纳米材料控制合成的技术

纳米材料的合成及其应用

摘要：本文介绍了几种纳米材料的合成制备的方法，主要是固相法、液相法和气相法，并且简单的介绍了其应用领域。 关键词：纳米材料、固相法、液相法、气相法 引言：

纳米级结构材料简称为纳米材料，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性。纳米材料出现的重要科学意义在于它引领人们认识自然的新层次,是知识创新的亮点。在纳米领域发现新现象,提出新概念,认识新规律,建立新理论,为构建纳米材料科学体系新框架奠定基础[1]。材料的结构决定材料的性质。

纳米材料产生的特殊效应,具有常规材料所不具备的性能,使得它在各个方面的潜在应用极为广泛，并且非常普遍[2～4]。 一、纳米材料的制备方法 1. 固相法

传统的固相合成法反应温度较高,能耗太,而且难以得到高纯度、各组分完全均匀、物相单一的产物,因而不宜用来制各纳米氧化物。 传统的固相法是将金属盐和金属氢氧化物按一定的比例充分混合,发生复分解反应生成前驱物,多次洗涤后充

纳米材料的形貌控制

摘 要

形貌及尺寸规整可控的纳米晶体的合成是目前十分引人注目的纳米材料研究领域。制备合成中的形貌调控及其功能化是这些纳米材料能够得到应用的关键问题。研究者们希望在纳米晶的任一阶段均能实现控制并在期望的阶段停止，从而得到尺寸、形态、结构及组成确定的纳米晶体。

本文对纳米材料的基本概念、纳米材料的分类和纳米材料的合成方法以及纳米技术应用状况作了介绍，并基于晶核的生成、晶核进化为晶种以及晶种生长为晶体三个阶段，论述了各种在纳米材料的合成过程中，从热力学和动力学方面如何调控晶体形貌。探索纳米粒子的调控合成对于纳米材料的规模化生产及应用具有重要的理论价值和指导意义。

关键词：纳米材料，晶核，晶种，形貌控制

目 录

1 前言 ........................................................................................................................................ 1 2 纳米材料的简介 .......................................................

7

1.2.4 微波溶剂热法制备SnO 2

纳米材料

目前，能够成功制备纳米材料的方法已有许多种，人们也已经利用很多种方法成功 的合成了形貌特殊、性能优越的SnO 2

纳米粉体。然而这些合成方法各有优缺点，包括室 温固相化学法 [57]

、溶胶-凝胶法 [58]

、沉淀法、溶剂热法等。其中溶剂热合成 [59,60] 是应用

最为广泛的一种方法，溶剂热法指在密闭的反应容器中，以溶剂（水、乙醇等）或者其 他气流为介质，通过对反应体积加热，使体系产生高温高压的环境，反应物在此环境下 离子活度增强，溶解度增大，发生溶解、重结晶，再经过分离和热处理就可以得到产物。 溶剂热法具有设备要求不高，操作简便，产物形貌和组分易控，化学组成和形貌均匀等 优点，而且通过改变溶剂热反应环境（pH值、原料配比等） [61,27]

，可以获得不同形貌和 尺寸的SnO 2

，通常采用模板辅助来实现 [62,48]

。水热法包括水热晶化法 [63]

、水热氧化法 [64] 、

水热沉淀法 [65]

、水热合成法 [66,67]

、微波水热法 [48]

等。但是传统溶剂热法的不足之处在于

反应过程慢、比较耗时，而微波加热具有反应迅速的特点，能够克服溶剂热反应耗时的 缺

微生物燃料电池

Polymer49(2008)4413–4419

ContentslistsavailableatScienceDirect

Polymer

journalhomepage:

/locate/polymer

Electrorheological uidsbasedonnano- brouspolyaniline

JianboYin,XiaopengZhao*,XiangXia,LiqinXiang,YinpoQiao

InstituteofElectrorheologicalTechnology,DepartmentofAppliedPhysics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,PRChina

articleinfo

Articlehistory:

Received26February2008

Receivedinrevisedform25June2008Accepted5August2008

Availableonline13August2008Keywords:PolyanilineNano- brous

Electrorheological uid

abstract

Usingamodi

金纳米颗粒的盐酸羟胺种子合成法

摘要：本文描述了粒径在30nm到100nm的金纳米颗粒合成方法。通过种子生长法盐酸羟胺作为还原剂合成不同大小的金纳米颗粒。其大小由种子和氯金酸的浓度决定。此方法合成的金纳米颗粒单分散性优于柠檬酸钠作还原剂的一步合成法。重要的是，表面被修饰过的金纳米颗粒也可通过上述方法长大。

许多科学家和工程师都在关注金纳米颗粒的特殊的物理性质。在颗粒组装和膜的形成方面，单分散的金纳米颗粒有着很重要的地位。厚度为45-60nm的金膜表现出角度相关的等离子体共振。柠檬酸钠合成的10-20nm金纳米颗粒单分散性很好。但是此方法合成的更大的金纳米颗粒（粒径在40nm到120nm）单分散性变差,其颗粒浓度小，而且颗粒的真实粒径与预测的粒径相差比较大。

我们所提供的方法是通过种子生长发盐酸羟胺还原氯金酸合成金纳米颗粒。在热力学上，盐酸羟胺是能够还原氯金酸为金单质，金纳米颗粒表面可以加速这个反应的发生。这样，实现了成核和生长两个阶段分离，如图1。此方法的优势在于：ⅰ 此方法合成的金纳米颗粒单分散性优于Frens的柠檬酸钠合成法合成的；ⅱ 能很好的预测金纳米颗粒的粒径；ⅲ 能很好的应用到表面修饰的金纳米颗粒。

图1 金纳米颗粒的生长过程

紫外

纳米材料与技术试题(2011)【温馨提醒：看到此文档的朋友，这份试题的答案都在我所提供的另一份课件中，请各位一并下载以便参考，由于答案太多，不暇整理，请见谅!】 姓名： 学号： 1.填空题

1) 纳米是一个（ ）单位，1纳米等于（ ）米。纳米材料按照其维度来分，可以分为（）、

（）、（）、（）等四类。纳米材料通常表现出不同于常规材料的一些特性，这主要表现为（）和（）效应等。

2) 水热法和化学沉淀法制备的纳米粉末，再结晶和分散性和反应速度上通常存在明显差

异，在一般情况下（）法合成的粉末结晶度高，（）法合成的粉末分散性好，（）法合成的粉末速度快。

3) 纳米颗粒材料的制备方法可分为（）和（）两大类，其中前者包括（）法（）法（）法

（）法等，后者包括（）法（）法（）法（）法等

4) 当我们开发一种新的一维纳米材料的制备方法时，需要考虑控制（）、（）、和（）。 5) 一维纳米材料的合成策略通常分为（）（）（）（）（）（）六类。 6) 可以作为一维纳米材料合成模板的种类很多，比如（）（）（）（）（）都可以作为模板，

模板法提供了一种简单、（）、（）的一维纳米合成方法，但它也存在（）（）等问题。 7) 多孔材料的孔道通常用作一

1简述TEM的基本结构

透射电镜有电子光学系统，电源与控制系统，及真空系统三部分组成。电子光学系统通常称筒镜，是透射电子显微镜的核心，他的光路原理与投射光学显微镜十分相似。他分为三部分，即照明系统，成像系统，和观察记录系统。 2相差是怎样产生的？如何来消除或减小像差？ 电磁透镜的相差可以分为两类：几何像差和色差。几何像差是因为投射磁场集合形状上的缺陷造成的，色差是因为电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。几何像差主要是指球差和像散。球差是由于电磁投射的中心区和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律造成的，像散是由透镜磁场的非旋转对称引起的。

消除和减少的方法： 球差：减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差，尤其减小孔径半角可是球差明显减小。

