银纳米材料的制备
银纳米材料的制备
（矿业学院矿物加工工程080801110265）
摘要为了更好的了解纳米银的制备，主要介绍了纳米银粉的特性、结构和分类；简述了纳
米银的制备方法；纳米银材料研究现状；展望了纳米银研究的发展方向，介绍了其应用领域。
关键词纳米银粉纳米银辐射γ射线电子束
Silver that the material preparation
（institute of mining technology mineral processing engineering080801110265）
Abstract In order to better understanding of the preparation of radiation,mainly introduces
nanometer silver powder characteristics,construction and classification;discussed radiation preparation
of method;nm silver of materials research at the present;the direction of the development of
nanotechnology research silver, introduced the application domain.
Key words nanometer silver powder radiation γ-ray electron beam
前言纳米粒子是指粒子尺寸在1～100nm之间的粒子，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特有的性质和功能[1]。金属纳米粒子是指组分相在形态上被缩小至纳米程度(5～100nm)的金属颗粒，这种新型纳米材料，其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子。纳米材料是一种新兴的功能材料，具有很高的比表面积和表面活性，例如，纳米银导电率比普通银块至少高20倍，因此，广泛用作催化剂材料、防静电材料、低温超导材料、电子浆料和生物传感器材料等[2]。纳米银还具有抗菌、除臭及吸收部分紫外线的功能，因而可应用于医药行业和化妆品行业[3]。在化纤中加入少量的纳米银，可以改变化纤品的某些性能，并赋予很强的杀菌能力。因此，研究纳米银粉的制备技术具有重要意义。
1 纳米银粉的特性及纳米银的结构
纳米银粉与普通粉相比，由于其尺寸介于原子簇和宏观微粒之间，因此也具有纳米材料的表面效应、体积（小尺寸）效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等许多宏观材料所不具有的特殊的性质[4]。
1.1.1 表面效应
纳米银粉是表面效应是指由大颗粒变成超细粉后，表面积增大，表面原子数目增多造成的效应，纳料银粉的表面与块状银粉是十分不同的。
1.1.2 体积效应
纳米银粉的体积效应是指体积缩小，粒子内的原子数目减少而而造成的效应。随着纳米
银粉颗粒中原子数的减少能带中的能级间隔将加大，一些电、磁、热等能将发生异常。人们可以直观觉察到，纳米银粉呈黑色而不是呈大颗粒银的银白色，并且粒径越小颜色越深。这就是由于随着银颗粒的减小，质子振动和能级不连续等到特点，不的吸收、发射和散射发生重大变化所造成的。
1.1.3 量子尺寸效应
随着颗粒减小，在低温条件下，纳米银粉能够呈现出量子尺寸效应，从能带理论出发，块状金属传导电子的能谱是准连续的。然而，当颗粒尺寸减小时，连续的能带将分裂成不连续的能级。当分立能级之间产间距大于热能、磁能、静电能、光子能量、超导态的凝聚能时，就会产生异于宏观物体的效应，称之为量子尺寸效应。目前量子尺寸效就已被磁测量、核磁共振、电子自旋共振、光谱线位移等所证实。
1.1.4 宏观量子隧道效应
电子具有粒子性又具有波动性，具有穿越势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观物理量，如纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应，它们可以穿越宏观的势垒而产生变化，这被称为纳米粒子的宏观量子效应[5]。
1.2 纳米银的结构
通过X射线衍射图谱，发现纳米银晶体由很多具有一定形状的细小晶胞堆积而成，属于多晶结构。每个晶胞含有四个晶面,据文献[6]报道，基于电子衍射基本公式：R=λL/ d(其中λL是相机常数(2126mm1nm)，R是衍射环的半径，d为晶面间距)，由衍射环的半径及晶面指数hkl(每个晶面在三维坐标轴上截距的倒数之比)计算相应的晶面间距,相关数据见表2。
表 2 纳米银的结构参数
Table 2 Structure parameter of nano—silver
Ri/mm(i=1,2,3,4) hkl di/nm
10.3 1110.2205
12.0 2000.1883
16.8 2200.1349
20. 0 311 0 .1130
hkl的数值越小，晶面间的距离越大，晶面上点阵点的密度也越大，原子间距较小。原子间距短的晶体结构倾向于转变温度高，即在超导领域临界温度高，所以，制备含(111)界面的单晶纳米银更有望在超导材料中发挥其特性。文献报道，纳米银粉的结晶结构存在不同程度的晶格畸变。据文献，晶格畸变影响材料的力学、电学、光学和催化等性能。纳米银的结
构畸变导致其电阻率增大，从而，可在半导体原料中掺杂适当浓度的纳米银，即得到不同类型、电阻率范围各异的半导体材料。晶格缺陷的存在改变了纳米银的表面状态，影响了其催化活性，荧光效应的发光效率等。
2 纳米银的制备技术、方法、要求及其影响制备的因素
国内外有关纳米金属材料制备的文献和专利报道很多，制备方法主要分为化学方法，物理方法[6]。化学方法主要有液相化学还原法、电化学法、光化学还原法等，物理方法主要有还原球磨法、蒸发冷凝法及雾化法等[6]。己发展了各种制备纳米材料的方法以获得不同种类、不同性质和尺寸的超微粒子。目前，纳米银的制备方法主要有微乳液法、模板法、相转移法、化学还原法、光化学法、超声波法、电化学法、辐射法等。
2.1 制备的要求
一般制备时有如下要求[7]：表面干净；能够控制颗粒形状、粒径和粒径分布；易于收集（分离）；生产率高。
2.2 各种方法的原理及过程
2.2.1 化学还原法
银离子极易被还原，常用的还原方法有化学还原、电化学还原和光化学还原。化学还原法是利用化学反应中的氧化还原方法，将银盐中的银阳离子还原成原子银，从而制备出纳米银粒子。顾大明等[8]以次磷酸钠为还原剂、六偏磷酸钠为分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为保护剂，在pH=1～2、温度40～42 ℃条件下与硝酸银溶液反应，得到紫红色银胶。经离心分离6000r/min、钝化剂溶液洗涤和真空干燥(1 kPa，50℃)3h，得到粉末状产物。透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分析表明，产品系粒径为10～30nm 的纯相纳米银粉。该方法的制备周期约为5h，产率可达70%～80%。纳米银粒子的XRD谱。
纳米粒子在其他基质上形成薄膜，是纳米技术由试验转向实际应用的一个重要环节。李德刚等[9]在油酸钠保护下用NaBH4还原AgNO3，制备了纳米银粒子胶体溶液，利用相转移剂NaH2PO4等，使纳米银粒子在水/有机相界面之间形成薄膜，形成的纳米银粒子膜可以转移到玻璃等基质上。发生相转移的原因是在相转移引发剂的作用下，纳米银粒子具有了双亲性，可在水/有机界面上成膜，并且可以转移到湿的亲水性基质上。同时用石英晶体微天平(QCM)定量检测了纳米银粒子的相转移量，表明纳米银粒子胶体相转移的程度受相转移引发剂用量的影响较大。司民真等[10]用单宁还原AgNO3，在污水条件下制备了纳米银，用TEM、吸收光谱、表面强化拉曼散射(SERS)光谱对该纳米银进行了研究，发现纳米银的粒径分布均匀，平均粒径11nm，吸收峰422 nm，常温下放置7个月仍具有较强的SERS活性。
张庆敏等[11]将AgNO3水溶液与非离子表面活性剂AEO27按一定比例混合，体系中的Ag+被表面活性剂分子AEO27还原成银的纳米颗粒。这一过程中，非离子表面活性剂既是
