好的金屬半導(dǎo)體歐姆接觸[12]。

燒結(jié)采用紅外加熱的方式進(jìn)行高溫快燒，主要是為了讓硅片表面的正電極穿透氮化硅薄膜，與硅片之間形成良好的歐姆接觸，降低串聯(lián)電阻，提高填充因子；促進(jìn)鍍膜工序引入的氫原子向硅體內(nèi)擴(kuò)散，增強(qiáng)其對(duì)硅的體鈍化作用；形成均勻良好的鋁背場(chǎng)，提高開路電壓。

2.6 測(cè)試分選工序及其太陽(yáng)能測(cè)試儀的原理

太陽(yáng)能測(cè)試儀最初主要用來(lái)測(cè)量太陽(yáng)能電池片的電性能參數(shù)，但隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，目前集成的太陽(yáng)能電池測(cè)試系統(tǒng)還可以進(jìn)行EL測(cè)試（太陽(yáng)能電池組件缺陷檢測(cè)）、外觀測(cè)試。太陽(yáng)能電池測(cè)試系統(tǒng)要求：能夠根據(jù)測(cè)試時(shí)間控制太陽(yáng)光模擬器的開關(guān)，通過(guò)采樣電路、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)讀取太陽(yáng)能電池的即時(shí)電流、電壓和相應(yīng)的溫度及光譜測(cè)量值等參量，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)值運(yùn)算處理，得到逼近標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的I值和V 值，從而繪出逼近標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的I/V 特性曲線[13]。下圖3.12為太陽(yáng)能電池測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)圖，其中采用高壓短弧氙燈來(lái)模擬自然光。

圖3.12 太陽(yáng)能電池硬件測(cè)試系統(tǒng)框圖

地面用太陽(yáng)能電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件為：輻照度：1000W/m；電池

2溫度：25℃；光譜分布：AM1.5[14]。通常，我們采用太陽(yáng)能模擬器來(lái)模擬上述測(cè)試條件，進(jìn)行多晶硅太陽(yáng)能電池片的I-V 曲線測(cè)試。模擬光與自然光相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：模擬光可選擇性好，比如連續(xù)發(fā)光或閃光；模擬光的輻照度相對(duì)穩(wěn)定，且在一定范圍內(nèi)可調(diào)；模擬光使用范圍廣，不受時(shí)間、氣候等因素限制；模擬光便于與生產(chǎn)線集成光伏測(cè)量系統(tǒng)；另外，與自然光相比，模擬光光譜分布的穩(wěn)定性較好，測(cè)試可重復(fù)性高；實(shí)際的自然光

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光譜與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件要求的有差異，且不穩(wěn)定。種種原因表明，模擬光更適用于光伏測(cè)試系統(tǒng)的集成。

因太陽(yáng)能光伏組件最終是在露天的環(huán)境下使用，所以太陽(yáng)能測(cè)試儀的電性能測(cè)試結(jié)果應(yīng)盡可能的與戶外使用結(jié)果相擬合。常見的太陽(yáng)能測(cè)試儀運(yùn)用氙燈來(lái)模擬自然光，如下圖2.13 所示為氙燈與AM1.5 光譜對(duì)比圖[15]。

圖2.13 氙燈與AM1.5 光譜對(duì)比圖

由上圖可得，AM1.5 光譜在可見光區(qū)與氙燈光譜十分相似，而多晶硅太陽(yáng)能電池片的主要光吸收區(qū)即是可見光區(qū)，因此，氙燈被廣泛的用來(lái)模擬太陽(yáng)光。

太陽(yáng)能電池各電性能參數(shù)的測(cè)試原理[16]：短路電流（Isc）：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，電池外電路短路時(shí)的輸出電流；開路電壓（Voc）：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，電池外電路斷開時(shí)的端電壓；最大功率（Pmax）：電池輸出特性曲線上，I·V 乘積最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的功率；串聯(lián)電阻（Rs）：指與P-N 結(jié)串聯(lián)的電池內(nèi)部電阻，主要由硅體電阻、歐姆接觸電阻、發(fā)射區(qū)電阻等組成；并聯(lián)電阻（Rsh）：指跨連在電池兩電極間的等效電阻；填充因子（FF）：Pmax 與（Voc·Isc）之比；轉(zhuǎn)換效率（η）：Pmax 與電池所受總輻射功率的百分比。2.7 小結(jié)

本章要主要論述了多晶硅太陽(yáng)能電池制備流程（一次清洗→ 擴(kuò)散→ 濕法刻蝕去背結(jié)→ PECVD →絲網(wǎng)印刷→ 燒結(jié)→測(cè)試分選），以及制備原理和過(guò)程。

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第三章 多晶硅太陽(yáng)電池行業(yè)展望

太陽(yáng)能光伏上下游產(chǎn)業(yè)鏈，包括上游的硅材料、光伏電池制造與封裝工藝、支撐行業(yè)和光伏發(fā)電應(yīng)用等領(lǐng)域。

目前重慶首例居民分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目成功并網(wǎng)

[17]，如下圖，這充分說(shuō)明光伏產(chǎn)業(yè)在逐步深入市場(chǎng)，并將有更廣闊的民用市場(chǎng)。

圖－居民光伏發(fā)電項(xiàng)并網(wǎng)

縱觀整個(gè)光伏市場(chǎng)走勢(shì)，雖然目前太陽(yáng)能行業(yè)處于市場(chǎng)低迷期，但隨著工藝的改進(jìn)和制造成本的降低以及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的逐步打開，同時(shí)企業(yè)也要節(jié)能減材，不斷進(jìn)行低迷期技術(shù)潛能性研究，會(huì)使太陽(yáng)能行業(yè)最終走向市場(chǎng)供不應(yīng)求或供需平衡的態(tài)勢(shì)。

由于多晶硅太陽(yáng)能電池是目前相比與單晶硅和多晶硅的轉(zhuǎn)換效率高且能批量生產(chǎn)的一種太陽(yáng)能能電池，多晶硅電池的制作工藝不斷向前發(fā)展，保證了電池的效率不斷提高，成本下降，隨著對(duì)材料、器件物理、光學(xué)特性認(rèn)識(shí)的加深，導(dǎo)致電池的結(jié)構(gòu)更趨合理，實(shí)驗(yàn)室水平和工業(yè)化大生產(chǎn)的距離不斷縮小，各工藝如絲網(wǎng)印刷和埋柵工藝為高效、低成本電池發(fā)揮了主要作用，高效Mc—Si電池組件已大量進(jìn)入市場(chǎng)，隨著工藝的不斷優(yōu)化，生產(chǎn)成本的不斷降低，多晶硅將對(duì)于光伏建筑、光伏發(fā)電、光伏水泵等有廣闊的前景。

光伏發(fā)電技術(shù)若想快速大規(guī)模普及，必須實(shí)現(xiàn)高效、低成本。高效是降低成本的另一種方式。目前推出的可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的新型高效多晶硅太陽(yáng)能電池，均是在常規(guī)制備工藝的基礎(chǔ)上改進(jìn)得來(lái)，也就是說(shuō)，前者若想發(fā)揮高效的潛能，前提是常規(guī)多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝成熟且達(dá)到最優(yōu)化。我國(guó)目前光伏技術(shù)仍處于低級(jí)階段，制備工藝仍不完善，還有很大的優(yōu)化以及改進(jìn)空間。

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

參考文獻(xiàn)

[1] 王瑤.單晶硅太陽(yáng)能電池生產(chǎn)工藝的研究：[碩士學(xué)位論文].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)微納光電器件及應(yīng)用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2010 [2] 劉志剛.多晶硅太陽(yáng)電池新腐蝕液的研究及其應(yīng)用：[博士學(xué)位論文].上海：上海交通大學(xué)理學(xué)院物理系，2006 [3] 向磊.全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì).世界有色金屬，2010，(8)，23-24 [4] 吳正軍，梁海蓮，顧曉峰.選擇性發(fā)射極參數(shù)對(duì)太陽(yáng)電池光電特性的影響.納米器件與技術(shù)，2010，（4）：202-206 [5] 屈盛，劉祖明，廖華，等.選擇性發(fā)射極太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法.技術(shù)交流，2004，（8）：42-45 [8]馬丁·格林.太陽(yáng)能電池工作原理、工藝和系統(tǒng)的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，1989 [9]K.Graff，H.Pieper.Semiconductor Silicon 1973.Journal of the Electrochemical Society，1973，170 [10]萬(wàn)群.奇妙的半導(dǎo)體[M].北京：科學(xué)出版社，2002，252-255 [11]姚日英.PECVD 沉積的氮化硅薄膜熱處理性質(zhì)研究：[碩士學(xué)位論文].杭州：浙江大學(xué)材料與化學(xué)工程學(xué)院，2006 [12]霍李江.絲網(wǎng)印刷實(shí)用技術(shù).北京：印刷工業(yè)出版社，2007 [13]M.A.Green，AW.Blakers，S.R.Wenham，et al.Improvements in Silicon Solar Cell Efficiency.18th Phtovoltaic Specialists Confrence，Las Vegas，1985，39-42 [14]王立建，劉彩池，孫海知，等.多晶硅太陽(yáng)電池酸腐表面織構(gòu)的研究.光電子激光，2007，18（3）：289-291 [15]安其霖.太陽(yáng)電池原理與工藝[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984，20-2

3[16]狄大衛(wèi)，高兆利，韓見殊，等.應(yīng)用光伏學(xué).上海：上海交通大學(xué)出版社，2009

[17]重慶電力公司，中新能源頻道，科技日?qǐng)?bào)2013年05月10日

多晶硅太陽(yáng)能電池制備工藝

致 謝

本論文是在導(dǎo)師胡耐根老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的。感謝胡老師對(duì)我的辛勤指導(dǎo)和培育。從論文的立題到論文的撰寫整個(gè)過(guò)程無(wú)不浸透著老師的心血。他廣博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，靈活的思維方式，耐心細(xì)致的言傳身教深深感染激勵(lì)著我，將使我終身受益。導(dǎo)師不但在學(xué)習(xí)上給予我耐心細(xì)致的指導(dǎo)，在生活中也給了我關(guān)懷，這份師恩我將終身難忘。