像散：引起一个强度和方向都可以调节的矫正磁场即消像散器予以补偿。 色差：采用稳定加速电压的方法有效地减小色差。 3电子波有何特征？与可见光有何异同？ 电子波的波长较短，轴对称非均匀磁场能使电子波聚焦。其波长取决于电子运动的速度和质量，电子波的波长比起可见光小5个数量级。 4成像系统的主要构成及其特点是什么？

成像系统主要是由物镜中间镜和投影镜组成。

物镜是用来形成第一幅高分辨率

1简述TEM的基本结构

透射电镜有电子光学系统，电源与控制系统，及真空系统三部分组成。电子光学系统通常称筒镜，是透射电子显微镜的核心，他的光路原理与投射光学显微镜十分相似。他分为三部分，即照明系统，成像系统，和观察记录系统。 2相差是怎样产生的？如何来消除或减小像差？ 电磁透镜的相差可以分为两类：几何像差和色差。几何像差是因为投射磁场集合形状上的缺陷造成的，色差是因为电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。几何像差主要是指球差和像散。球差是由于电磁投射的中心区和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律造成的，像散是由透镜磁场的非旋转对称引起的。

消除和减少的方法： 球差：减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差，尤其减小孔径半角可是球差明显减小。

像散：引起一个强度和方向都可以调节的矫正磁场即消像散器予以补偿。 色差：采用稳定加速电压的方法有效地减小色差。 3电子波有何特征？与可见光有何异同？ 电子波的波长较短，轴对称非均匀磁场能使电子波聚焦。其波长取决于电子运动的速度和质量，电子波的波长比起可见光小5个数量级。 4成像系统的主要构成及其特点是什么？

成像系统主要是由物镜中间镜和投影镜组成。

物镜是用来形成第一幅高分辨率

上转换纳米材料的合成及其光学性能

姓名：杨利东 学号：5802110035 班级：环境工程101班

【摘要】：近年来,人们开始对荧光标记材料产生了浓厚的兴趣,特别是随着纳米技术的发展,能够进行生物标记的无机纳米晶成为人们追逐的热点,但是由于生物背底同样会产生荧光从而对荧光检测形成干扰,于是不会产生背底干扰的稀土上转换纳米发光标记材料引起了人们的注意。目前世界上上转换纳米荧光材料正处在发展阶段,材料的选择和合成有待于深入细致的研究。稀土上转换发光纳米材料(简称UCNPs)不仅光稳定性强、发射带窄、荧光寿命长、化学稳定性高、潜在生物毒性低,而且采用近红外连续激发光源激发还使其具有较大的光穿透深度、无光闪烁和光漂白、无生物组织自发荧光以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,已经成为当前很多领域乃至交叉科学的应用研究热点。

【关键词】：荧光标记 稀土 上转换纳米 光穿透深度

1 引言

上转换发光材料是在长波长光激发下能发出短波长光的发光材料。由于激发波长在红外波段,检测在可见光,可以显著提高信噪比,所以上转换发光材料作为生物分子荧光标记受到了广泛关注和极大发展。采用可见光或紫外光作为激发光源的缺点是生物分子中存在荧光背底,而采用波

高分子材料纳米技术

青岛职业技术学院

生物化工学院

高分子材料纳米技术

姓 名：

专业班级：

学 号：

日 期：

高分子材料纳米技术

纳米材料的研究现状、应用与未来发展

摘要

纳米材料与软物质的研究都是从20世纪80年代开始的，是在之前三次工业革命的基础上发展起来的的新兴科技领域。巨大的需求与技术支撑，使其在诞生之初就显现出蓬勃的生命力，而且对它们的研究经久不衰。在知识与学科互相交叉的今天，纳米材料与软物质有可能相互结合，在材料、生物、医学、高分子等领域开拓出一片片新大陆，筑起21世纪工业革命的基石。

关键词 特性 效应 应用 发展 展望

纳米发展小史

1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。

1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。

什么是纳米材料

纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，