还原剂又是反应介质和稳定剂。在合成过程中，聚合乙烯类表面活性剂的乙烯基形成了氢过氧化物，从而有将Ag+还原成单质Ag的能力。纳米银颗粒生长到一定时间后不再继续增大，表明颗粒的长大是自由生成过程，并不发生颗粒聚集，控制体系中反应物的浓度、含量及反应时间可得到不同大小的纳米银颗粒，颗粒的平均粒径一般小于10nm。郭立俊等[12]利用化学还原的方法制备了纳米银胶，通过研究纳米银粒子与吸附质间的相互作用探讨了Ag 钠米粒子表面的结构与性质。结果表明，纳米银粒子表面存在一定量的活性位，银粒子主要通过这些活性位与外来吸附质发生相互作用；溴离子具有诱导活性位和增加银粒子表面活性的作用。在溴离子的作用下，纳米银粒子与吸附质形成新的复合体，表现为复合体新吸附峰的出现、吸附质拉曼振动模的增强以及荧光的淬灭。
2.2.2 光还原法
光还原法的机理一般认为是在有机物存在下，金属阳离子在光照的条件下，由有机物产生的自由基使金属阳离子还原。姚素薇等[13]通过光还原方法，利用高分子聚合物壳聚糖制备无机相纳米银粒子。实验中发现，随着光照时间的增长，银离子不断地被还原成新的银原子或纳米银粒子。在局部相区内，高弹性的柔性壳聚糖大分子链段产生热运动，它带动了附近的新生银原子或小的银离子运动，从而聚集成更大的银粒子；同时又由于线性壳聚糖薄膜内存在相分离结构，高分子网络的空间位阻作用使得银粒子的进一步团聚受到限制。调整光照时间，可得到粒径10～30nm的银粒子。半导体表面沉积贵金属如银等被认为是一种可以捕捉光生电子的有效表面改性方法[14]。井立强等[15]利用此法在ZnO纳米粒子表面光催化还原AgNO3，合成了不同沉积量的Ag/ ZnO复合纳米粒子。分析表明，沉积上的贵金属主要以原子态为主。他们还初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因。采用有机物为溶剂，可以从根本上消除水对制备过程的影响。李宏涛等[16]使用有机物作为溶剂，利用光还原法制备纳米银微粉。在适宜的温度、反应时间以及反应物浓度等条件下从银盐和碘化物，出发制备纳米银微粉，并避免了干燥过程中纳米银粒子的表面收缩硬化。在有蔗糖存在的条件下，Han Minghan等[17]利用不同浓度Ag+在TiO2上进行光还原反应，制备了纳米银载量不同的Ag/ TiO2样品。样品呈褐色，通过XRA和TEM分析表明在TiO2表面存在金属纳米银粒子，沉积的Ag大小并不一致，估计粒子直径在10nm以内。
2.2.3 电化学法
王银海等[18]采用电化学法以EDTA为配位体，在超声波的存在下制备了不同粒径的球形纳米银粒子，并通过XRD、TEM和紫外可见光谱对它们进行了表征。实验表明，通过控制AgNO3溶液的浓度，可以控制纳米银粒子的形状和粒径大小。廖学红等[19，20]在配位剂N′羟乙基乙二胺N，N，N′三乙酸存在下用电化学方法制备出树枝状纳米银，并用XRD 和TEM对该纳米粒子进行了表征，发现配体对纳米粒子的形成起着非常关键的作用，而且在配体存在下用电化学法制备纳米银是一种简单、无污染的金属纳米粒子制备方法。同时，
他们在配位剂EDTA存在下，用AgNO3溶液以超声电化学方法成功制备出两种不同粒径的类球形和树枝状纳米银，并用XRD和TEM对纳米银进行表征。他们还探讨了合成不同形状的纳米银的可调因素。张韫宏等[21]在8～14 层硬脂酸银LB 膜内，用电化学法制备了纳米尺度的超微银粒子，检测到球形纳米银粒子直径在2～3nm之间。
2.2.4 溶胶－凝胶法
溶胶2凝胶法是制备纳米级金属离子的一种先进的方法，可通过改变初始溶液的浓度和热处理过程来控制金属粒子的大小和形状。张兆艳等[22，23]采用溶胶－凝胶法在浮法玻璃表面制备了含银SiO2薄膜。对样品的着色和光致发光(指在一定波长的光照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级、被空穴俘获而发光的微观过程) 性能进行研究。通过筛选工艺参数，得到制备着色均匀、发光强度较高薄膜的工艺条件为提拉速率10～14cm/min,热处理温度450℃左右。另外又采用溶胶－凝胶法在玻璃表面制备了含纳米银粒子的SiO2薄膜。发现多种因素影响Ag晶粒的大小，主要包括Ag离子的浓度、镀膜时的提拉速度和热处理温度等，进而会影响发光强度。薄膜中的纳米银粒子尺寸越小且分散性越好，其光致发光强度越高。通常对Ag粒子的光学性能的研究主要局限在玻璃或水溶液媒介中，此时，Ag粒子的表面等离子体共振引起的吸收峰在400nm左右，改变Ag粒子周围介质就可改变其吸收峰位置，从而可开发新的光功能材料。赵高凌[24]用溶胶－凝胶法制备了含纳米级Ag 粒子的TiO2薄膜，对薄膜进行RD、TEM和XPS等测试，发现在空气中600～800℃进行热处理可形成含4～45 nm的金属银粒子的锐钛矿和金红石多晶薄膜银微粒子随热处理，温度升高而增长，这些薄膜在可用光区有一个较宽的吸收峰，且随着热处理的进行，该峰变宽且向长波段方向偏移。
2.2.5 激光烧蚀法
利用激光照射金属表面，制备“化学纯净”的金属胶体，即为激光烧蚀法。此法避免了其他方法如化学氧化还原法中电离出的阴离子或阳离子等杂质的影响。杜勇等[25]利用Nd:Y AG激光器1064nm激发光照射金属Ag表面,通过控制光照时间，制备出合适的纳米金属Ag胶体。利用TEM，对胶体银粒子的尺寸及形态进行观测表明，这些胶体为粒径介于5～35 nm的纳米体系，并对其进行了紫外可见吸收光谱的研究。Fojtik Anton等[26，27]开发了溶液中的激光烧蚀法。Chen YuHung等制备了稳定的纳米银胶。Tsuji Takeshi使用飞秒的波长约为800nm的激光脉冲照射一个包含在水中的银片，并与用纳秒激光脉冲照射得到的纳米银胶比较。发现用纳秒激光脉冲照射得到的纳米银胶的形成效率比用飞秒激光脉冲照射得到的要高，而且分散性也好；另外，无论是飞秒激光脉冲还是纳秒激光脉冲，在空气中要比在水中的烧蚀效率高。Chen Yuhung等[28]在表面活性剂SDS(十二烷基磺酸钠)和CTAB(溴化十六烷三甲基铵)的存在下，使用强度为120mJ的激光脉冲得到高分散的纳米银颗粒，在SDS 中得到的粒子直径在412nm左右,在CTAB中得到的粒子直径约为718nm。并且发现，由阴离子表面活性剂SDS保护的银溶胶可以稳定保存至少一个月；由阳离子表面活性剂CTAB
保护的Ag溶胶在一周内沉淀完全。
2.2.6 化学电镀法
黄磊等[29]采用化学镀银法，用甲醛银氨溶液，在超声波辐照下对10～20nm的A12O3
粉末进行化学镀银，制备出了纳米银A12O3复合粉末，并探讨了镀液组成及其工艺条件对纳米A12O3粉末化学镀银的影响。结果表明，改变镀液中氨水的含量和pH值可以控制镀液的稳定性和反应诱导期的长短；增重测定和XRD分析结果表明，调整甲醛的用量和装载量的大小可得到银质量分数为11 %～74 %银的纳米银A12O3复合粉末。TEM观察结果表明，通过该工艺所得到的Ag、A12O3复合粉末具有很好的均匀性。姚素薇等[30]以硬脂酸单分子膜为模板，通过化学电镀方法在硝酸银溶液中诱导生成银膜。在不同工艺条件下(液相浓度、单分子膜表面压以及沉积电位)，获得了不同结构的银膜，并且利用SEM观察了银膜表面形貌。金属纳米线在超大集成电路、光导纤维等领域有潜在的实际应用。利用模板组装纳米线阵列的方法具有设备简单和成本低廉的特点，得到广泛应用。迟广俊等[31]通过交流电沉积的方法，以多孔铝阳极氧化膜(Al2O3/Al)为模板，制备金属纳米银线。TEM分析表明,纳米银线的长度平均约为5μm，直径25nm；纳米银线在多孔Al2O3/Al孔内互相平行,显示凸凹相间的条纹结构，选区电子衍射(SAED)证实，纳米银线具有面心立方(FCC)的多晶结构。他们同时探讨了纳米银线凸凹相间条纹结构的形成机理。王银海等利用交流电，以铝阳极氧化形成有序的多孔氧化铝为模板，在模板孔洞中沉积金属银得到纳米银粒子/Al2O3组装体系，TEM观察证实在氧化铝模板中有金属纳米银粒子存在。经过分析，交流电能在孔洞中沉积金属的原因是由于Al/Al2O3界面的整流特性。
2.2.7 真空蒸镀