同時(shí)感謝同組同學(xué)在完成論文中給予的幫助。我們?cè)谕瓿烧撐牡倪^(guò)程中與同學(xué)互相討論、互相協(xié)作下建立深厚的感情，同時(shí)我也學(xué)到了每個(gè)同學(xué)的為人處事的精神。另外，我要感謝在這幾年來(lái)對(duì)我有所教導(dǎo)的老師，他們孜孜不倦的教誨不但讓我學(xué)到了很多知識(shí)，而且讓我掌握了學(xué)習(xí)的方法，更教會(huì)了我做人處事的道理，在此深表感謝。我還要向我的同學(xué)們表示感謝，感謝10級(jí)光伏材料(1)班所有同學(xué)以及丁輔導(dǎo)員對(duì)我生活和學(xué)業(yè)上的關(guān)心和幫助,我為自己能夠在這樣一個(gè)溫暖和諧的班級(jí)體中學(xué)習(xí)工作，深感溫暖、愉快和幸運(yùn)。

最后向多年默默支持我和關(guān)心我，不斷給我信心、支持我上進(jìn)，使我順利完成大學(xué)學(xué)業(yè)的家人，特別是我的父母，獻(xiàn)上我最真摯的謝意和最美好的祝福。

第三篇：膨潤(rùn)土制備無(wú)機(jī)凝膠工藝研究

膨潤(rùn)土制備無(wú)機(jī)凝膠工藝研究概況

2008-9-18 21:36:4

4摘要：膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠是一種高附加值的膨潤(rùn)土深加工產(chǎn)品。本文主要闡述了膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠的制備機(jī)理，介紹了無(wú)機(jī)凝膠的制備工藝，并對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行了概括總結(jié)。

關(guān)鍵詞：膨潤(rùn)土；無(wú)機(jī)凝膠；制備機(jī)理；工藝

中圖分類號(hào)：P619.255;TD985 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9386(2007)02-0022-03引言

天然膨潤(rùn)土是以蒙脫石為主要成分的非金屬粘土類礦物。蒙脫石是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體構(gòu)成的2∶1型層狀硅酸鹽礦物。這種特殊的結(jié)構(gòu)使其具有許多優(yōu)良的性能,如吸水性、膨脹性、粘結(jié)性和觸變性等，具有廣泛的用途[1-5]。隨著科技和社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)高質(zhì)量膨潤(rùn)土的需求明顯增加。膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠是以膨潤(rùn)土為原料經(jīng)加工而獲得的深加工產(chǎn)品。凝膠處理提高了其膨脹性、粘結(jié)性和觸變性，可作為觸變劑、增稠劑、分散劑、懸浮劑、穩(wěn)定劑等廣泛應(yīng)用于精細(xì)化工、輕工日化、醫(yī)藥等方面，是一種高附加值的產(chǎn)品，能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[4,6-7]。2 無(wú)機(jī)凝膠的制備

2.1 制備機(jī)理

在水分散體系中，交換性陽(yáng)離子和晶層底面的水化能引起蒙脫石發(fā)生膨脹[ 8 ]。在膨潤(rùn)土懸浮液中加入改型劑后，則進(jìn)行離子交換，蒙脫石內(nèi)部電荷發(fā)生變化，層間結(jié)合力變小，層狀集合體變得易于拆散，形成層面帶負(fù)電荷的微粒薄片。這些薄片和因斷鍵產(chǎn)生的正電荷端面因靜電吸引在水中以端-面結(jié)合，形成包含著大量水分子的“卡房式”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即無(wú)機(jī)凝膠[9-11]。膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠是一種非牛頓液體類型的觸變性凝膠，屬于假塑性流型[4]。在高的剪切力作用下，呈低粘滯性懸浮液；在低的剪切力或靜置狀態(tài)下，又恢復(fù)到初始的均相塑性體狀態(tài)[11-12]。

2.2 制備工藝

無(wú)機(jī)凝膠制備工藝流程見圖1。

Na+ 磷化試劑金屬陽(yáng)離子膨潤(rùn)土原礦提純鈉化改型磷化改性膠化產(chǎn)品圖1 無(wú)機(jī)凝膠制備工藝流程

2.3 工藝過(guò)程

從圖1 可見，無(wú)機(jī)凝膠制備過(guò)程共分為四個(gè)大的階段。

(1)膨潤(rùn)土原礦的提純膨潤(rùn)土的提純效果直接影響著凝膠產(chǎn)品的質(zhì)量。膨潤(rùn)土提純方法有干法和濕法兩種。干法適用于蒙脫石含量高(蒙脫石含量大于80%)的礦石，但因空氣污染嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量難以控制而較少采用。對(duì)于原礦中蒙脫石含量在30%～80%的低品位膨潤(rùn)土，要獲得更高純度的膨潤(rùn)土，往往采用濕法提純[5,13]。該方法主要利用膨潤(rùn)土具有良好的親水性和蒙脫石晶胞細(xì)小能在水介質(zhì)中充分分散的原理,使雜質(zhì)與蒙脫石分離開來(lái)[14]。濕法提純蒙脫石含量可達(dá)90%左右[15-18]，進(jìn)一步提純難度較大。特別是當(dāng)膨潤(rùn)土中夾雜著少量的微細(xì)石英、長(zhǎng)石和云母等雜質(zhì)礦物時(shí)，這些雜質(zhì)與蒙脫石顆粒緊密共生，難以分離[19-20]。此時(shí)，可采用添加化學(xué)試劑與膨潤(rùn)土中的雜質(zhì)礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而將其除掉的方法。通常是利用強(qiáng)堿去除方英石和石英，姜培蘭等[5]選用20%的NaOH溶液，在80℃下反應(yīng)2.5 h，去除了方英石，蒙脫石提純含量達(dá)95%以上。

(2)鈉化改型

由于高價(jià)陽(yáng)離子(Ｃa2+、Ｍg2+等)水化膜薄，膨脹倍數(shù)低, 陽(yáng)離子交換容量(CEC)小；低價(jià)陽(yáng)離子(N a+、K +等)水化膜厚，膨脹倍數(shù)高，C E C大。同時(shí)，鈉基膨潤(rùn)土較鈣基膨潤(rùn)土具有更高的吸水率和熱穩(wěn)定性、更強(qiáng)的可塑性和粘結(jié)性、以及更優(yōu)異的膠體懸浮液觸變性和潤(rùn)滑性[21]。因此，在無(wú)機(jī)凝膠的制備過(guò)程中要將鈣基膨潤(rùn)土改型為鈉基膨潤(rùn)土。鈣基膨潤(rùn)土中蒙脫石層間所吸附的陽(yáng)離子，主要為C a 2 +、M g 2 +，這種吸附離子與晶體的聯(lián)結(jié)不很牢固，易被低價(jià)Na+離子所置換，從而完成鈣基膨潤(rùn)土的鈉化改型[22]。改型機(jī)理如下：

Ca-Bentonite+2Na+→Ｎa2-bentonite+Ca2+

但由于Ca2+的交換場(chǎng)大于Na+，故反應(yīng)的平衡向左進(jìn)行，為使反應(yīng)向右移動(dòng)，可提高Na+濃度或降低Ca2+的濃度[4]。實(shí)驗(yàn)中加入適量的鈉化試劑，使上述平衡右移。常用的鈉化試劑主要有N a 2C O 3、N a C l、NaF、NaOH、Na3PO4、檸檬酸鈉等。但改型劑用量并非越多越好，N.Yildiz[23]，Lagaly[24]等發(fā)現(xiàn)當(dāng)Na2CO3的加入量為2.5g/100g土?xí)r，所得凝膠產(chǎn)品的觸變性、屈服應(yīng)力及粘度達(dá)到最大，繼續(xù)增加Na2CO3的加入量，上述指標(biāo)反而變小。這可能是因?yàn)樵黾逾c鹽的濃度往往會(huì)驅(qū)使顆粒擠壓得更緊密，增加結(jié)構(gòu)內(nèi)部的有序度，反而會(huì)抑制可交換離子和可溶性物質(zhì)的溶出，導(dǎo)致凝膠產(chǎn)品質(zhì)量的降低[25]。所以正確確定鈉化劑的用量至關(guān)重要，我們可通過(guò)CaO法計(jì)算得出鈉化劑的大致添加量[26]。

膨潤(rùn)土鈉化改型的方法有兩類[ 2 7 ] ：一是半干法，即往膨潤(rùn)土干料中加入溶解的鈉鹽，借助外加的高能量機(jī)械力的擠壓將Na+強(qiáng)制引入蒙脫石層間。這種方法較難使膨潤(rùn)土充分鈉化，一般適用于性能要求不高的造漿土等。另一種方法為濕法，即懸浮液法，在水介質(zhì)中添加鈉鹽并不斷攪拌，使蒙脫石充分分散、膨脹而實(shí)現(xiàn)鈉化。該法易得到高質(zhì)量鈉基膨潤(rùn)土。邱俊等[28]在礦漿濃度10%，Na2CO3加入量3g/100g土，鈉化攪拌時(shí)間45min的條件下，采用懸浮液法制得了平均粒度1.573μm CEC115mmol/ 100g土的超細(xì)鈉基膨潤(rùn)土。

(3)磷化改性

磷化改性的目的是為了清除因蒙脫石表面的負(fù)電性和邊緣的正電性相互吸引所造成的“卡房式”結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)對(duì)一些細(xì)小的固體雜質(zhì)起著支托和包裹作用，使之很難除去[29]。常用的磷化劑有六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、多聚磷酸鈉等。其作用機(jī)理分述如下：

