纳米材料形貌的测试与表征

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 .......................................................

第四章 纳米材料的检测分析技术 教学目的：讲授纳米微粒的检测分析技术。 重点内容： 透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道 显微镜(STM)和原子力显微镜 。 难点内容： 透射电子显微镜、扫描电子显微镜1

熟悉内容: 比表面积、激光拉曼光谱、电子探针、离子探 针、俄歇电子谱仪

主要英文词汇 transmission electron miroscope Scanning electron microscope Scanning Tunneling Microscope Atomic Force Microscope2

纳米材料表征 morphology (the microstructural or nanostructural architecture); TEM, SEM, AFM crystal structure (the detailed atomic arrangement in the chemical phases contained within the microstructure); XRD, ED, LEED chemistry (the elements and possibly

这篇文献介绍了纳米TO2-WO3材料的制备、表征光催化

纳米TiO2- WO3复合材料的制备、表征及

其光催化性能

学生姓名：唐靖 指导教师：任跃红 董金龙

（太原师范学院 化学系 062班 030031）

摘 要 以WO3粉体和钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2-WO3复合材料，整个反应在室温下采用滴加的方式进行；各反应组分用量比为n(WO3+TBOT):n(EtOH):n(HCl):n(H2O)= 1:16:0.06:4, n(TBOT):n(HAc)=1:0.6；并通过红外光谱法和紫外-可见分光光度法对产品的结构和光吸收性能进行了表征，结果表明，通过复合，与TiO2相比，光吸收性能显著增强。在自然光照下，用制备的产品光催化降解甲基紫，结果表明，制备的纳米TiO2-WO3复合材料在日光下有很好的催化效果，并通过实验确定了光催化降解甲基紫的最佳条件。

关键字 纳米TiO2-WO3 溶胶-凝胶 光催化

前言

随着人们环保意识的提高，消除环境污染物的光催化降解[1]技术日益受到重视，并逐渐发展成为环境污染治理技术中的一项新技术。近年来，许多研究工作者为了拓宽纳米TiO2的光谱响应范围，使用多种手段对其进行改性，使其在自然光下即可

高分子纳米复合材料的制备、表征和应用前景

作者：曾 戎 章明秋 曾汉民

编者按:纳米材料是当前材料科学研究的热点之一,涉及多种学科,具有极 大的理论和应用价值,被誉为“21世纪最有前途的材料”,国内众多科研单位在此领域也作了 大量工作,形成各自特有的研究体系。本文(Ⅰ、Ⅱ)就其中的高分子纳米复合材料,提出了作 者的一些见解,供同行们共同探讨,以促进研究水平的提高,不断取得创新的成果。 文 摘 综述了高分子纳米复合材料的发展研究现状，将高分子纳米复合 材料的制备方法分为四大类：纳米单元与高分子直接共混（内含纳米单元的制备及其表面改 性方法）；在高分子基体中原位生成纳米单元；在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高 分子及纳米单元和高分子同时生成。介绍了高分子纳米复合材料的表征技术及其应用前景。

关键词 高分子纳米复合材料，纳米单元，制备，表征，应用

Progress of Polymer-Nanocomposites

(I)Preparation, Characterization and Application of

Polymer-Nan ocomposites

Zeng Rong Zhang Mingqiu

高分子纳米复合材料的制备、表征和应用前景

作者：曾 戎 章明秋 曾汉民

编者按:纳米材料是当前材料科学研究的热点之一,涉及多种学科,具有极 大的理论和应用价值,被誉为“21世纪最有前途的材料”,国内众多科研单位在此领域也作了 大量工作,形成各自特有的研究体系。本文(Ⅰ、Ⅱ)就其中的高分子纳米复合材料,提出了作 者的一些见解,供同行们共同探讨,以促进研究水平的提高,不断取得创新的成果。 文 摘 综述了高分子纳米复合材料的发展研究现状，将高分子纳米复合 材料的制备方法分为四大类：纳米单元与高分子直接共混（内含纳米单元的制备及其表面改 性方法）；在高分子基体中原位生成纳米单元；在纳米单元存在下单体分子原位聚合生成高 分子及纳米单元和高分子同时生成。介绍了高分子纳米复合材料的表征技术及其应用前景。

关键词 高分子纳米复合材料，纳米单元，制备，表征，应用

Progress of Polymer-Nanocomposites

(I)Preparation, Characterization and Application of

Polymer-Nan ocomposites

Zeng Rong Zhang Mingqiu

水溶性和油溶性银纳米粒子的制备与表征

一、实验目的

1．了解化学还原法制备金属纳米粒子的基本原理； 2．了解纳米粒子的基本性质；

3．了解相转移技术的原理和催化剂对相转移的影响； 二、实验原理

纳米粒子因其介观尺寸的粒径（1～100nm）而具有不同于体相材料及单个分子离子体系的一系列独特物理和化学性能。将其组装和排列成二维与三维功能结构，是一种制备具有新型性能的化学、光学和磁、电器件的潜在途径，在电子学、光学、信息存储、电极材料和生命科学等领域展现出诱人的应用前景。

纳米粒子的制备方法很多，其中物理方法操作复杂，对仪器设备要求较高。而化学方法因具有简单易行和安全性高等特点而被大量采用，特别是水相制备纳米粒子的实验结果重复性好，通过改变实验条件可以调控粒子的浓度、形状以及粒径分布。