真空蒸镀是指在接近真空的条件下由热蒸发产生无机纳米粒子并收集纳米粒子的制备方式。许北雪等[32]为了解决纳米粒子的团聚问题，用TEM和SEM研究了稀土镧对真空蒸发沉积纳米银粒子的影响。结果表明，稀土镧对真空蒸发沉积纳米银粒子有明显的细化作用。稀土镧对纳米银粒子的细化作用是由于稀土镧增强了基底对Ag原子的吸附能，使镧和银结合形成的复合小Ag粒子局限于固定位置,进而减少了相互团聚所致。叶钢锋等[33]为了制备表面颗粒更小、粗糙度更小的纳米级晶粒构成的Ag、TCNQ(有机络合物)薄膜，以真空蒸镀方法由TCNQ和Ag来制备金属有机络合物薄膜，发现制约薄膜制备的因素有薄膜的蒸镀结构、Ag的沉积速率和热处理。他们在一定的工艺条件下可做到构成薄膜的晶粒直径为40nm 左右，粗糙度也为纳米数量级，同时在大气及室温条件下，在STM 电场的作用下薄膜可从高阻态转换为低阻态，作用点的直径为70nm。为了寻找低电阻的透明导电薄膜，Liu Xuanjie 等[34]在约1 mPa的真空度下，真空蒸镀制备纳米银薄膜，银沉降速率是012～015nm/s，得到的SiO2表面单层沉降的银膜大约12nm。
3发展方向
3.1 解决当前制备方法的不足
由于纳米银粉的粒径较小，表面活性较大，易于团聚[35]并且粉末表面易被氧化，因此，如何改善纳米银粉的分散性及怎样防止铜粉被氧化也是一个重要研究方向。
3.2 制备的新方法新技术
纳米银的制备方法很多，运用已有的方法，人们已经合成出各种粒径的球形纳米粒子，也合成出纳米线及树枝状结构的具有一定空间结构的银纳米材料等[36]。
近年来，人们正在探索制备纳米银的新方法和新技术。目前，已经可以通过生物的方法在人造环境中合成出特定空间结构的银纳米晶。随着纳米银应用领域的不断扩展，其制备手段也将会得到进一步的发展。其发展趋势是在开发新的制备方法的同时，将液相还原、γ 射线辐射等合成技术同模板技术相结合，合成出更精细的纳米银粒子和更规整更多样化的纳米银多维结构，促进纳米银材料的实用化进程。
3.3 纳米粒子的控制生长研究
长期以来，纳米尺度颗粒的制备和性质研究一直是一个很活跃的研究领域，因为它们不仅具有新奇的性能而且有可能在新技术中得到应用。由于纳米尺度粒子的性质通常与颗粒尺寸和形状有关，所以控制粒子的尺寸及形状是粒子制备的一个重要目的，也是调变粒子性质的一个重要方法。相对于颗粒尺寸的控制而言，形状的控制更为困难。这是因为处于高能量状态的纳米粒子，倾向于相互团聚并长大。环境的变化也能影响纳米粒子的生长。因此，常规方法制备的纳米粒子一般为尺寸分布较宽的不规则球形。在纳米粒子的成核
- 生长过程中，如果环境是稳定且均匀的，则有可能得到形状规则的纳米粒子。调节纳米粒子的成核
- 生长环境将有助于解决其尺寸利形貌控制问题，这正是化学家所擅长的。已经报道的控制生长的纳米粒子有球形、棒状、正方形、六边形和三角形等不同形状[37]。
制备形状、尺寸可控、分布均匀的纳米粒子及受人为调控的无机新型材料是现代材料科学研究的一个重要方向、热点和难点。
3.4 将γ射线辐射同模板技术相结合 γ射线辐射法可在常温常压下操作，具备周期短且工艺简单等优点。模板技术即选用不同的表面活性剂，具有粒度可控等优点。若将γ射线辐射同模板技术相结合，可制得粒度均匀的纳米银粉[38]。
4 纳米银材料的应用
纳米材料因具有很高的表面能和化学活性而显示出独特的热、电、光、声、磁、力学性能和催化性能，广泛应用于超导、化工、医学、光学、电子、电器等行业，具有广阔的应用前景。
[11
] [ 6 ]
4.1 超导方面的应用
据报道，用70nm的银粉制成的轻烧结体做热交换材料，可使制冷机工作温度达到0.01～0.003K，效率较传统材料高30%。通过研究不同含量纳米银掺杂的(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O x块材，发现纳米银掺杂使材料熔点降低，加速了高Tc（Tc指临界温度，即从正常状态到超导态的过程中，电阻消失的温度）相的形成；纳米银掺杂大大提高了磁通蠕动激活能，其中最佳掺杂15%(质量)Ag时激活能提高5～6倍；纳米银掺杂样品的钉扎能U(H)随磁场降低比非掺杂样品要慢，改善了磁场下的传输性能;纳米银掺杂使晶间损耗峰向高温移动20K，改善了晶界弱连接，并大大增强了晶界的涡旋钉扎能力[39]。将纳米银引入超导材料的合成中，大大推动了超导领域的发展。
4.2 化学反应中的应用
纳米银可以用作多种反应的催化剂。Li[18]及石川等人[19]通过考察复合催化剂纳米级Ag/H-ZSM-S在CH4选择还原NO反应中的活性和选择性，发现用含纳米银高于7%的催化剂时，NO转化率显著提高，表明分子筛外表面纳米银的存在提高了银催化剂在CH4选择还原NO反应中的活性。再如，在聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯的激光离解反应过程中，加入纳米银粒子，纳米银粒子导致聚合物炭化，在界面产生诱导石墨化作用；同时纳米银粒子与聚甲基丙烯酸甲酯的界面发生反应，改变了粒子对激光能量的转化方式，减弱其激光炭化作用。总之，纳米银粒子的加入改变了聚合物体系对激光能量的吸收和转换方式，导致其激光离解发生变化[20]。
4.3 生物材料方面的应用
用纳米银-金颗粒与聚乙烯醇缩丁醛作复合酶膜基质固定葡萄糖氧化酶(GOD)，构建葡萄糖生物传感器。实验证明，纳米银颗粒的介入可以大幅度提高氧化酶的催化活性，显著提高GOD酶电极的响应灵敏度，使响应电流从相应浓度的几十nA增强到几万nA。这种借助纳米银颗粒固定酶的方法使得GOD用量减少、操作方便，且不需昂贵的实验设备，易于工业化，从而为纳米生物传感器的组装提供了可能性，为纳米颗粒在生物材料领域中的应用提供了实验和理论依据[21]。
4.4 光学领域的应用
纳米银可用作表面增强喇曼光谱(SERS)[22,23]的基质，实验证明SERS谱的获得与吸附分子的电性及纳米银的表面电性有关。根据分子的电性，选取不同电性的纳米银，可以获得较强的SERS谱，进而扩大SERS的研究范围。同时，纳米银粒子由于其表面等离子振荡吸收峰附近具有超快的非线性光学响应，科学家发现把纳米银掺杂在半导体或绝缘体中，可获得较大的非线性极化率，利用这一特性可制作光电器件，如光开关、高级光学器件的颜色过滤器[24]等。
此外，在化纤中加入少量的纳米银，可以改变化纤品的某些性能，并赋予很强的杀菌能力。据以色列报道，纳米银粉的导电率比普通银块至少高20倍，因而纳米银粒子也可以用作集成电路中的导电银浆、电池电极材料。纳米银还可用作照相制版的基质等。
5纳米材料研究现状
5.1 国外动态
1999年，美国政府决定把纳米技术研究列入二十一世纪前10年11个关键领域之一，将对纳米技术经费加倍投入。美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流，在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一，纳米尺寸的元器件和纳米固体也将和日本分庭抗礼。1999年7月，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校与惠普公司合作研制成功100nm芯片，美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于1998年制备成功了量子磁盘。美国商家已组织有关人员迅速转化，以巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世，并将在磁存储，磁记忆和计算机读写磁头方面有着重要的应用前景。最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种既具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉末，预计将给彩色印像带来革命性的变革[40]。
5.2 国内进展
纳米材料基础研究方面我国采用了多种物理、化学方法制备金属和合金（晶态，非晶态及纳米微晶）氧化物，氮化物，碳化物等化合物纳米粉末，建立了相应的设备，做到纳米微粒的尺寸可控，并制成了纳米薄膜和块材。近年，我国已建立和发展了制备纳米结构组装体系的多种方法。研制了气体蒸发，磁控溅射，激光诱导CVD，等离子加热气相合成等多种制备纳米材料的装置，发展了化学共沉淀，溶胶-凝胶，微乳液水热，非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法，研制了性能优良的多种纳米复合材料。纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全，达到了国际二十世纪90年代末的先进水平。
参考文献
[1] 高薇薇.微量铀的催化极谱测定[J].分析化学，1981，(4)：39～42.