六偏磷酸鈉在蒙脫石礦漿中可解離出大量的PO3-，與蒙脫石晶層間金屬陽(yáng)離子生成螯合物而產(chǎn)生特性吸附，使其表面產(chǎn)生較高的負(fù)表面電位[30-31]，出現(xiàn)勢(shì)壘，使礦物層面之間的雙電層作用位能成很強(qiáng)的排斥作用，結(jié)構(gòu)凝聚體充分破壞，而使蒙脫石分散。焦磷酸根陰離子(P2O7)4-具有很強(qiáng)的絡(luò)合作用，易與蒙脫石礦物表面的多價(jià)金屬離子化學(xué)鍵合，屏蔽了礦物表面大量的陽(yáng)離子活性質(zhì)點(diǎn)，其生成物覆蓋在礦物表面而使其強(qiáng)烈親水。其磷酸根離子吸附于蒙脫石礦物正電性的邊緣，形成負(fù)電性邊緣，這樣蒙脫石顆粒全部轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)雙電層膠體，彼此之間相互排斥，締合結(jié)構(gòu)消失，同時(shí)膠體粘度銳減，使細(xì)粒固體雜質(zhì)失去依托，靠重力迅速下降，從而得到提純分離[32]。在膠體懸浮液中，粒子內(nèi)部的多價(jià)陽(yáng)離子核是引起懸浮物凝聚沉降的主要因素，而多聚磷酸鈉是一個(gè)多價(jià)負(fù)電荷的電解質(zhì)膠束，二者相互接觸發(fā)生膠溶反應(yīng)而使陽(yáng)離子鈉化，從而使蒙脫石粒子穩(wěn)定分散、懸浮在溶液中，起到反絮凝的作用[32]。磷化劑只有在其最佳用量時(shí)才能使料漿體系達(dá)到最大的分散和穩(wěn)定狀態(tài)。磷化劑用量不足時(shí)，沒有被磷化劑包裹的顆粒依然會(huì)產(chǎn)生靜電吸引而聚集，并形成大量的絮凝體而產(chǎn)生沉淀；反之，用量過(guò)大，過(guò)量的磷化劑會(huì)破壞已形成的雙電層，引起電荷的不平均分布，導(dǎo)致體系粘度增大[32]。耿愛芳等[33]以焦磷酸鈉作為磷化試劑，控制固液比為1 ∶8，得到提純土的吸藍(lán)量達(dá)9.9×10-2mol/100g土以上。

(4)膠化

膠化是制備膨潤(rùn)土凝膠的關(guān)鍵性一步。由于磷化改性后礦漿粘度降低，觸變性變差，因此必須用高價(jià)陽(yáng)離子與磷酸根反應(yīng)以除去磷酸根，使蒙脫石顆粒重新締合形成凝膠。常用的膠凝劑有輕質(zhì)氧化鎂、鎂鹽、高價(jià)鋁鹽等，其作用機(jī)理為：加入膠凝劑后，為礦漿提供了部分陽(yáng)離子，這些陽(yáng)離子與荷負(fù)電的斷面晶片結(jié)合，消除或降低蒙脫石邊緣的負(fù)電性，從而使蒙脫石顆粒靠正負(fù)電性的吸引力,重新締合形成凝膠結(jié)構(gòu)[32]。膠凝劑用量視磷化劑類型和用量而定，以能中和完磷酸根離子為原則。姚改煥[29]以氧化鎂作為膠凝劑，得到樣品的凝膠效果理想。也有使用Na2CO3、鎂鹽，同時(shí)添加少量聚合物(CMC)的方法來(lái)制備[34]。膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠制備原理可用圖2 表示。結(jié)語(yǔ)

我國(guó)膨潤(rùn)土儲(chǔ)量豐富，但9 0 %是鈣基膨潤(rùn)土，因此，開發(fā)利用鈣基膨潤(rùn)土是最現(xiàn)實(shí)的重大課題。鈣基膨潤(rùn)土約為60～70元/t，而膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠售價(jià)在5 000～10 000元/t，所以膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠產(chǎn)品的制備將會(huì)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。目前，國(guó)內(nèi)以膨潤(rùn)土為原料生產(chǎn)無(wú)機(jī)凝膠的理論研究在文獻(xiàn)報(bào)道中還較少，無(wú)機(jī)凝膠產(chǎn)品的研制及應(yīng)用局限在日用化工行業(yè)，膨潤(rùn)土無(wú)機(jī)凝膠制備工藝的研究對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)膨潤(rùn)土由資源優(yōu)勢(shì)向著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化具有重大的意義。

第四篇：?jiǎn)慰寺】贵w的制備論文 (自動(dòng)保存的)

摘 要

單克隆抗體技術(shù)是現(xiàn)代生命科學(xué)研究的重要工具,在基因和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能研究方面有著不可或缺的作用。近年來(lái),隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了嵌合單克隆抗體和由轉(zhuǎn)基因小鼠、噬菌體展示技術(shù)、核糖體展示技術(shù)及共價(jià)展示技術(shù)所產(chǎn)生的單克隆抗體。這些技術(shù)將有效解決單克隆抗體的鼠源性等問(wèn)題。本文主要講述制備單抗的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其影響因素進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：抗體，單克隆，腫瘤，細(xì)胞融合，淋巴細(xì)胞

Abstract

The monoclonal antibody technology is the modern life sciences research important tool, has the indispensable function in the gene and the protein structure and the function research aspect.In recent years, along with the molecular biology technology's development, presented the embedment monoclonal antibody and by the transgene mouse, the bacteriophage demonstrated that the technology, the ribosome demonstrated the technology and the covalence demonstrated the technology produces monoclonal antibody.These technologies effective addressing monoclonal antibody questions and so on mouse source.This article mainly prepares Shan Kang the new technology to the above several kinds to make a summary and analysis of factors.Keywords:antibodi,monoclonal, neoplasms,cell fusion,lymphocyte

目錄

1.前言....................................................................................................................4

1.1國(guó)外現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀............................................................4 1.2我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀.....................................................4 2.文獻(xiàn)綜述.............................................................................................................5

2.1單克隆抗體的概念.....................................................................................5 2.2單克隆抗體的主要特點(diǎn)..............................................................................5 2.3單克隆抗體的應(yīng)用..................................................................................6 3實(shí)驗(yàn)方法.............................................................................................................9

3.1材料和方法：..........................................................................................9

3.1.1材料..............................................................................................9 3.1.2.方法............................................................................................10

4.結(jié)果與討論.......................................................................................................11

4.1細(xì)胞融合結(jié)果的差別..............................................................................11 4.2巨噬細(xì)胞在培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞株的作用...................................................12

4.3加入巨噬細(xì)胞的用量和時(shí)間..................................................................13 4.4不同源的巨噬細(xì)胞.................................................................................14 4.5細(xì)胞加入的量.........................................................................................15 4.6骨髓瘤細(xì)胞株的比較..............................................................................16 4.7融合劑的比較.........................................................................................17 4.8細(xì)胞融合溫度的比較..............................................................................18 4.9各種營(yíng)養(yǎng)液的比較.................................................................................19 4.10細(xì)胞換液的方案...................................................................................20 4.11微量培養(yǎng)...............................................................................................20 4.12無(wú)血清培養(yǎng)液.......................................................................................21 5.結(jié)論..................................................................................................................22 6.參考文獻(xiàn)..........................................................................................................24 7.致謝..................................................................................................................2

1.前言

現(xiàn)代生物技術(shù)制藥工業(yè)始于1971年，現(xiàn)已創(chuàng)造出35個(gè)重要治療藥物，全球大約有2500多家公司，主要產(chǎn)品有重組蛋白質(zhì)藥品、重組疫苗和診斷、治療用的單克隆機(jī)體三大類。我國(guó)自80年代在采用現(xiàn)代生物技術(shù)改造傳統(tǒng)生物技術(shù)制藥產(chǎn)業(yè)方面已取得初步成果。但我國(guó)生物技術(shù)診斷試劑、酶工程、動(dòng)植物細(xì)胞工程醫(yī)藥產(chǎn)品、現(xiàn)代生物技術(shù)支撐技術(shù)、后處理技術(shù)和制劑技術(shù)等方面與國(guó)外還存在差距。

1.1國(guó)外現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

自1971年Cetus公司成立至今，現(xiàn)代生物技術(shù)制藥工業(yè)已走完了二十五年的路程，創(chuàng)造出35個(gè)重要的治療藥物，目前已在治療癌癥、多發(fā)性硬化癥、貧血、發(fā)育不良，糖尿病、肝炎、心力衰竭、血友病、囊性纖維變性和一些罕見的遺傳性疾病中取得良好效果。在醫(yī)藥工業(yè)中，傳統(tǒng)生物技術(shù)（包括近代生物技術(shù)）已為人類提供了許多重要藥品，在保障人類生命健康和推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步中發(fā)揮了巨大作用；現(xiàn)代生物技術(shù)以其特有的高新技術(shù)又為人類提供了傳統(tǒng)生物技術(shù)難以獲得的極微量的珍貴藥品。由于這一系列現(xiàn)代生物技術(shù)新型藥物的出現(xiàn)，使過(guò)去無(wú)法治療的疑難疾病得到了治療。同時(shí)，應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)DNA重組，細(xì)胞融合以及細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)等現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展和提高傳統(tǒng)生物技術(shù)的生產(chǎn)水平，為抗生素、氨基酸、維生素以及基體激素等藥品的生產(chǎn)，構(gòu)建了高產(chǎn)新菌株，創(chuàng)造新工藝，提高生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展。

