文档介绍：化学研究与应用
1998 年第 10 卷第 3 期 Chemical R esearch and A pplication V ol. 10 N o . 3 1998
纳米材料研究进展Ⅰ*
——纳米材料结构与化学性质
翟庆洲裘式纶* * 肖丰收张宗涛邵长路
( 吉林大学化学系长春 130023)
摘要报导了近十年来( 1985~1996) 有关纳米化学领域研究的某些进展。阐述了纳米材
料的特征结构与独特的化学性质。本文重点概述了纳米粒子表面过剩电荷、电荷载流子的相
互作用、“魔”聚数与粒子稳定性、粒子表面改性、纳米粒子的粒度控制以及择向排列效应, 最
后介绍了纳米粒子的化学性质, 主要包括化学反应活性、光化学性能及光电化学特性。
关键词纳米材料结构特征化学性质化学性能
中图分类号 O648
纳米科学的产生堪称科学史上的一次革命, 纳米科学的发展又为化学、物理学、材料学、生
物学及仿生学学科的交叉发展提供了新的机遇。由于纳米材料所具有的独特性质及新规律的
发现, 近年来这一领域形成了新的交叉学科研究热点, 国内有关纳米科学专题报导分别涉及纳
米科学基础知识[ 1~3] 、纳米材料专题介绍[ 4~15] 、纳米材料的制备[ 16~30] 、结构[ 31~37] 、性质[ 38~42] 、
应用[ 30, 43] 及复合纳米材料[ 44~47] 以及对纳米材料与纳米体系物理学的展望[ 48] 。国外综述分别
涉及纳米材料基本性质[ 49~52] 、生物膜模拟组装[ 53] 、纳米晶作为光学材料[ 54] 及纳米半导体粒子
光解水的工作[ 55, 56] 、U lman[ 57] 重点介绍了 CdS 纳米晶自组装, 有人从配位化学观点对沸石/ 纳
米新型主/ 客体复合材料加以介绍[ 58~60] , 但以上文献大多侧重于报导纳米材料的物理学性质
或力学性质。本文与前述文献不同, 将侧重报道有关近十年来纳米材料化学研究的某些进展,
我们重点对纳米材料的化学性质进行报导。
纳米晶体特征结构
纳米超微粒子早已广泛存在于自然界中并且与人类的生命活动密切相关, 所谓纳米粒子
系指能用电子显微镜观察到[ 61] 或直径在 1~100nm[ 62] 之间的粒子, 如我们所熟悉的动物的筋、
皮、骨以及蛋白质均是纳米物质。早在约 1861 年, 人们对化学中所谓的胶体( 即纳米体系) 曾开
展研究, 但人们有目的地制取并研究纳米晶体却在本世纪六十年代[ 63] 和八十年代[ 64] 。近年来
有关纳米粒子化学研究虽刚起步, 但却十分活跃。由于纳米粒子直径近于电子的德布罗意波
长, 属于物质由宏观世界向微观世界的过渡区域, 所以许多传统的化学理论在这种非宏观与非
微观领域里已不能再适用, 因此, 需要建立新的化学理论机制。
* 国家自然科学基金资助课题* * 通讯联系人
本文于 1997 年 9 月 25 日收到
第 3 期翟庆洲等: 纳米材料研究进展Ⅰ——纳米材料结构与化学性质 227
在阐述有关纳米材料的化学性质之前, 在必要首先介绍一下纳米晶体的特征结构, 因为这
些特殊结构是其产生独特的化学性质具有特定化学性能的基础。纳米晶体结构不同于常规物
质, 关于纳米晶体结构特征