[2] 姚修仁,周继兴，等.钪、铀、钍、锆、稀土元素的极谱吸附催化波研究Ⅲ.镧、铈、镨、钕的催
化波及其在矿石分析中的应用[J].分析化学，1983，(11).
[3] 何醒群，祝艳.极谱催化法连续测定水中痕量铬,锌,钴,镍[J].分析化学，1989，(7).
[4] 于兵川，吴洪特，张万忠，简永强. 纳米银的合成研究进展[J].化工科技市场，2005，(3).
[5] 胡建强，吴继红，任斌等。纯化学还原方法制备纳米棒及其SERS活性[J]。光散射学报，2002，(4)：
226～229
[6] 何发泉，李勇军。银粉的用途及制备[J]。中国粉体技术，2001，(6)：45～47
[7] 郦希。超细银粉的制备及应用[J]。湖南化工，1994，(4)：24～26。
[8] 顾大明,高农,等. 次磷酸盐液相还原法快速制备纳米银粉[J].精细化工,2002 ,19(11) : 634～635 ,674.
[9] 李德刚,陈慎豪,等.相转移方法制备银纳米粒子单层膜[J].化学学报,2002 ,60(3) :408 ～412.
[10] 司民真,武荣国,等. 负电性纳米银的制备及性质研究[J].化学物理学报,2001 ,14(4) :465 ～468.
[11] 张庆敏,李彦,等.聚氧乙烯类表面活性剂体系中银纳米颗粒的合成[J].物理化学
学报,2001 ,17(6) :537 - 541.
[12] 郭立俊,魏红彬. 银纳米粒子的制备及溴离子对其表面性质的影响河南大学学
报(自科版)[J]. ,2000 ,30( 3):20 ～23.
[13] 姚素薇,刘恒权,张卫国,等.在线性壳聚糖膜内原位还原制备银纳米粒子及银单晶体[J]. 物理化学学
报,2003 ,19(5) :464 ～468.
[14] Antonino Sclafani , Mozzanega Marie No lle ,Pichat Pierre. Effect of silver deposits on the photocatalytic
activity oftitanium dioxide samplesfor the dehydrogenation or oxidation of propanol[J ]. Photochem
Photobiol A ,1991 ,59(2) :181.
[15] 井立强,侯海鸽,等. Pd/ ZnO 和Ag/ ZnO 复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性[J].催化学
报,2002 ,23(4) :336～340.
[16] 李宏涛,宋晓秋,等.非水溶剂法碘化物系银纳米微粉的制备[J]. 长春工业大学
学报(自然科学版) ,2002 ,23(B08) :121～124.
[17] Han Minghan ,Lin Hongfei ,Yuan Yanhui ,et al. Pressuredrop for two phase counter-current flow in a packed
column with a novel internal [J]. Chemical Engineering Journal ,2003 ,94(3) :171～260.
[18] 王银海,牟季美,等.交流电在Al2O3 模板中沉积金属机理探讨[J].物理化学
学报,2001 ,17(2) :116～118.
[19] 廖学红,李鑫.电化学制备纳米银[J].黄冈师范学院学报,2001 ,21(5) :58～59.
[20] 廖学红,赵小宁,等. 类球形和树枝状纳米银的超声电化学制备[J]. 南京大学
学报(自然科学版) ,2002 ,38(1) :119 ～123.
[21] 张韫宏,谢兆雄.L2B 膜内银超微粒子的电化学制备及表征[J].中国
科学(B 辑) ,1996 ,26(6) :522 ～528.
[22] 张兆艳,李钱陶.纳米银粒子的着色与发光[J].玻璃与搪瓷,2002 ,30(3) :25 ～28.
[23] 张兆艳.影响SiO2 薄膜中银粒子发光强度的因素分析[J].无机材料学报,2001 ,16(4) :74～751.
[24] 赵高凌. 银钠米粒子/二氧化钛复合薄膜的溶胶2凝胶法制备及其光学性质的研究[J]. 材料科学与工
程,2001 ,19(1) :21 ～25.
[25] 杜勇,杨小成,方炎. 激光烧蚀法制备纳米银胶体及其特征研究[J].光电子·激光,
2003 ,14(4) :383～386.
[26] Fojtik Anton , Henglein Arnim. Laser Ablation of Films and Suspended Particles in a
Solvent : Formation of Cluster and Colloid Solutions [J ]. Ber BunsenGes Phem
Chem, 1993 ,97(2) :252 ～254.
[27] Henglein Arnim . Physicochemical properties of small metal particles in
solution: “microelectrode”reactions, chemisorption, composite metal particles,
and the atomtometal transition[J]. J Phys Chem, 1993 ,97:54～57.
[28] Chen Y uhung, Yeh Chensheng. Laser ablation method:use of surfactants to form the
dispersed Ag nanoparticles[J]. Colloids Surf A ,2002 ,(197) : 133～139.
[29] 黄磊,凌国平,郦剑. 纳米银A12O3 复合粉末的制备[J]. 浙江大学
学报(工学版) ,2003 ,37(1) :65～69.
[30] 姚素薇,班春梅等.硬脂酸单分子膜诱导电沉积Ag薄膜[J].化学界,2002 ,43(11) :581 - 583.
[31] 迟广俊,范君,等.银纳米线的TEM 表征[J ].物理化学学报,2002 ,18(6) :532 ～535.
[32] 许北雪,吴锦雷,等.稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子团聚的影响[J].物理化学
学报,2002 ,18(1) :91 ～94.
[33] 叶钢锋,严学俭,等.纳米晶粒Ag TCNQ 络合物薄膜的制备及电双稳特性[J].真空科学与技
术,2001 ,21(2) ;91～94 ,98.
[34] Liu Xuanjie , Cai Xun , Qiao Jinshuo ,et al. The design of ZnS/Ag/ ZnS transparent
conductive multilayer films[J ].Thin Solid Films, 2003 ,441(1～2) :200～206.
[35] 郦希.超细银粉的制备及应用[J].湖南化工，1994，(4)：24～26。
[36] 赵彦保，刘锦，娄云鹏，吴志申，张治军.银纳米晶体的制备与表征[D].河南大学特种功能材料实验室，
2005.
[37] 张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构[M].科学出版社，2002.138.
[38] 张昊然，李清彪，孙道华，等.纳米级银颗粒的制备方法[J]. 贵金属，2005，6(2).
[39] 宋文海等[J].低温物理学报,1999 ,2001,15(6) :645～658.
[40] 段学臣，曾真诚，高桂兰.纳米材料制备方法和展望[J].中南大学材料科学与工程系，2001.