1.2我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

現(xiàn)代生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程：我國(guó)自80年代開始進(jìn)行現(xiàn)代生物技術(shù)藥品的研究和開發(fā)，雖然起步較晚，基礎(chǔ)較差，但一開始就受到黨和國(guó)家的高度重視，并列為“863”計(jì)劃和國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目的主要內(nèi)容，經(jīng)過(guò)十多年的努力，特別是近五年來(lái)，現(xiàn)代生物技術(shù)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)有了突破性的進(jìn)展，到1998年7月底我國(guó)已有十四種現(xiàn)代生物技術(shù)藥品和疫苗投入生產(chǎn)，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，1997年的工業(yè)總產(chǎn)值約20億（包括采用現(xiàn)代生物技術(shù)改造傳統(tǒng)生物技術(shù)后新增加的產(chǎn)值在內(nèi)）。目前我國(guó)己有近200多個(gè)現(xiàn)代生物技術(shù)制藥企業(yè)，其中約30家生產(chǎn)企業(yè)已具有不同規(guī)模的生產(chǎn)能力，陸續(xù)投入生產(chǎn)。因此，可以說(shuō)我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)制藥產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)開始。

本文主要介紹了單克隆抗體的制備過(guò)程及應(yīng)用。

2.文獻(xiàn)綜述

2.1單克隆抗體的概念

抗體是由B淋巴細(xì)胞分化形成的漿細(xì)胞合成、分泌的。每一個(gè)B淋巴細(xì)胞在成熟的過(guò)程中通過(guò)隨機(jī)重排只產(chǎn)生識(shí)別一個(gè)抗原的抗原受體基因。動(dòng)物脾臟有上百萬(wàn)種不同的B淋巴細(xì)胞系，重排后具有不同基因不同的B淋巴細(xì)胞合成不同的抗體。當(dāng)機(jī)體受抗原刺激時(shí)，抗原分子上的許多決定簇分別激活各個(gè)具有不同基因的B細(xì)胞。被激活的B細(xì)胞分裂增殖形成效應(yīng)B細(xì)胞（漿細(xì)胞）和記憶B細(xì)胞，大量的漿細(xì)胞克隆合成和分泌大量的抗體分子分布到血液、體液中。如果能選出一個(gè)制造一種專一抗體的漿細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，就可得到由單細(xì)胞經(jīng)分裂增殖而形成細(xì)胞群，即單克隆。單克隆細(xì)胞將合成針對(duì)一種抗原決定簇的抗體，稱為單克隆抗體。

2.2單克隆抗體的主要特點(diǎn)

1)由于來(lái)于單克隆細(xì)胞，所分泌的抗體分子在結(jié)構(gòu)上高度均一，甚至在氨基酸序列及空間構(gòu)型上均相同；

2）由于抗體識(shí)別的是抗體分子上單一抗原位區(qū)，且所有抗體分子均相同，由此，單克隆抗體具有高度特異性；

3）產(chǎn)生該抗體的為一無(wú)性細(xì)胞系，且可長(zhǎng)期傳代并保存，為此可持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)同一性質(zhì)的抗體。2.3單克隆抗體的應(yīng)用

作為親合層析的配體:單克隆抗體能與其相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合，因而能夠從復(fù)雜系統(tǒng)中識(shí)別出單個(gè)成分。只要得到針對(duì)某一成分的單克隆抗體，利用它作為配體，固定在層析柱上，通過(guò)親合層析，即可從復(fù)雜的混和物中分離、純化這一特定成分。如用抗人絨毛膜促性腺激素(hCG)親合層析柱，就可從孕婦尿中提取到純的hCG。與其它提取方法(沉淀法、高效疏水色譜法等)相比，具有簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)品活性高等優(yōu)點(diǎn)。

作為生物治療的導(dǎo)向武器:脂質(zhì)體是由既親水又親油的兩親磷脂組成的連續(xù)雙分子層微囊，內(nèi)含水相空間，可包裹水溶性物質(zhì)。包有細(xì)胞毒劑的脂質(zhì)體膜上偶聯(lián)抗體，可定向攻擊靶細(xì)胞，稱為免疫脂質(zhì)體。這種“導(dǎo)向治療”，在動(dòng)物試驗(yàn)與體外試驗(yàn)中已獲得滿意效果。如熱敏免疫脂質(zhì)體，由抗人乳癌細(xì)胞抗體經(jīng)疏水長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾，抗體帶上長(zhǎng)的疏水碳鏈，部分插入脂質(zhì)體的脂雙層膜中，抗體Fab段仍暴露在膜表面，因而保持了抗體活性。熱敏免疫脂質(zhì)體可特異識(shí)別靶細(xì)胞(人乳癌細(xì)胞)，并通過(guò)相變溫度引起脂質(zhì)體破裂，從而定向釋放藥物。另外，可將化療藥物、細(xì)菌毒素、植物毒素或放射性同位素等細(xì)胞毒劑與抗腫瘤抗原的單克隆抗體直接交聯(lián)，利用其導(dǎo)向作用，使細(xì)胞毒劑定位于腫瘤細(xì)胞把它直接殺傷。這不僅提高了抗體的療效，也可降低細(xì)胞毒劑對(duì)正常細(xì)胞的毒性反應(yīng)。如應(yīng)用抗T細(xì)胞單抗和柔紅霉素結(jié)合物，在體外對(duì)非T淋巴細(xì)胞就無(wú)殺傷作用。但是，要把這種方法應(yīng)用于臨床，目前還存在不少技術(shù)難關(guān)，包括人體對(duì)鼠源單抗的排異問(wèn)題等。

作為免疫抑制劑:抗人T淋巴細(xì)胞單抗(McAb)作為一種新型免疫抑制劑，已廣泛應(yīng)用于臨床治療自身免疫疾病和抗器官移植的排斥反應(yīng)。其作用機(jī)理有賴于McAb的種類及其免疫學(xué)特性。注射抗小鼠Thy-1抗原的單抗，可以抑制小鼠同種皮膚移植的排斥反應(yīng)。此外，對(duì)用于同種骨髓移植的供體骨髓，在體外經(jīng)抗T細(xì)胞單抗加補(bǔ)體處理，能減輕移植物抗宿主病的發(fā)生。作為研究工作中的探針:單克隆抗體只與抗原分子上某一個(gè)表位(即抗原決定簇)相結(jié)合，利用這一特性就可把它作為研究工作中的探針。此時(shí)，可以從分子、細(xì)胞和器官的不同水平上，研究抗原物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，進(jìn)而并可從理論上闡明其機(jī)理。如用熒光物質(zhì)標(biāo)記單抗作為探針，能方便地確定與其結(jié)合的相應(yīng)生物大分子(蛋白質(zhì)、核酸、酶等)在細(xì)胞中的位置和分布。

增強(qiáng)抗原的免疫原性:抗體對(duì)抗原免疫原性的增強(qiáng)作用由來(lái)已久，60年代就已發(fā)現(xiàn)幼豬對(duì)破傷風(fēng)類毒素難以產(chǎn)生抗體，注射相應(yīng)特異性抗體IgG，就能有效地提高對(duì)委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒的免疫應(yīng)答。1984年以來(lái)，Celis等發(fā)現(xiàn)，抗乙肝病毒(HBs)IgG可增強(qiáng)HBs抗原對(duì)特異性人T細(xì)胞克隆的刺激增殖，并可誘生干擾素。在小鼠中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)蛣┝康腍Bs抗原不產(chǎn)生免疫反應(yīng)時(shí)，加入抗HBs抗體組成的復(fù)合物，則可有效地誘生免疫反應(yīng)。根據(jù)這一作用，現(xiàn)已研制出乙肝的抗原—抗體復(fù)合物型治療性疫苗。

作為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)試劑:單克隆抗體作為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)試劑，更能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。單克隆抗體的特異性強(qiáng)，大大提高了抗原—抗體反應(yīng)的特異性，減少了和其它物質(zhì)發(fā)生交叉反應(yīng)的可能性，使試驗(yàn)結(jié)果可信度更大。單抗的均一性和生物活性的單一性，使抗原—抗體區(qū)應(yīng)結(jié)果便于控制，利于標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。目前已有許多檢驗(yàn)試劑盒用單抗制成，其主要用途如下：

(1)診斷各類病原體

這是單抗應(yīng)用最多的領(lǐng)域，已有大量診斷試劑商品供選擇。如用于診斷乙肝病毒、丙肝病毒、皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒、EB病毒和各種微生物、寄生蟲感染的試劑等。單抗所具有的靈敏度高、特異性好的特點(diǎn)，使其在鑒別菌種的型及亞型、病毒變異株，以及寄生蟲不同生活周期的抗原性等方面更具獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

(2)腫瘤特異性抗原和腫瘤相關(guān)抗原的檢測(cè)

用于腫瘤的診斷、分型及定位。盡管目前尚未制備出腫瘤特異性抗原的單抗，但對(duì)腫瘤相關(guān)抗原(如甲胎蛋白、腫瘤堿性蛋白和癌胚抗原)的單抗早就用于臨床檢驗(yàn)。隨著淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)的應(yīng)用，許多抗人腫瘤標(biāo)記物的雜交瘤細(xì)胞株已經(jīng)建立，這為腫瘤的早期診斷及其闡明腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，了解腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)活性及其定量研究奠定了基礎(chǔ)。用抗腫瘤單抗檢查病理標(biāo)本，可協(xié)助確定轉(zhuǎn)移腫瘤的原發(fā)部位。以放射性核素標(biāo)記單抗可用于體內(nèi)診斷，再結(jié)合X-線斷層掃描技術(shù)，可對(duì)腫瘤的大小及其轉(zhuǎn)移灶作出定量診斷。