近年来，由于油溶性金属纳米粒子可用作有机反应催化剂、借助LB技术形成自组织单层膜等用途而被广泛关注。因为上述水溶性纳米粒子的水相制备技术较为成熟，所以人们通常采用相转移方法把金属纳米粒子从水相中提取到有机相中，从而得到油溶性纳米粒子。

本实验采用液相法低温制备银纳米粒子，以阴离子表面活性剂油酸钠作为保护剂，用NaBH4还原AgNO3，其实验原理如下：

4AgNO3

纳米材料 耐热材料 碳纳米管 制备技术 表征技术

第31卷第4期2010年8月热处理技术与装备

RECHULIJISHUYUZHUANGBEIVo.l31,No.4

Aug.2010

综 述

纳米材料国内外研究进展

!!!纳米材料的应用与制备方法

朱世东,徐自强,白真权,尹成先,苗 健

1,2

3

2

2

1,2

(1.西安交通大学材料科学与工程学院,陕西西安 710049;

2.中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室,陕西西安 710065;

3.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710018)摘 要:由于纳米材料的特殊结构以及所表现出来的特异效应和性能,使得纳米材料具有不同于常规材料的特殊用途。本文就纳米材料的应用及制备方法进行了综述,并对其发展前景进行了展望。关键词:纳米材料;应用;制备方法

中图分类号: TB383 文献标识码: B 文章编号:1673-4971(2010)04-0001-08

ResearchoftheNano MaterialsatHomeandAbroad

!!!theapplicationsandpreparationofthenano mate

1.什么是纳米材料？其内涵是什么？（从零、一、二、三维考虑） 2.纳米材料的四大效应是什么？对每一效应举例说明。 3.纳米材料的常用的表征方法有哪些？

4.用来直接观察材料形态的SEM、TEM、AFM对所测定的样品有哪些特定要求？从它们的图像中能够得到哪些基本信息？

5.纳米颗粒的高表面活性有何优缺点？如何利用？

6.在纳米颗粒的气相合成中涉及到哪些基本环节？气相合成大致可分为哪四种？气相成核理论的机制有哪两种？

7.溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本过程是怎样的？

8.用溶胶-凝胶技术结合碳纳米管的生长机理，可获得密度不同的碳纳米管阵列（也叫纳米森林），简要阐述其主要步骤及如何控制碳纳米管的分布密度？

9.改变条件可制备不同晶粒大小的二氧化钛，下图分别为两种晶粒尺寸不同的二氧化钛的XRD图与比表面积数据。请用Scherrer方程、BET比表面积分别估算这两种二氧化钛的晶粒尺寸（XRD测试时所用的? = 1.5406?，锐钛矿相二氧化钛的密度是3.84 g/cm3）（默写出公式并根据图中的数据来计算）。

10.氧化物或者氮化物纳米材料具有许多特殊的功能，请以一种氧化物或者氮化物为例，举出其三种主要的制备方法（用到的原料、反应介质、主要的表征手段

锂离子电池材料制备与表征

【摘要】本实验在学习锂离子电池知识的基础上，加以创新，以牛奶为固体碳源，硝酸铁

为金属源，采用水热法制备碳包覆四氧化三铁纳米颗粒，通过正极材料的结构、表面形貌进行分析，测试相关电化学性能

【关键字】水热法 锂离子电池

引言 锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入

化合物构。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物本身及锂离子的浓度有关。因此，在充放电循环时，Li+分别在正负极上发生“嵌入-脱嵌”反应，Li+便在正负极之间来回移动，所以，人们又形象地把锂离子电池称为“摇椅电池”或“摇摆电池 ”。

一、实验目的

1. 用高温固相法制备锂离子电池材料；

2. 学习装配模拟电池，测试锂离子电池相关特性； 3. 研究材料制备工艺与锂离子电池性能之间的关系。

二、实验内容

1. 了解锂离子电池的基本组成和工作原理； 2. 了解常见的锂离子电池正/负极材料的相关特性； 3. 充分调研文献资料，确定实验方案；

4. 实验

锂离子电池材料制备与表征

【摘要】本实验在学习锂离子电池知识的基础上，加以创新，以牛奶为固体碳源，硝酸铁

为金属源，采用水热法制备碳包覆四氧化三铁纳米颗粒，通过正极材料的结构、表面形貌进行分析，测试相关电化学性能

【关键字】水热法 锂离子电池

引言 锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入

化合物构。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物本身及锂离子的浓度有关。因此，在充放电循环时，Li+分别在正负极上发生“嵌入-脱嵌”反应，Li+便在正负极之间来回移动，所以，人们又形象地把锂离子电池称为“摇椅电池”或“摇摆电池 ”。

一、实验目的

1. 用高温固相法制备锂离子电池材料；

2. 学习装配模拟电池，测试锂离子电池相关特性； 3. 研究材料制备工艺与锂离子电池性能之间的关系。

二、实验内容

1. 了解锂离子电池的基本组成和工作原理； 2. 了解常见的锂离子电池正/负极材料的相关特性； 3. 充分调研文献资料，确定实验方案；

4. 实验