纳米材料的制备方法
1化学气相沉积法 1.1化学气相沉积法的原理 化学气相沉积法(Chemical Vapour Deposition (CVD) )是通过气相或者在基板表面上的化学反应，在基板上形成薄膜。化学气相沉积方法实际上是化学反应方法，因此。用CVD方法可以制备各种物质的薄膜材料。通过反应气体的组合可以制备各种组成的薄膜，也可以制备具有完全新的结构和组成的薄膜材料，而且即使是高熔点物质也可以在很低的温度下制备。 用化学气相沉积法可以制备各种薄膜材料、包括单元素物、化合物、氧化物、氮化物、碳化物等。采用各种反应形式，选择适当的制备条件——基板温度、气体组成、浓度和压强、可以得到具有各种性质的薄膜构料。化学气相沉积的化学反应形式．主要有热分解反应、氢还原反应、金属还原反应、基板还原反应、化学输运反应、氧化反应、加水分解反应、等离子体和激光激发反应等。 化学气相沉积法制备纳米碳材料的原理是碳氢化合物在较低温度下与金属纳米颗粒接触时通过其催化作用而直接生成。化学气相沉积法制备碳纳米管的工艺是基于气相生长碳纤维的制备工艺。在研究气相生长碳纤维早期工作中就己经发现有直径很细的空心管状碳纤维，但遗憾的是没有对其进行更详细的研究[4]。直到Iijima在高分辨透射电子显微镜发现产物中有纳米级碳管存在，才开始真正的以碳纳米管的名义进行广泛而深入的研究。 化学气相沉积法制备碳纳米管的原料气，国际上主要采用乙炔，但也采用许多别的碳源气体，如甲烷、一氧化碳、乙烯、丙烯、丁烯、甲醇、乙醇、二甲苯等。在过渡金属催化剂铁钴镍催化生成的碳纳米管时，使用含铁催化剂，多数得到多壁碳纳米管；使用含钴催化剂，大多数的实验得到多壁碳纳米管；过渡金属的混合物比单一金属合成碳纳米管更有效。铁镍合金多合成多壁碳纳米管，铁钴合金相比较更容易制得单壁碳纳米管。此外，两种金属的混合物作为催化剂可以大大促进碳纳米管的生长。许多文献证实铁、钴、镍任意两种的混合物或者其他金属与铁、钴、镍任何一种的混合物均对碳纳米管的生长具有显著的提高作用，不仅可以提高催化剂的性能，而且可以提高产物的质量或者降低反应温度。催化裂解二甲苯时，将适量金属铽与铁混合，可以提高多壁碳纳米管的纯度和规则度。因而，包括像烃及一氧化碳等可在催化剂上裂解或歧化生成碳的物料均有形成碳纳米管的可能。Lee Y T 等[5]讨论了以铁分散的二氧化硅为基体，乙炔为碳源所制备的垂直生长的碳纳米管阵列的生长机理，并提出了碳纳米管的生长模型。Mukhopdayya K等[6]提出了一种简单而新颖的低温制备碳纳米管阵列的方法。该法以沸石为基体，以钴和钒为催化剂，仍是以乙炔气体为碳源。Pna Z W等[7]以乙炔为碳源，铁畦纳米复合物为基体高效生长出开口的多壁碳纳米管阵列。 1.2评价 化学气相沉积法该法制备的纳米微粒颗粒均匀，纯度高，粒度小，分散性好，化学反应活性高，工艺可控和连续，可对整个基体进行沉积等优点。此外，化学气相沉积法因其制备工艺简单，设备投入少，操作方便，适于大规模生产而显示出它的工业应用前景。因此，化学气相沉积法成为实现可控合成技术的一种有效途径。化学气相沉积法缺点是衬底温度高。随着其它相关技术的发展，由此衍生出来的许多新技术，如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。化学气相沉积法是纳米薄膜材料制备中使用最多的一种工艺，广泛应用于各种结构材料和功能材料的制备。用化学气相沉积法可以制备几乎所有的金属，氧化物、氮化物、碳化合物、复合氧化物等膜材料。总之，随着纳米材料制备技术的不断完善，化学气相沉积法将会得到更广泛的应用。
常见纳米材料的制备技术
东华大学研究生课程论文封面 教师填写： 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的课程论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 注：本表格作为课程论文的首页递交，请用水笔或钢笔填写。
常见纳米材料的制备技术 1 概述 纳米材料是指材料的任何至少有一个维度的尺寸小于100nm或由小于100nm的基本单元组成的材料，广义来讲，数百纳米的尺度亦可称为纳米材料。由于纳米尺寸的物质具有与宏观物质所迥异的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应和量子限域效应，因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能，纳米材料的性能往往由量子力学决定。按照纳米材料的空间形态可以将其分为4类：三维尺寸均为纳米量级的纳米粒子或人造原子被称为零维纳米材料；纳米纤维为一维纳米材料；纳米膜（片、层）可以称为二维纳米材料；而有纳米结构的材料可以称为三维纳米材料。目前只有纳米粉末实现了工业化生产（如碳酸钙、氧化锌等），静电纺纳米纤维的产量能够满足实验的需求，其它纳米材料基本上还处于实验室研究阶段[1]。 2 常见的纳米材料 2.1 零维纳米材料 指空间中三个维度的尺寸均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等。纳米球全称“原子自组装纳米球固体润滑剂”，是具有二十面体原子团簇结构的铝基合金，是一种新型纳米/非晶合金固体抗磨自修复剂，采用急冷方法制备抗磨剂粉体，在合金从液体到固体的凝固过程中，形成纳米晶/非晶的复合结构，利用粒度控制的方法对抗磨剂粉末进行超微细化处理而成。该材料具有高硬度、高强度，并具有一定的韧性等性能，在多种减摩自修复机制的综合作用下呈现优良的减摩和抗磨性能，可以起到节省燃油、修复磨损表面、增强机车动力、降低噪音、减少污染物排放、保护环境的作用。 2.2 一维纳米材料 一维纳米材料指空间中有二维处于纳米尺度的材料，如纳米纤维、纳米棒、碳纳米管等。 静电纺纳米纤维是目前唯一一种能够连续制备纳米纤维的技术，它是利用高压电场力将纤维从导电溶液中抽拔出来，在抽拔过程中纤维被拉伸变细、溶剂挥
银纳米粒子的合成
银纳米粒子的合成及其表征 一、实验目的： 1. 掌握银纳米粒子的合成原理和制备方法。 2. 掌握TU-1901紫外-可见分光光度计的使用方法并了解此仪器的主要构 造。 3. 进一步熟悉紫外分光光度法的测定原理。 二、实验原理： 纳米粒子是指粒子尺寸在纳米量级（1~100nm）的超细材料。由于其特有的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、量子隧道效应等，使其拥有完全不同于常规材料的光学性能，力学性能，热学性能，磁学性能，化学性能，催化性能，生物活性等，从而引起了科技工作者的极大兴趣，并成为材料领域研究的热点。成为21世纪最有前途的材料。 银纳米粒子，因其独特的光学电学性能，得到人们的关注。常用的制备方法分为物理法和化学法。化学法有溶胶-凝胶法、电镀法、氧化-还原法和真空蒸镀法等。本实验中我们利用氧化还原法合成银纳米粒子。银纳米粒子引起尺寸的不同，表现出不同的颜色。由黄溶胶和灰溶胶两种。可用紫外可见光谱表征。根据朗伯－比耳定律：A=εb c，当入射光波长λ及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。据此，可绘制校准曲线。并对样品进行测定。本实验我们利用氧化还原法合成黄溶胶，并对其进行表征。 三、试剂和仪器 TU-1901紫外-可见分光光度计，比色管 （1.5mmol/L），王水 硝酸银（1mmol/L），NaBH 4 四、实验步骤：
1、化学还原法制备纳米银： 2KBH4+2AgNO3+6H2O→2Ag+2KNO3+2H3BO3+7H2↑ (反应开始后BH4－由于水解而大量消耗：BH4－+H++2H2O→中间体→HBO2+4H2↑) 还原法制得的纳米银颗粒杂质含量相对较高，而且由于相互间表面作用能较大，生成的银微粒之间易团聚，所以制得的银粒径一般较大，分布很宽。 2、银纳米粒子的合成 1）制备银纳米粒子的玻璃容器均需在王水或铬酸溶液中浸泡，最后用去离子水洗涤几次。 (M=37.85)溶液。 2）配制50 mL 1.5mmol/L的NaBH 4 溶液置于冰浴中，在剧烈搅拌下，逐滴加入2.5 3）取15mL 1.5 mmol/L的NaBH 4 mL 1mmol/L的AgNO 溶液，继续搅拌30 min，制得黄色的银纳米粒子溶胶。 3 3、银纳米粒子的表征和测量 1）紫外可见光谱的表征 1. 启动计算机，打开主机电源开关，启动工作站并初始化仪器。 2. 在工作界面上选择测量项目（光谱扫描，光度测量），设置测量条件（测量波长等）。 3. 将空白放入测量池中，点击基线，进行基线校正。 4. 将合成的银纳米粒子放入样品池，点击开始，进行扫描。确定最大吸收波长。 5. 校准曲线的绘制 配制稀释不同倍数的银纳米粒子溶液（1，2，4，5倍），放入样品池，进行
纳米材料的制备方法及其研究进展
纳米材料的制备方法及其研究进展纳米材料的制备及其研究进展 摘要:综述了纳米材料的结构、性能及发展历史;介绍了纳米材料的制备方法及最新进展;概述了纳米材料在各方面的应用状况和前景;讨论了目前纳米材料制备中存在的问题。 关键词:纳米材料;结构与性能;制备技术;应用前景;研究进展 1 引言 纳米微粒是由数目极少的原子或分子组成的原子群或分子群，微粒具有壳层结构。由于微粒的表面层占很大比重，所以纳米材料实际是晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合，纳米材料具有大量的界面，晶界原子达15%-50%。 这些特殊的结构使得纳米材料具有独特的体积效应、表面效应，量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，从而使其具有奇异的力学、电学、磁学、热学、光学、化学活性、催化和超导性能等特性，使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值，美国的“星球大战计划”、“信息高速公路”，欧共体的“尤里卡计划”等都将纳米材料的研究列入重点发展计划;日本在10年纳米微粒的制备方法 1 纳米微粒的制备方法一般可分为物理方法和化学方法。制备的关键是如何控制颗粒的大小和获得较窄且均匀的粒度分布。 1.1 物理方法 1.1.1 蒸发冷凝法