(3)檢測(cè)淋巴細(xì)胞表面標(biāo)志

用于區(qū)分細(xì)胞亞群和細(xì)胞的分化階段。例如檢測(cè)CD系列標(biāo)志，有利于了解細(xì)胞的分化和T細(xì)胞亞群的數(shù)量和質(zhì)量變化，這對(duì)多種疾病診斷具有參考意義。細(xì)胞表面抗原的檢測(cè)，將對(duì)白血病患者的疾病分期、治療效果、預(yù)后判斷等方面有指導(dǎo)作用。組織相容性抗原檢測(cè)是移植免疫學(xué)的重要內(nèi)容，應(yīng)用單抗對(duì)其進(jìn)行位點(diǎn)檢測(cè)可得到更可信的結(jié)果。

(4)機(jī)體微量成分的測(cè)定

應(yīng)用單抗結(jié)合其它技術(shù)，可對(duì)機(jī)體的多種微量成分進(jìn)行測(cè)定。如放射免疫分析，即是利用了同位素的靈敏性和抗原-抗體反應(yīng)的特異性而建立起來(lái)的方法，它可以測(cè)至10-9～10-12g，使原來(lái)難以測(cè)定的激素能夠進(jìn)行定量分析。除了激素，還可檢測(cè)諸多酶類、維生素、藥物和其它生化物質(zhì)。這對(duì)受檢者健康狀態(tài)判斷、疾病檢出、指導(dǎo)診斷和臨床治療均具有實(shí)際意義。3實(shí)驗(yàn)方法

3.1材料和方法：

3.1.1材料

a．鹽溶液：將NaCl8克，KClO4克，Na2HPO4·2H2O1.77克，NaH2P04·H 692O0．克，葡萄糖2克，酚紅0.001克，溶于1000ml雙蒸水中，pH7.2。高壓115℃，15分鐘，保存于室溫。

標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液；RPMI1640，DMEM或者Iscove?s培養(yǎng)液，加入10％滅活血清(馬血清、小牛血清或胎牛血清)，貯存于4℃。在使用前加入2％100×谷酰胺，1％100×丙酮酸鈉，1％100 ×抗菌素(青霉素和鏈霉素各10000單位／m1)，0.05％0.1M硫乙二醇。所有培養(yǎng)液均需于兩天內(nèi)用完。

選擇性培養(yǎng)液：即所謂HAT培養(yǎng)液，100× HAT培養(yǎng)液，100×H：Hypoxanthine次黃嘌呤為10mM，必須在45℃溶解完全。100×A：Aminopterine氨基喋呤為0.04mM．必須在45℃溶解于稀釋NaOH溶液中，然后再用HCI中和。

I00×T；Thymidime胸腺嘧啶，1.6mM，在室溫中溶解。然后各溶液分別除菌過(guò)濾，分裝5m1一支，-20℃保存。HAT和HT的營(yíng)養(yǎng)液都必須在應(yīng)用前配制，方法把100×貯存液按1％加入營(yíng)養(yǎng)液即成。

細(xì)胞凍存液：為9份營(yíng)養(yǎng)濃加入l份DMSO二甲基亞砜，混勻。此時(shí)細(xì)胞株必須生長(zhǎng)良好[1]。b、骨髓瘤細(xì)胞株

BALB／c小鼠骨髓瘤細(xì)胞株，經(jīng)過(guò)克隆純化P3×63Ag8(簡(jiǎn)稱×63)和其衍生株SP—2／0，SP—2／0不產(chǎn)生球蛋白，此兩株細(xì)胞均為本研究所Dr、G、Kohler所培育，這些細(xì)胞株都適應(yīng)于各種標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液以及2.5cm2和7.5cm2的塑料培養(yǎng)瓶，分別裝入4ml或12ml營(yíng)養(yǎng)液，通入氣體為10％CO 2、7％O2和83％N2，37℃恒溫培養(yǎng)。3.1.2.方法

a、小鼠免疫

成年BALB／c小鼠各種性別均可，用流感病毒1000個(gè)血凝單位腹腔注射，作為首次免疫。7一12周后，再給200血凝單位病毒腹腔注射，作為加強(qiáng)免疫。

在加強(qiáng)免疫后4—5天，即可進(jìn)行細(xì)胞融合，處死小鼠、無(wú)菌取脾，把脾細(xì)胞輕輕壓入10m1的鹽溶液中，然后把細(xì)胞懸浮液轉(zhuǎn)入15ml離心管中，毛細(xì)管吹打，然后至室溫中10分鐘，讓其自然下沉，吸出大約9ml上清液，不要攪動(dòng)底下的沉淀塊，然后用TURK溶液作白細(xì)胞計(jì)數(shù)。

b、腹腔內(nèi)巨噬細(xì)胞的采取

把成年BALB／c小鼠處死，剝開腹部皮膚，用4—5ml的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液或0.34M(＝11.6％)的蔗糖溶液注入腹腔，用18號(hào)針頭從恥骨聯(lián)合處，直接插入，把針頭朝向肝右葉上方，然后輕輕按摩腹部，再行吸出腹腔液體。每鼠可得1.5—3×105的巨噬細(xì)胞(m￠)，這些細(xì)胞可收集于塑料管中，用任何一種標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)液洗細(xì)胞，并于30分鐘內(nèi)用完。c、大孔培養(yǎng)

24孔培養(yǎng)板，每孔可容2m1培養(yǎng)液，培養(yǎng)于37℃，含7%CO2/DA大氣恒溫箱中。濕度為85—95％。

換營(yíng)養(yǎng)液時(shí)，分別以無(wú)菌巴氏吸管聯(lián)接于吸引裝置上，吸出大約lml的血營(yíng)養(yǎng)液，然后用一個(gè)小口的25m1吸管，分別加入預(yù)熱的新鮮營(yíng)養(yǎng)液。

如果細(xì)胞長(zhǎng)得很密，可以用2ml吸管吸出培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)種于小瓶中，一般1.5ml細(xì)胞懸浮液可接種25㎝2的小瓶，當(dāng)小瓶中細(xì)胞長(zhǎng)至單層時(shí)，即可轉(zhuǎn)種至75cm2的瓶中。以后即可按轉(zhuǎn)種骨髓瘤細(xì)胞的方法，維持雜交瘤細(xì)胞。d、微量培養(yǎng)法

平底的微量培養(yǎng)板每孔可容納0.25mI的培養(yǎng)液，細(xì)胞培養(yǎng)條件與24孔培養(yǎng)板相同。當(dāng)細(xì)胞長(zhǎng)待很密時(shí)，第一步可轉(zhuǎn)入24孔培養(yǎng)板的二個(gè)孔中，加入1m1培養(yǎng)液，然后按24孔培養(yǎng)板處理。

4.結(jié)果與討論

通過(guò)體內(nèi)單克隆抗體培養(yǎng)的到以下結(jié)果，下面是對(duì)細(xì)胞融合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行的分析，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行討論。

4.1細(xì)胞融合結(jié)果的差別

用5×107的BALB／c小鼠脾細(xì)胞與5×106骨髓瘤細(xì)胞進(jìn)行融合，方法按Kohler和Milstein（1975，1976)的方法，每批細(xì)胞融合物分裝到24個(gè)培養(yǎng)孔，培養(yǎng)28天，記錄活細(xì)胞每孔多余104者為陽(yáng)性，結(jié)果如表1所示。

表1 各次細(xì)胞融合結(jié)果的差別

實(shí)驗(yàn)

脾號(hào)

陽(yáng)性

孔

數(shù)3／24

0／

20／

223／ 22

2／

8／

24／ 2

824／24 3

0／24＋0／24

0／24＋0

／

18／24＋2

／

1／24＋0

／

2表1中融合的結(jié)果波動(dòng)很大，結(jié)果理想時(shí)，所有的培養(yǎng)孔可以都是陽(yáng)性，而不理想時(shí)則為0，而唯一確實(shí)可靠的結(jié)論是：只有在巨噬細(xì)胞活躍的培養(yǎng)孔中，才能得到抗體陽(yáng)性的雜交瘤細(xì)胞克隆。這些培養(yǎng)孔看起來(lái)十分清亮，在最初培養(yǎng)的第一周內(nèi)，很少細(xì)胞碎片，而且這些巨噬細(xì)胞一直可存活到實(shí)驗(yàn)的結(jié)束。但巨噬細(xì)胞的存在并不是唯一的因素，在實(shí)驗(yàn)4、7、8和11中應(yīng)用了每個(gè)培養(yǎng)孔加入1×104的巨噬細(xì)胞，獲得理想結(jié)果，而相同地在實(shí)驗(yàn)3，12中也應(yīng)用1×104巨噬細(xì)胞，結(jié)果卻不理想。

4.2巨噬細(xì)胞在培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞株的作用

接下去一個(gè)實(shí)驗(yàn)，除了在實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天給每個(gè)培養(yǎng)孔加入2×104的巨噬細(xì)胞外，其他方面都按Kohler和Milstein的方案進(jìn)行，結(jié)果見表2 細(xì)胞融合物的準(zhǔn)備，接種和判定都按表1方法進(jìn)行、本實(shí)驗(yàn)按表2所列于實(shí)驗(yàn)當(dāng)天加入巨噬細(xì)胞。

表2 巨噬細(xì)胞對(duì)雜交細(xì)胞的作用

實(shí)驗(yàn)

脾號(hào)

陽(yáng)性孔數(shù)

不加巨噬細(xì)胞

加巨噬細(xì)胞 2

2／24

24／24

8／23

21／24

24／24

24／24

24／24

24／24 4

0／24＋0／24

23／24

0／24＋0／24

24／24 11

18／24＋21／24

22／24 12

1／24＋0／24

24／24

由表2可得，巨噬細(xì)胞的效果十分明顯，表現(xiàn)在相同的脾臟9和10，不加巨噬細(xì)胞，沒有雜交單克隆細(xì)胞，加入巨噬細(xì)胞，結(jié)果大大增加。再如脾5，脾

