文档介绍:高等物理化学
学生姓名: 聂荣健
学 号: ……………..
学 院: 化工学院
专 业: 应用化学
指引教师: ………….
金属氧化物纳米材料研究进展
应用化学专业 聂荣健 学号:…… 指引教师:……
摘要:综述了近年来金属氧化物纳米材料水热合成办法研究进展,简要阐述了金属氧化物纳米材料应用,对其此后研究发展方向进行了展望。
核心词:纳米材料 水热合成 金属氧化物
Research progress of metal oxide nanomaterials
Name Rongjian Nie
Abstract:This article reviews the recent progress in hydrothermal synthesis of metal oxide nanomaterials. The application progress of metal oxide nanomaterials is briefly describrd.The future research directions are prospected.
Keywords:nanomaterials;hydrothermal;metal oxides
;
引言
纳米材料是纳米科学中一种重要研究发展方向,近年来已在许多科学领域引起了广泛注重,成为材料科学研究热点。作为纳米材料一种方面,金属氧化物纳米材料在当代工业、国防和高技术发展中充当着重要角色。
纳米材料简介
纳米材料概述
纳米是长度度量单位,1纳米=10-9米,1纳米大概为10个氢原子并排起来长度,%。纳米材料则是在纳米量级(lnm-100nm)内调控物质构造所制成具备特殊功能新材料,其三维尺寸中至少有一维不大于100nm,且性质不同于普通块体材料。
纳米材料是指在三维尺度上至少存在一维处在纳米量级或者由它们作为基本单元所构成材料,普通将纳米材料分为零维、一维以及二维纳米材料:
(1)零维纳米材料,是指在空间三维尺度上都处在纳米量级纳米材料,如纳米球,纳米颗粒等;
(2)一维纳米材料,是指在空间三维尺度上只有两维处在纳米量级,而第三维处在宏观量级纳米材料,例如纳米棒、纳米管、纳米线/丝等;
(3)二维纳米材料,是指在空间三维尺度上只有一维处在纳米量级,而其她两维处在宏观量级纳米材料,例如纳米片,纳米薄膜等。
纳米粒子是尺寸为1-100nm超细粒子。纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒径减小而急剧增大,显示出强烈体积效应(即小尺寸效应)、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。
量子尺寸效应[1]
当粒子尺寸达到纳米量级时,金属费米能级附近电子能级由准持续变为分立能级现象称为量子尺寸效应。能带理论表白:金属纳米粒子所包括原子数有限,能级间距发生分裂。当此能级间隔不不大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能量或超导态凝聚能时,纳米粒子磁、光、声、热、电及超导电性与宏观物体有明显不同。
体积效应[2]
由于粒子尺寸变小所引起宏观物理性质变化称为体积效应。当纳米粒子尺寸与德布罗意波长以及超导态相干长度或透射深度等物理特性尺寸相称或更小时,晶体周期性边界条件将被破坏;非晶态纳米粒子表面层附近原子密度减小,导致声、光、电、磁、热力学等特性呈现新体积效应。例如:磁有序态向磁无序态、超导相向正常相转变;光吸取明显增长;声子谱发生变化;强磁性纳米粒子(Fe-Co合金,氧化铁等)尺寸为单磁畴临界尺寸时具备很高矫顽力;纳米粒子熔点远远低于块状金属;等离子体共振频率随颗粒尺寸变化[3]。
表面效应[4]
表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随着粒径减小而急剧增大后引起性质上变化。随着粒径减小,表面原子数迅速增长,粒子表面张力和表面能增长。原子配位局限