又称为物理气相沉积法，是用真空蒸发、激光、电弧高频感应、电子束照射等方法使原料气化或形成等离子体，然后在介质中骤冷使之凝结。特点:纯度高、结晶组织好、粒度可控;但技术设备要求高。根据加热源的不同有: (1)真空蒸发-冷凝法其原理是在高纯度惰性气氛(Ar,He)下，对蒸发物质进行真空加热蒸发，蒸气在气体介质中冷凝形成超细微粒。1984年Leiter[2]等首次用惰性气体沉积和原位成型方法，研制成功了Pd、Cu、Fe 等纳米级金属材料。1987 年Siegles[3]采用该法又成功地制备了纳米级TiO2 陶瓷材料。这种方法是目前制备纳米微粒的主要方法。特点:粒径可控，纯度较高，可制得粒径为5~10nm的微粒。但仅适用于制备低熔点、成分单一的物质，在合成金属氧化物、氮化物等高熔点物质的纳米微粒时还存在局限性。 (2)激光加热蒸发法是以激光为快速加热源，使气相反应物分子是利用高压气体雾化器将-20~-40OC的氦气和氩气以3倍于音速的速度射入熔融材料的液流是以高频线圈为热源，使坩埚是用等离子体将金属等的粉末熔融、蒸发和冷凝以获得纳米微粒。特点:微粒纯度较高，粒度均匀，是制备氧化物、氮化物、碳化物系列、金属系列和金属合金系列纳米微粒的最有效的方法，同时为高沸点金属纳米微粒的制备开辟了前景。但离子枪寿命短、功率小、热效率低。目前新开发出的电弧气化法和混合等离子体法有望克服以上缺点。 (6)电子束照射法1995年许并社等人[4]利用高能电子束照射母材，成功地获 得了表面非常洁净的纳米微粒，母材一般选用该金属的氧化物，如用电子束照射 Al2O3 后，表层的Al-O 键被高能电子“切断”，蒸发的Al原子通过瞬间冷凝，形核、长大，形成Al的纳米微粒，但目前该方法获得的纳米微粒限于金属纳 米微粒。 1.1.2 物理粉碎法
纳米材料制备方法综述
纳米材料制备方法综述 摘要：纳米材料由于其特殊性质，近年来受到人们极大的关注。随着纳米科技的发展，纳米材料的制备方法已日趋成熟。纳米材料的制备方法按物态一般可归纳为气相法、液相法、固相法。目前，各国科学家在纳米材料的研究方面已取得了显著的成果。纳米材料将推动21世纪的信息技术、医学、环境、自动化技术及能源科学的发展, 对生产力的发展产生深远的影响。 关键字：纳米材料，制备，固相法，液相法，气相法 近年来，纳米材料作为一种新型的材料得到了人们的广泛关注。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，具有表面与界面效应，量子尺寸效应，小尺寸效应和宏观量子隧道效应，因而纳米具有很多奇特的性能，广泛应用于各个领域。为此，本文综述了纳米材料制备的各种方法并说明其优缺点。 目前纳米材料制备采用的方法按物态可分为：气相法、液相法和固相法。 一、气相法 气相法是将高温的蒸汽在冷阱中冷凝或在衬底上沉积和生长低维纳米材料的方法。气相法主要包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD），在某些情况下使用其他热源获得气源，如电阻加热法，高频感应电流加热法，混合等离子加热法，通电加热蒸发法。 1、物理气相沉积（PVD） 在PVD过程中没有化学反应产生，其主要过程是固体材料的蒸发和蒸发蒸气的冷凝或沉积。采用PVD可制备出高质量的纳米材料粉体。PVD可分为制备出高质量的纳米粉体。PVD可分为蒸气-冷凝法和溅射法。 1.1蒸气-冷凝法 此种制备方法是在低压的Ar、He等惰性气体中加热物质（如金属等），使其蒸发汽化, 然后在气体介质中冷凝后形成5-100 nm的纳米微粒。通过在纯净的惰性气体中的蒸发和冷凝过程获得较干净的纳米粉体。此方法制备的颗粒表面清洁，颗粒度整齐，生长条件易于控制，但是粒径分布范围狭窄。 1.2溅射法 用两块金属板分别作为阳极和阴极，阴极为蒸发用的材料，在两电极间充入Ar气(40～250Pa)，两电极间施加的电压范围为0.3～1.5kv。由于两极间的辉光放电使Ar离子形成，在电场的作用下Ar离子冲击阴极靶材表面，使靶材原产从其表面蒸发出来形成超微粒子．并在附着面上沉积下来。用溅射法制备纳米微粒有许多优点:可制备多种纳米金属，包括高熔
纳米银粉的液相还原制备方法
纳米银粉的液相还原制备方法 摘要：纳米银粉因粒径小(1～100nm)、比表面积大、表面活性位点多、高导电性等优良特点，已被广泛用作各类电池的电极材料。本文综述了纳米银粉的液相还原制备及其各方面应用，对今后的发展趋势进行了展望。 关键词：纳米银粉、液相还原、制备 Liquid phase reduction method for preparing nanometer silver powder Abstract: Nanosilver powder has been widely applied in the electrode materials due to its small grainsize，large specific surface areas，many active sites Oil the surface，and high conductivity．This paper reviews the nanosilver liquid preparation and all aspects of application of the reduction, the future development trends are discussed. Key words:nanosilver powder、reduction in liquid phase、Preparation 引言 人类社会进入21世纪以来，高新技术发展迅速，特别是生物、信息和新材料等代表了高新技术的发展方向。在信息产业飞速发展的今天，新材料领域有一项技术引起了世界各国政府和科技界的高度关注，这就是纳米科技。[]6纳米材料被誉为21世纪最有前途的材料, 自20 世纪80 年代以来逐渐成为各国研究开发的重点, 引起人们极大的关注, 其应用已十分广泛, 在磁性材料、电子材料、光学材料以及高强、高密度材料的烧结、催化、传感等方而有广阔的应用前景。银纳米粒子不仅具有一般纳米粒子的性质, 作为贵金属纳米的重要一员, 具有独特的光学、电学、催化性质, 可广泛应用于催化剂材料、电池电极材料、低温导热材料和导电材料等。而且, 与其他金属纳米材料相比, 银纳米粒子具有最优良的导电性能和较好电催化性能, 将银纳米粒子修饰到电极上有着较大的应用价值和前景。因此, 研究纳米银的制备方法具有重要意义, 纳米银的制备及改进技术从纳米抗菌材料起始以来就成为研究者及开发商们广泛关注的热点。[]2 1、纳米银粉的基本概念和性质 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米微粒组成。银粉是一种重要的贵金属粉末，广泛的应用于催化剂、抗菌材料、医药材料、电子浆料等领域。[]1纳米粉末是指尺寸范围为1～100nm的粉末，是介于单个原子、分子与宏观物体之间的原子集合体，是一种典型的介观
纳米材料的主要制备方法
本科毕业论文 学院物理电子工程学院 专业物理学 年级 2008级 姓名贾学伟 设计题目纳米材料的主要制备方法 指导教师闫海龙职称副教授 2012年4月28日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1 引言 (1) 1.1纳米材料的定义 (1) 1.2纳米材料的研究意义 (2) 2 纳米材料的主要制备方法 (3) 2.1化学气相沉积法 (3) 2.2溶胶－凝胶法 (5) 2.3分子束外延法 (6) 2.4脉冲激光沉积法 (8) 2.5静电纺丝法 (9) 2.6磁控溅射法 (11) 2.7水热法 (12)
2.8其他制备纳米材料的方法 (13) 3 总结 (14) 参考文献 (14) 致谢 (15)
纳米材料的主要制备方法 学生姓名：贾学伟学号： 学院：物理电子工程学院专业：物理学 指导教师：闫海龙职称：副教授摘要：纳米材料由于其特殊的性质，近年来引起人们极大的关注。随着纳米科技的发展，纳米材料的制备方法已日趋成熟。本文主要介绍了纳米材料的制备方法,其中包括化学气相沉积法、溶胶—凝胶法、分子束外延法、脉冲激光沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、水热法等。在此基础上,分析了现代纳米材料制备方法的发展趋势。纳米技术对21世纪的信息技术、医学、环境、自动化技术及能源科学的发展有重要影响,对生产力的发展有重要作用。 关键词：纳米；纳米材料；纳米科技；制备方法 The preparation method of nanomaterials Abstract：Nanomaterials are attracting intense in recent years. With the development of nanotechnology, nanomaterials preparation method has been more and more mature. The preparation methods sush as, chemical vapor deposition method, molecular beam epitaxy, laser pulse precipitation, sintering, hydrothermal method, sol-gel method are introduced in this paper. New development trend of preparation methods are analysed. N anomaterials will promote the development of IT, medicine, environment, automation technology and energy science, and will have a great influenced on productive in the 21st century. Key words：nanometer；na nomaterials；nanotechnology；preparation 1 引言 1.1纳米材料的定义 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度[1]。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切，当小粒子尺寸进入纳米量级时，其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性，使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值[2]。