6、脾12未加巨噬細(xì)胞時(shí)只有極少數(shù)雜交細(xì)胞克隆生長(zhǎng)，而加入后幾乎是90—100％都產(chǎn)生了雜交細(xì)胞的克隆。另外，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，雖然脾12的細(xì)胞融合物在對(duì)照組中已加過(guò)了104巨噬細(xì)胞(參閱表1)但其效果并不理想，而當(dāng)?shù)诙渭尤肓硪粋€(gè)小鼠的巨噬細(xì)胞時(shí)，獲得理想結(jié)果，說(shuō)明前面的巨噬細(xì)胞是無(wú)效果的，為了避免遇上無(wú)效的巨噬細(xì)胞影響結(jié)果，應(yīng)該合并3—4只小鼠的腹腔洗出的巨噬細(xì)胞，作為喂養(yǎng)細(xì)胞。

4.3加入巨噬細(xì)胞的用量和時(shí)間

可以將投入實(shí)驗(yàn)的脾細(xì)胞的量減少10倍，其他方法則按照K6hler和M11stein(1975，1976)的方法進(jìn)行。不同劑量的巨噬細(xì)胞和不同時(shí)期加入的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 影響巨噬細(xì)胞的有關(guān)因素

加入日期

每孔加入巨噬細(xì)胞量

陽(yáng)性孔數(shù)

0

33×103

43×104

5-0

0

0

0

0

0

1

0 21

0

1Ca

4

0

0

0

0

2合計(jì)

0

--

表3說(shuō)明按照Kohler和Milstein(1975、1976)的方法，取一只BALB／c小鼠脾細(xì)胞5×106和骨留瘤細(xì)胞5×108進(jìn)行融合。融合當(dāng)天稱為“0”天，每天收集小鼠腹腔巨噬細(xì)胞，并按各需要量加入培養(yǎng)孔，培養(yǎng)28天后，計(jì)算24個(gè)培養(yǎng)孔中，活細(xì)胞多于104的陽(yáng)性孔[2]。

4.4不同源的巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞來(lái)源于何種品系的動(dòng)物并不重要，來(lái)自不同種動(dòng)物的腹腔洗液，或者雜交動(dòng)物的小鼠、甚至大鼠或豚鼠的巨噬細(xì)胞都可促使雜交瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，結(jié)果如表4

表4 用不同動(dòng)物巨噬細(xì)胞作為喂養(yǎng)細(xì)胞的比較

動(dòng)物來(lái)源

每個(gè)培養(yǎng)孔加入巨噬細(xì)胞數(shù)

總陽(yáng)性數(shù)

3×103

3×10

4105

小鼠BALB/c

52117

小鼠C57BL/6

小鼠C3H

0

321

小鼠Outbred(雜種)7

大鼠Rat

121

豚鼠Guinea pig

0

巨噬細(xì)胞來(lái)自各種動(dòng)物如表4所列，每種動(dòng)物各取了3只進(jìn)行臉皮灌洗，合并其巨噬細(xì)胞在細(xì)胞融合前一天接種于各培養(yǎng)孔，第25天時(shí)計(jì)數(shù)24個(gè)培養(yǎng)孔的陽(yáng)性數(shù)、(活細(xì)胞多于104者為陽(yáng)性。)．

另外，還試驗(yàn)了已經(jīng)建株的巨噬細(xì)胞系和在實(shí)驗(yàn)室中長(zhǎng)期傳代的巨噬細(xì)胞株，這些細(xì)胞都來(lái)自BALB／c小鼠。

4.5細(xì)胞加入的量

脾細(xì)胞參加細(xì)胞融合的用量，通過(guò)脾細(xì)胞限量試驗(yàn)可以得到結(jié)果，結(jié)果見表5。

表5 限量脾細(xì)胞雜交試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)

參加融合的脾細(xì)胞數(shù)

2×106

4×106

374 14

由表5可知4×106的脾細(xì)胞結(jié)果較好，細(xì)胞融合數(shù)較多。取BALB／c小鼠牌細(xì)胞，分別用下表所列的脾細(xì)胞量與5×106x 63骨朗瘤細(xì)胞融合，接種于24孔培養(yǎng)板中，細(xì)胞融合的前一天，每孔接種2×104腹腔巨噬細(xì)胞。培養(yǎng)24天后，每孔活細(xì)胞數(shù)多于104者為陽(yáng)性孔。4.6骨髓瘤細(xì)胞株的比較

細(xì)胞融合時(shí)脾細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞數(shù)如表6所列，接種于24孔塑料板，每孔并含2×104巨噬細(xì)胞，第28天記錄活細(xì)胞數(shù)大于104者為陽(yáng)性。

表6 骨髓瘤細(xì)胞株的比較

骨髓瘤細(xì)胞

參加融合的脾細(xì)胞數(shù)

總陽(yáng)性孔

數(shù)

3×106

X63

3×106

107

3×107

237 Sp2/0

3×108

0

0107

0

43×107

表6說(shuō)明，選擇合適的骨髓瘤細(xì)胞株，產(chǎn)生克隆的幾率較高，但不是都產(chǎn)生同一種抗體的。用骨髓瘤細(xì)胞x 63作為細(xì)胞融合的親代細(xì)胞，后來(lái)產(chǎn)生的存活的雜交細(xì)胞抹，實(shí)際上都帶有親代骨髓細(xì)胞瘤細(xì)胞基因密碼，因而各雜交細(xì)胞株產(chǎn)生的抗體（針對(duì)免疫原的)，都是球蛋白分子的混合物，上面帶有一個(gè)片段，就是所需要的鏈的結(jié)合物。4.7融合劑的比較

在細(xì)胞雜交時(shí)用同一種骨髓瘤細(xì)胞和同一種小鼠脾細(xì)胞，但PEG作用后的雜交細(xì)胞存活數(shù)比經(jīng)仙臺(tái)病毒作用的存活數(shù)要少，所以我們選用不同廠牌和分子量的PEG作細(xì)胞融合試驗(yàn)，表上所列數(shù)據(jù)，為培養(yǎng)23天后，計(jì)數(shù)24孔培養(yǎng)孔中的陽(yáng)性孔，結(jié)果如表7所示。

表7 PEG聚乙二醇比較表

產(chǎn)品來(lái)源

細(xì)胞融合方法

總陽(yáng)性孔

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

BDH200

0

0 Merck200

0

Serva200

0

0

0

0 Baker1000

0 BDH1000

0

Koch-Light1000 5

3數(shù) Merch1000 GK 12

3Serva1000

1Merck20000

由表7說(shuō)明，所有低分子的PEG結(jié)果都差，其中有些是明顯有毒性反應(yīng)。但分子量太大陽(yáng)性數(shù)也會(huì)有所下降，因?yàn)樗鼈冞^(guò)份地粘稠，甚至加熱至45℃時(shí)，也會(huì)粘在管壁上，但當(dāng)高壓時(shí)加入等量的鹽水則較為穩(wěn)定。4.8細(xì)胞融合溫度的比較

脾細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞在應(yīng)用前都泡在水浴中，洗細(xì)胞時(shí)也都用低溫離心機(jī)(2℃)。偶爾有一次制備細(xì)胞時(shí)沒有進(jìn)行冷處理，而洗脾細(xì)胞時(shí)離心沉淀也在室溫進(jìn)行，得到較多的雜交細(xì)胞株，這樣重復(fù)試驗(yàn)，室溫比常規(guī)的4℃和0℃往往結(jié)果好，見表8。

表8 溫度對(duì)細(xì)胞融合的影響

實(shí)驗(yàn)

0-4℃

20℃

5×106

5×10 6

1/24

8/24

4/24

21/24 2

5/24

27/48

15/48

46/48 3

3/24

15/24

5/24

22/24 4

4/24

14/24

6/24

24/24 總陽(yáng)性孔數(shù)

113

脾細(xì)胞數(shù)如表8所列，分別與5×106FO細(xì)胞融合，融合溫度有0℃一4℃和20℃，在培養(yǎng)2l天時(shí)，活細(xì)胞數(shù)多于104為陽(yáng)性。4.9各種營(yíng)養(yǎng)液的比較

各種營(yíng)養(yǎng)液與血清的比較分成幾個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，列于表9。

表9 各種營(yíng)養(yǎng)液的比較

參加細(xì)胞

DMEM＋10%血清

RPMI＋10%血清

Iscove`s＋10%血清骨髓瘤細(xì)胞 脾細(xì)胞 馬

牛

胎牛

馬

牛

胎牛

馬

牛

胎

牛

X63（5×10 6）10 6

0

5×10 6

5×10 6

5×10 6 20

15 17

20

脾細(xì)胞(三只小鼠脾細(xì)胞混合物)和骨髓瘤細(xì)胞的用量如表9所列，接種于24孔培養(yǎng)板，每孔并含有3×104的巨噬細(xì)胞，第23天確定陽(yáng)性培養(yǎng)孔數(shù)，本實(shí)驗(yàn)包括三個(gè)內(nèi)容：脾細(xì)胞的用量，RPMI培養(yǎng)液和I scove` s培養(yǎng)瓶三種血清的比較。由表9可知：DMEM、RPMI、Iscove` s三種營(yíng)養(yǎng)液都可得到較多的雜交細(xì)胞株，而對(duì)Iscove` s營(yíng)養(yǎng)液比其他培養(yǎng)液要更好些。x 63的融合物在培養(yǎng)液中若用10％馬血清雖然可以，但并不是常常都很理想。為了避免以后需要克隆限制雜交細(xì)胞的數(shù)量，我們常規(guī)應(yīng)用Iscove` s培養(yǎng)液，也選用RPMI1840，因?yàn)樗木彌_能力較強(qiáng)，不完全依賴于合適的氣體環(huán)境。Sp2/0(2×107)10 6

0

0

0

0

0

FO(5×10 6)10 6

4.10細(xì)胞換液的方案

表10 不同細(xì)胞換液方案比較

實(shí)驗(yàn)

換液方案

下列各天出現(xiàn)的陽(yáng)性孔數(shù)

總陽(yáng)性

6 8 10 12 14 16 20 24 28 Ⅰ

0

0

Ⅱ

0

07

Ⅲ

1數(shù)

Ⅰ

0

0

04

Ⅱ

0

410

1Ⅲ10 14 15

1516 17

表10試驗(yàn)了在細(xì)胞融合后，直接加入HAT選擇培養(yǎng)波，讓其直接暴露于高濃度的氨基喋呤中，比較結(jié)果，把細(xì)胞融合物直接接種于HAT培養(yǎng)液中為優(yōu)。

4.11微量培養(yǎng)

表11 在微量培養(yǎng)板上作雜交瘤細(xì)胞株選擇培養(yǎng)

細(xì)胞融合物

培養(yǎng)板 FO細(xì)胞

脾細(xì)胞

標(biāo)準(zhǔn)板

微量5×10 6

2×10

板

6×10 6

15×10 6

10 7

2×10 6

6×10 6

15×10

2×10 7

2×10 6

6×10

15×10

表11可知，微量孔培養(yǎng)的雜交細(xì)胞數(shù)常多于常規(guī)培養(yǎng)孔，最高可達(dá)106，細(xì)胞融合混合物為6×106。脾細(xì)胞和107FO骨髓瘤細(xì)胞，接種整個(gè)微量培養(yǎng)板可希望獲得12—16個(gè)雜交瘤細(xì)胞抹。

高度免疫的BALB／c小鼠脾細(xì)胞和FO骨髓瘤細(xì)胞融合，用50％PEG 4000作為促進(jìn)劑，細(xì)胞數(shù)皆列于下表，分別接種于24孔培養(yǎng)板(每孔含有2×104巨噬細(xì)胞于2mIHAT)和微量培養(yǎng)板(即96孔板，每孔含有3×103巨噬細(xì)胞于0.25HAT培養(yǎng)液中。)于第21天計(jì)算陽(yáng)性數(shù)[3]。

4.12無(wú)血清培養(yǎng)液

檢測(cè)雜交瘤細(xì)胞株的產(chǎn)物常規(guī)是應(yīng)用其細(xì)胞培養(yǎng)瓶其中含有血清，也有胎牛血清。對(duì)檢測(cè)工作來(lái)說(shuō)并不希望有這些東西，因?yàn)橥鶗?huì)干擾測(cè)定，或者對(duì)某些測(cè)定帶來(lái)較高的基礎(chǔ)值，也會(huì)造成單克隆產(chǎn)品分離和純化的困難、我們?cè)囉昧藰?biāo)記氨基酸或無(wú)血清培養(yǎng)液以取得在這種條件下的單克隆抗體。

用MEM作基礎(chǔ)，加入標(biāo)記物可獲得理想的結(jié)果，可以從商業(yè)購(gòu)得缺乏亮氨酸的MEM，原液的配制：無(wú)亮氨酸的MEM 45ml，加入[14C]亮氨酸5m1[14C]leucinc(250uCi)、lml10％葡萄糖和0.5m120％牛血清蛋白，4℃?zhèn)溆茫谑褂们芭R時(shí)配制應(yīng)用液，即10ml原油十0.2m1100×谷酰胺十0.10m1100×丙酮酸鈉十0.2m1100×V itra—mines十 0.1m1100×抗菌素和0.01ml 0.1M硫乙二醇，接種106活細(xì)胞于此培養(yǎng)液中，37℃，過(guò)夜，此時(shí)最好應(yīng)用玻璃管并加塞[4]。

在實(shí)驗(yàn)中，所有的雜交瘤細(xì)胞克隆只在Iscovs`s完全培養(yǎng)液中才能生長(zhǎng)旺盛(GuiL—bert and lscove，1976Iscove和M elches，1978)，其中含有轉(zhuǎn)移素transferrin和血清蛋白為唯一的蛋白成份，雖然配制這種培養(yǎng)液比較麻煩，但能支持雜交細(xì)胞抹繼續(xù)生長(zhǎng)和分泌抗體、每天能產(chǎn)生純抗體10-20mg。

5.結(jié)論

通過(guò)小鼠免疫培養(yǎng)，腹腔內(nèi)巨噬細(xì)胞的采取，微量培養(yǎng)，大孔培養(yǎng)，可得到一定量的雜交瘤細(xì)胞，同時(shí)分析了實(shí)驗(yàn)的一些影響因素，結(jié)果如下。

（1）.各次細(xì)胞融合結(jié)果的差別，只有在巨噬細(xì)胞活躍的培養(yǎng)孔中，才能得到抗體陽(yáng)性的雜交瘤細(xì)胞克隆。

（2）.巨噬細(xì)胞對(duì)雜交細(xì)胞的作用，不加巨噬細(xì)胞，沒有雜交單克隆細(xì)胞，加入巨噬細(xì)胞，結(jié)果大大增加。

（3）.加入巨噬細(xì)胞的用量和時(shí)間，投入實(shí)驗(yàn)的脾細(xì)胞的量減少10倍，培養(yǎng)28天后，活細(xì)胞多于104的陽(yáng)性孔。（4）.用不同動(dòng)物巨噬細(xì)胞作為喂養(yǎng)細(xì)胞，巨噬細(xì)胞來(lái)源于何種品系的動(dòng)物并不重要，來(lái)自不同種動(dòng)物的腹腔洗液，或者雜交動(dòng)物的小鼠、甚至大鼠或豚鼠的巨噬細(xì)胞都可促使雜交瘤細(xì)胞生長(zhǎng)

（5）.限量脾細(xì)胞雜交試驗(yàn)可知脾細(xì)胞加入量為4×106時(shí)，結(jié)果較好，細(xì)胞融合數(shù)較多。

（6）.骨髓瘤細(xì)胞株的比較中，選擇合適的骨髓瘤細(xì)胞株（x63），產(chǎn)生單克隆抗體的幾率較高，但不是都產(chǎn)生同一種抗體的。

（7）.融合劑 PEG聚乙二醇的比較中，所有低分子的PEG結(jié)果都差，其中有些是明顯有毒性反應(yīng)，但分子量太大陽(yáng)性數(shù)也會(huì)有所下降。

（8）.細(xì)胞融合溫度的比較中，室溫比常規(guī)的4℃和0℃往往結(jié)果較理想。

（9）.各種營(yíng)養(yǎng)液的比較，DMEM、RPMI、Iscove` s三種營(yíng)養(yǎng)液都可得到較多的雜交細(xì)胞株，而對(duì)Iscove` s營(yíng)養(yǎng)液比其他培養(yǎng)液要更好些。

（10）.不同細(xì)胞換液方案比較中，細(xì)胞融合物直接接種于HAT培養(yǎng)液中為優(yōu)。

（11）.在微量培養(yǎng)板上作雜交瘤細(xì)胞株選擇培養(yǎng)，可知微量孔培養(yǎng)的雜交細(xì)胞數(shù)常多于常規(guī)培養(yǎng)孔。

（12）.在無(wú)血清培養(yǎng)液中，所有的雜交瘤細(xì)胞克隆只在Iscovs`s完全培養(yǎng)液中才能生長(zhǎng)旺盛。

6.參考文獻(xiàn)

[1]齊香君，現(xiàn)代生物制藥工藝學(xué)[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2003.9 [2]甄永蘇等，抗體工程藥物[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.5 [3]李元等，現(xiàn)代工程藥物[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.5 [4]張和君，單克隆抗體細(xì)胞免疫反應(yīng)技術(shù)[M]，云南科技出版社，1985.2 7.致謝

本課題在選題及研究過(guò)程中得到杜老師的悉心指導(dǎo)。在杜老師的精心指導(dǎo)下，為我們開拓研究思路，順利完成論文。杜老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，給以我們終生受益無(wú)窮之道。對(duì)杜老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。

第五篇：材料合成與制備論文(納米材料)

碩研10級(jí)20班

材料工程

2010012014

夏春亮

納米材料的制備方法

納米制備技術(shù)是80年代末剛剛誕生并正在崛起的新技術(shù)，其基本涵義是：納米尺寸范圍(10-9～10-7m)內(nèi)認(rèn)識(shí)和改造自然，通過(guò)直接操作和安排原子、分子創(chuàng)造新物質(zhì)。由于納米材料具有奇特的力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性能等，目前正受到世界各國(guó)科學(xué)家的高度重視。

一、氣相法制備納米微粒

1.濺射法

此方法的原理為：用兩塊金屬板分別作為陰極和陽(yáng)極，陰極為蒸發(fā)用材料，在兩電極間充入Ar(40～250Pa)，兩極間施加的電壓范圍為0.3～1.5kV。由于兩極間的輝光放電使Ar粒子形成，在電場(chǎng)作用下Ar離子沖擊陽(yáng)極靶材表面，使靶材原子從其表面蒸發(fā)出來(lái)形成超微粒子，并在附著面上沉積下來(lái)。離子的大小及尺寸分布主要取決于兩極間的電壓、電流、氣體壓力。靶材的表面積愈大，原子的蒸發(fā)速度愈高，超微粒的獲得量愈大。

濺射法制備納米微粒材料的優(yōu)點(diǎn)是：1)可以制備多種納米金屬，包括高熔點(diǎn)和低熔點(diǎn)金屬。常規(guī)的熱蒸發(fā)法只能適用于低熔點(diǎn)金屬；2)能制備出多組元的化合物納米微粒，如A lS2，Tl48，Cu91，Mn9，ZrO2等；通過(guò)加大被濺射陰極表面可加大納米微粒的獲得量。采用磁控濺射與液氮冷凝方法可在表面沉積有方案膜的電鏡載網(wǎng)上支撐制備納米銅顆粒。