银纳米材料的制备
银纳米材料的制备 （矿业学院矿物加工工程080801110265） 摘要为了更好的了解纳米银的制备，主要介绍了纳米银粉的特性、结构和分类；简述了纳 米银的制备方法；纳米银材料研究现状；展望了纳米银研究的发展方向，介绍了其应用领域。 关键词纳米银粉纳米银辐射γ射线电子束 Silver that the material preparation （institute of mining technology mineral processing engineering080801110265） Abstract In order to better understanding of the preparation of radiation,mainly introduces nanometer silver powder characteristics,construction and classification;discussed radiation preparation of method;nm silver of materials research at the present;the direction of the development of nanotechnology research silver, introduced the application domain. Key words nanometer silver powder radiation γ-ray electron beam 前言纳米粒子是指粒子尺寸在1～100nm之间的粒子，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特有的性质和功能[1]。金属纳米粒子是指组分相在形态上被缩小至纳米程度(5～100nm)的金属颗粒，这种新型纳米材料，其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子。纳米材料是一种新兴的功能材料，具有很高的比表面积和表面活性，例如，纳米银导电率比普通银块至少高20倍，因此，广泛用作催化剂材料、防静电材料、低温超导材料、电子浆料和生物传感器材料等[2]。纳米银还具有抗菌、除臭及吸收部分紫外线的功能，因而可应用于医药行业和化妆品行业[3]。在化纤中加入少量的纳米银，可以改变化纤品的某些性能，并赋予很强的杀菌能力。因此，研究纳米银粉的制备技术具有重要意义。 1 纳米银粉的特性及纳米银的结构 纳米银粉与普通粉相比，由于其尺寸介于原子簇和宏观微粒之间，因此也具有纳米材料的表面效应、体积（小尺寸）效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等许多宏观材料所不具有的特殊的性质[4]。 1.1.1 表面效应 纳米银粉是表面效应是指由大颗粒变成超细粉后，表面积增大，表面原子数目增多造成的效应，纳料银粉的表面与块状银粉是十分不同的。 1.1.2 体积效应 纳米银粉的体积效应是指体积缩小，粒子内的原子数目减少而而造成的效应。随着纳米
各向异性银纳米材料的制备及生长机制研究进展
各向异性银纳米材料的制备及生长机制研究进展＊ 高敏杰１，孙 磊１，王治华２，赵彦保１ （１ 河南大学特种功能材料教育部重点实验室，开封４７５００４；２ 河南大学化学化工学院环境和分析化学研究所，开封４７５００４ ）摘要 银纳米材料具有许多特异性能，在电学、光学、催化等领域得到了广泛应用，其性能在很大程度上受到形貌、尺度、晶体结构和结晶度等因素的影响，因而研究银纳米材料形貌和尺度的可控制备具有十分重要的意义。从水体系和非水体系两方面综述了液相化学还原法制备银纳米材料的研究工作进展， 详细论述了线（棒）形、片（盘）形、立方体形等特异形貌银纳米粒子的制备方法和实验条件；探讨了银纳米材料各向异性形貌的影响因素；提出了不同形貌银纳米晶的形成机理。分析指出晶种的晶型结构尤其是缺陷结构对晶体的最终形貌有很大影响； 加入表面修饰剂是防止银纳米颗粒团聚和控制形貌的有效方法。提出了此类研究目前存在的主要问题，展望了其发展方向和趋势。 关键词 各向异性 银纳米材料 液相化学还原 生长机制 中图分类号：Ｏ７８１；Ｏ６４８．１ 文献标识码：Ａ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｐｒｅｐ ａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇｒｏｗｔｈ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆＡｎｉｓｏｔｒｏｐ ｉｃ Ｓｉｌｖｅｒ ＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓＧＡＯ Ｍｉｎｊ ｉｅ１，ＳＵＮ Ｌｅｉ １，ＷＡＮＧ Ｚｈｉｈｕａ２，ＺＨＡＯ Ｙａｎｂａｏ１ （１ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５００４；２ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ ４７５００４）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｎｏｖｅｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ａｇ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ｈａｖｅ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ．Ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｓｉｚｅ，ｓｈａｐｅ，ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｃｏｒｒｅｌａ－ｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ，ａｎｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａ－ｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ｕｓｉｎｇ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ａｎｄ ｎｏｎ－ａｑｕｅｏｕｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｉｎｃｌｕ－ｄｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ａｇ ｎａｎｏｗｉｒｅｓ，ｎａｎｏｄｉｓｋｓ ａｎｄ ｎａｎｏｃｕｂｅｓ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｆｏｒｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ａｇ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ａ ｊｏｉｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｌ（ｃｒｙｓｔａｌ ｔｅｘｔｕｒｅ）ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ（ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）ｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｅｅｄｓ ｐｌａｙ ａｎ ｉｍｐｏｒ－ｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｒｅｓｔｒａｉｎ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｒｅｄｕｃ－ｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ａｇ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｆｉｅｌｄ ａｒｅ ｐｒｏｓ－ｐ ｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ，Ａｇ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ＊国家自然科学基金（ ５０７０１０１６）；中国博士后科学基金（２０１１Ｍ５００７８７） 高敏杰： 女，１９８７年生，硕士研究生 孙磊：通讯作者，男，１９７５年生，副教授，硕士生导师，主要从事纳米材料的制备及性能研究Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｌｅｉ＠ｈ ｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ０ 引言 银纳米材料由于具有特异的物化性质，在抗菌材料、传感器、光电材料等领域得到了广泛应用。研究表明，金属纳米材料的性能在很大程度上取决于粒子的形貌、尺寸、组成、结晶度和结构，理论上人们可以通过控制上述参数来精细调 节纳米粒子的性质［ １，２］ 。形貌是影响银纳米颗粒光学性质的主要因素 ［３－６］ ，不同形貌的纳米银，其表面等离子共振（Ｓｕｒ－ ｆａｃｅ ｐ ｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ，ＳＰＲ）光谱也不相同。球形银纳米颗粒对称性高，只有一个偶极子，表现为单一ＳＰＲ峰；棒状银纳米颗粒有横向和纵向两个偶极ＳＰＲ峰；银纳米立方体有３个ＳＰＲ峰；三角形银纳米颗粒有弱的面外四极、面内四极和强的面内双极ＳＰＲ峰。银纳米材料的其它物化性质亦受其 形貌及尺度的影响［ ７－１０］ 。这一现象引起了许多科学工作者的关注，不同形貌银纳米材料的制备及生长机理的报道也越来越多。 银纳米材料的制备方法有多种，目前主要有液相化学还原法、沉积法、电极法、蒸镀法、机械研磨法、辐射化学还原 · ５４·各向异性银纳米材料的制备及生长机制研究进展／高敏杰等