2.混合等離子法 碩研10級(jí)20班

材料工程

2010012014

夏春亮

此方法是采用RF(射頻)等離子與DC直流等離子組合的混合方式來(lái)獲得超微粒子。該制備方法有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1)產(chǎn)生RF等離子時(shí)沒有采用電極，不會(huì)有電極物質(zhì)(熔化或蒸發(fā))混入等離子體而導(dǎo)致等離子體中含有雜質(zhì)，故超微粒的純度較高；

2)等離子體所處的空間大，氣體流速比DC直流等離子體慢，致使反應(yīng)物質(zhì)在等離子空間停留時(shí)間長(zhǎng)，物質(zhì)可以充分加熱和反應(yīng)；

3)可使用非惰性氣體制備化合物超微粒子，使產(chǎn)品多樣化。混合等離子蒸發(fā)法制取超微粒子有3種方法： 1)等離子蒸發(fā)法

使大顆粒金屬和氣體流入等離子室，生成超微粒子； 2)反應(yīng)性等離子氣體蒸發(fā)法

使大顆粒金屬和氣體流入等離子室，同時(shí)通入反應(yīng)氣體，生成化合物超微粒子；

3)等離子VCD法

使化合物隨載氣流入等離子室，同時(shí)通入反應(yīng)氣體，生成化合物超微粒子。

例如，將原料Si3N4以4g/min的速度流入等離子室，通入H2進(jìn)行熱分解，再通入反應(yīng)性氣體NH3，經(jīng)反應(yīng)生成Si 3N4超微粒子。

3.激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法(LVCD)LVCD法具有清潔表面，離子大小可精確控制、無(wú)粘結(jié)、粒度分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，并容易制備出幾納米至幾十納米的非晶及晶態(tài)納米微粒。碩研10級(jí)20班

材料工程

2010012014

夏春亮

目前LVCD法已制備出多種單質(zhì)、化合物和復(fù)合材料超細(xì)粉末，并且已進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)階段，美國(guó)的MIT于1986年已建成年產(chǎn)幾十噸的裝置。激光制備超細(xì)微粒的工作原理是利用反應(yīng)氣體分子對(duì)特定波長(zhǎng)激光束的吸收，引起反應(yīng)氣體分子激光光解、激光熱解、激光光敏化和激光誘導(dǎo)化學(xué)合成反應(yīng)，在一定工藝條件下，獲得超細(xì)粒子空間成核和長(zhǎng)大。例如，用連續(xù)輸出CO2激光(10.6um)輻照硅烷氣體分子(SiH4)時(shí)，硅烷分子很容易發(fā)生熱解反應(yīng)：SiH4→Si(g)+ 2H2↑，熱解生成的氣相Si(g)在一定工藝條件下開始成核長(zhǎng)大，形成納米微粒。

激光制備納米粒子的裝置一般有2種類型：正交裝置和平行裝置。其中正交裝置使用方便，易于控制，工程實(shí)用價(jià)值大，激光束與反應(yīng)氣體流向正交。激光束照在反應(yīng)氣體上形成反應(yīng)焰，經(jīng)反應(yīng)在火焰中形成微粒，由氬氣攜帶進(jìn)入上方微粒捕捉裝置。

4.化學(xué)蒸發(fā)凝聚法(CVC)這種方法主要是利用高純惰性氣體作為載氣，攜帶有機(jī)高分子原料，通過(guò)有機(jī)高分子熱解獲得納米陶瓷粉體。例如，六甲基二硅烷進(jìn)入鉬絲爐(溫度為1100～1400℃，壓力為100～ 1000Pa)熱解形成團(tuán)簇，并進(jìn)一步凝聚成納米級(jí)微粒，最后附著在充滿液氮的轉(zhuǎn)動(dòng)的襯底上，經(jīng)刮刀下進(jìn)行納米粉收集。此法具有產(chǎn)量大、顆粒尺寸細(xì)小、分布窄等優(yōu)點(diǎn)。

5.爆炸絲法

基本原理是：先將金屬絲固定在一個(gè)充滿惰性氣體(5MPa)的反應(yīng)室中，絲的兩端卡頭為2個(gè)電極，它們與一個(gè)大電容相聯(lián)結(jié)形成回路，碩研10級(jí)20班

材料工程

2010012014

夏春亮

加15kV的高壓，金屬絲在500～800kA下進(jìn)行加熱，熔斷后在電流停止的一瞬間，卡頭上的高壓在熔斷處放電，使熔斷的金屬在放電的過(guò)程中進(jìn)一步加熱變成蒸氣，在惰性氣體碰撞下形成納米粒子沉降在容器的底部，金屬絲可以通過(guò)一個(gè)供絲系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入兩卡頭之間，從而使上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。這種方法適用于制備納米金屬和合金粉體。

6.其他方法

近年來(lái)，由于納米材料規(guī)模化生產(chǎn)以及防止納米粉團(tuán)聚的要求越來(lái)越迫切，相繼出現(xiàn)了一些新的制備技術(shù)。例如，氣相燃燒合成技術(shù)就是其中的一種，其基本原理是：將金屬氯化物(MCl)鹽溶液噴入Na蒸氣室燃燒，在火焰中生成NaCl包敷的納米金屬微粒，由于NaCl的包敷使得金屬納離子不團(tuán)聚。另一種技術(shù)是超聲等離子體沉積法，其基本原理是：將氣體反應(yīng)劑噴入高溫等離子體，該等離子體通過(guò)噴嘴后膨脹，生成納米粒子，這種方法適合于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)納米粉。

二、液相法制備納米微粒

1.沉淀法

包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當(dāng)加入沉淀劑(如OH-，CrO2-，CO32-等)后，或于一定溫度下使溶液發(fā)生水解，形成的不溶性氫氧化物和鹽類從溶液中析出，將溶液中原有的陰離子洗去，經(jīng)分解即得所需的氧化物粉料。

2.噴霧法

噴霧法是將溶液通過(guò)各種物理手段進(jìn)行霧化獲得超微粒子的化學(xué)和物理相結(jié)合的一種方法。其基本過(guò)程包括溶液的制備、噴霧、干碩研10級(jí)20班

材料工程

2010012014

夏春亮

燥、收集和熱處理，其特點(diǎn)是顆粒分布比較均勻，但顆粒尺寸為亞微米級(jí)到微米級(jí)，尺寸范圍取決于制備的工藝和噴霧方法。根據(jù)霧化和凝聚過(guò)程，噴霧法可分為3種：

1)噴霧干燥法 將金屬鹽溶液或氫氧化物溶膠送入霧化器，由噴嘴高速噴入干燥室獲得金屬鹽或氧化物的微粒，收集，燒成所需成分的超微粒子；

2)霧化水解法 將一種鹽的超微粒子，由惰性氣體載入含有金屬醇鹽的蒸氣室，金屬醇鹽的蒸氣附著在超微粒的表面，與水蒸氣反應(yīng)分解后形成氫氧化物微粒，經(jīng)焙燒可獲得氧化物超細(xì)微粒。這種方法獲得的微粒純度高，分布窄，尺寸可控，具體尺寸大小主要取決于鹽的微粒大小；

3)霧化焙燒法 將金屬鹽溶液由壓縮空氣經(jīng)窄小的噴嘴噴出霧化成小液滴，霧化溫度較高，使金屬鹽小液滴熱解形成超微粒子。

3.凝膠-溶膠法

此法的基本原理是將金屬醇鹽或無(wú)機(jī)鹽水解，溶質(zhì)聚合凝膠后，再將凝膠干燥，煅燒，最后得到無(wú)機(jī)材料。本法包括以下幾個(gè)過(guò)程：

1)溶膠的制備 有兩種制備方法： 一是先將部分或全部組分用適當(dāng)沉淀劑先沉淀出來(lái)，經(jīng)凝聚，使原來(lái)團(tuán)聚的沉淀顆粒分散成原始顆粒。這種原始顆粒的大小一般在溶膠體系中膠核的大小范圍內(nèi)，因而可值得溶膠；二是由同樣的鹽溶液，通過(guò)對(duì)沉淀過(guò)程的仔細(xì)控制，使首先形成的顆粒不致團(tuán)聚為大顆粒沉淀，從而直接得到溶膠。

2)溶膠凝膠轉(zhuǎn)化 溶膠中含有大量的水，凝膠過(guò)程中，使體系失碩研10級(jí)20班

材料工程

2010012014

夏春亮

去流動(dòng)性，形成一種開放的骨架結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)凝膠作用的途徑一是化學(xué)法，即通過(guò)控制溶膠中的電解質(zhì)濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)凝膠化；二是物理法，即迫使膠粒間相互靠近，克服斥力，實(shí)現(xiàn)凝膠化。

3)凝膠干燥 在一定條件下，使溶劑蒸發(fā)，得到粉料，干燥過(guò)程中凝膠結(jié)構(gòu)變化很大。該方法化學(xué)均勻性好，純度高，顆粒細(xì)，可容納不溶性組分或不沉淀組分，烘干后容易形成硬團(tuán)聚現(xiàn)象，在氧化物中多數(shù)是橋氧鍵的形成，球形凝膠顆粒自身的燒結(jié)溫度低，但凝膠顆粒之間的燒結(jié)性差，塊狀材料燒結(jié)性能不好，干燥時(shí)收縮大。

4.濕化學(xué)法

濕化學(xué)法制備納米粉末是目前公認(rèn)的具有發(fā)展前途的制粉方法，也是實(shí)驗(yàn)室常用的手段。濕化學(xué)法的實(shí)驗(yàn)流程如下：

確定納米粉材料→制成含該材料粒子的溶液→用該材料的E-pH圖確定沉淀的pH范圍→將分散劑NH4Cl溶入去離子水中，并用氨水、鹽酸調(diào)節(jié)水溶液至沉淀的pH 值→含該材料離子的水溶液在具有恒定的pH 的沉淀液中霧化→凝膠→水洗，過(guò)濾，乙醇脫水→煅燒、研磨→納米粉。