晶种法制备银纳米材料
晶种法制备银纳米材料 本论文以10mmol/L硝酸银为前驱体，采用NaBH4为还原剂，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为保护剂制备了银纳米晶种，紫外检测结果表明在波长398nm处有典型的银纳米颗粒的吸收峰。以此银纳米晶种为一级晶种，采用抗坏血酸为还原剂，PVP为保护剂，以不同浓度硝酸银为生长母液，通过加入不同量晶种得到了各种不同形貌的银纳米晶体，并对产物进行扫描电子显微镜（SEM）和光电子能谱分析（EDX）等表征。SEM结果表明得到了花状、片状、单分散颗粒状等银纳米晶体，EDX结果表明产物是纯银纳米金属晶体，无其他杂质。实验中考察了晶种加入量和生长母液浓度对产物形貌的影响，通过控制各种因素从而达到对产物形貌的可控制备。 标签：晶种法；聚乙烯吡咯烷酮；抗坏血酸；银纳米材料；可控制备 1 概述 纳米材料是指在三维空间任何一个方向上处于1-100nm尺度的材料，而这样的材料通常表现出不同于宏观物体或者单个孤立原子的奇异特性，纳米材料的基本性能对尺度的依赖方式比较特别。银纳米颗粒由于其独特的物理化学性质而成为纳米科学研究的焦点之一[1-2]。Haruta[3]等发现负载于过渡金属氧化物上的银纳米颗粒在温度低至197K时也能对一氧化碳氧化反应具有催化活性，此后银纳米颗粒对于多种化学反应的催化潜力一直为学术界所关注。 1.1 银纳米材料的应用 目前银纳米材料的主要应用集中在三大块：开发新型纳米材料、提供纳米传感器的基础构件、构造纳米电子器件，而这些应用分别依赖于银纳米材料独特的化学性能，光学性能和电学性能。对于银纳米材料的光学性能的一个常用的领域是表面增强拉曼散射光谱[4]测试技术，金属银能大大提高拉曼光谱的灵敏度，因而可用在表面科学、单分子层分析、痕量分析、传感等等领域。 1.2 银纳米材料的化学制备 近十年来，国际上报道了大量的制备银纳米材料的方法，主要分为物理法与化学法两大类[5]，其中化学法因其工艺简单，经济，对设备要求低，容易规模化等优势从而得以迅猛发展。结合各种方法制备的机理，特点以及重要性，可以将化学法分为四类：模板法，电化学法，晶种法，多元醇法和湿化学法。 1.3 本实验研究内容及意义 本实验以硝酸银为前驱体，采用NaBH4作为还原剂，以聚乙烯吡咯烷酮为保护剂制备了银纳米晶种，以此银纳米晶种为一级晶种，采用抗坏血酸为还原剂PVP为保护剂以不同浓度的硝酸银为生长母液，得到不同形貌的银纳米晶体。
纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
三维纳米材料制备技术综述
三维纳米材料制备技术综述 摘要：纳米材料的制备方法甚多。目前，制备纳米材料中最基本的原则有二：一是将大块固体分裂成纳米微粒；二是由单个基本微粒聚集，并控制聚集微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。本文主要介绍纳米材料分类和性能，同时介绍了一些三维纳米材料的制备方法，如水热法、溶剂热法和微乳液法。 关键词：纳米材料；纳米器件；纳米阵列；水热法；溶剂热法；微乳液法 1.引言 随着信息科学技术的飞速发展，人们对物质世界认识随之也从宏观转移到了微观，也就是说从宏观的块体材料转移到了微观的纳米材料。所谓纳米材料，是材料尺寸在三维空间中，至少有一个维度处于纳米尺度范围的材料。如果按照维度的数量来划分，纳米材料的的种类基本可以分为四类：（1）零维，指在空间中三维都处在纳米尺度，如量子点，尺度在纳米级的颗粒等；（2）—维，指在空间中两个维度处于纳米尺度，还有一个处于宏观尺度的结构，例如纳米棒、纳米线、纳米管等；（3）二维，是指在空间中只有一个维度处于纳米尺度，其它两个维度具有宏观尺度的材料，典型的二维纳米材料具有层状结构，如多层膜结构、一维超晶格结构等；（4）三维，即在空间中三维都属于宏观尺度的纳米材料，如纳米花、纳米球等各种形貌[1]。 当物质进入纳米级别，其在催化、光、电和热力学等方面都出现特异性，这种现象被称为“纳米效应”。纳米材料具有普通材料所不具备的3大效应：（1）小尺寸效应——其光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化；（2）表面效应——在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；（3）宏观量子隧道效应，例如纳米微粒表现出令人难以置信的奇特的宏观物理特性，如高强度和高韧性，高热膨胀系数、高比热容和低熔点，异常的导电率和磁化率，极强的吸波性,高扩散性，以及高的物理、化学和生物活性等[2]。 纳米科学发展前期，人们更多关注于一维纳米材料，并研究其基本性能。随着纳米科学快速发展，当今研究热点开始转向以微纳结构和纳米结构器件为方向的对纳米阵列组装体系的研究。以特定尺寸和形貌的一维纳米材料为基本单元，采用物理和化学的方法在两维或三维空间内构筑纳米体系，可得到包括纳米阵
纳米材料的制备方法
纳米材料的制备方法 一、前言 纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。早在二十世纪60年代，英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时，其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。 应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。 纳米巨磁电阻材料的磁电阻与外磁场间存在近似线性的关系，所以也可以用作新型的磁传感材料。高分子复合纳米材料对可见光具有良好的透射率，对可见光的吸收系数比传统粗晶材料低得多，而且对红外波段的吸收系数至少比传统粗晶材料低3个数量级，磁性比FeBO3和FeF3透明体至少高1个数量级，从而在光磁系统、光磁材料中有着广泛的应用。 二、纳米材料的制备方法 （一）、机械法 机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。机械球磨法无需从外部
纳米材料的制备及应用
本科毕业论文(设计) 题目：纳米材料的制备及应用 学院：物理与电子科学学院 班级： XX级XX班 姓名： XXX 指导教师： XXX 职称： 完成日期： 20XX 年 X 月 XX 日
纳米材料的制备及应用 摘要:近几年来，由于纳米材料有众多特殊性质，人们越来越关注纳米材料。科技的迅猛发展使纳米材料的制备变得更加成熟。本论文讲述纳米材料的制备，以及纳米技术在将来的应用。 关键词：纳米材料物理方法化学方法应用前景
目录 引言 (1) 1.纳米材料的物理制备方法 (1) 1.1物理粉碎法 (1) 1.2球磨法 (2) 1.3.蒸发—冷凝法 (2) 1.3.1.激光加热蒸发法 (2) 1.3.2.真空蒸发—冷凝法 (4) 1.3.3.电子束照射法 (4) 1.3.4.等离子体法 (5) 1.3.5.高频感应加热法 (5) 1.4.溅射法 (6) 2.纳米材料的化学制备方法 (7) 2.1化学沉淀法 (8) 2.2化学气相沉积法 (8) 2.3化学气相冷凝法 (10) 2.4溶胶--凝胶法 (10) 2.5水热法 (11) 3.纳米材料的其他制备方法 (12) 3.1分子束外延法 (12) 3.2静电纺丝法 (13) 4.纳米材料的应用前景 (14) 5.总结 (14) 参考文献 (15) 致谢 (16)
引言 纳米材料是指任一维空间尺度处于1—100nm之间的材料。它有着不同寻常的性质，如小尺寸效应可引起物理性质的突变，从而具有独特的性能；量子尺寸效应和表面与界面效应使其具有了一般大颗粒物不具备的性质，如对红外线、紫外线有很强的反射作用，应用到纺织品中有抗紫外线，隔热保温作用。纳米材料的这些特性使其在化工、物理、生物、医学方面都有非常重要的价值]1[。多年以来，通过科学家们的潜心研究，使纳米材料在其制备及其应用中得到了很大的发展。纳米材料将逐渐进入人们的日常生活，并将成为未来新工业革命的必备材料。 1.纳米材料的物理制备方法 1.1物理粉碎法 物理粉碎法就是用机械粉碎和电火花爆炸等方法得到纳米微粒]2[。此方法操作简单，成本较低，但得到的纳米微粒纯度不高，分布也不均匀。 图1. 机械粉碎法仪器图
一维纳米材料的制备概述
学年论文 ` 题目：一维纳米材料的制备方法概述 学院：化学学院 专业年级：材料化学2011级 学生姓名：龚佩斯学号：20110513457 指导教师：周晴职称：助教
2015年3月26日 成绩 一维纳米材料制备方法概述 --气相法、液相法、模板法制备一维纳米材料 材料化学专业2011级龚佩斯 指导教师周晴 摘要：一维纳米材料碳纳米棒、碳纳米线等因其独特的用途成为国内外材料科学家的研究热点。然而关于如何制备出高性能的一维纳米材料正是各国科学家所探究的问题。本文概述了一维纳米材料的制备方法：气相法、液相法、模板法等。 关键词：一维纳米材料；制备方法；气相法；液相法；模板法 Abstract: the nanoscale materials such as carbon nanorods and carbon nanowires have become the focus of intensive research owing to their unique applications. but the question that how to make up highqulity one-dimentional nanostructure is discussing by Scientists all around the world. This parper has reviewed the preparation of one dimention nanomaterials ,such as vapor-state method, liqulid -state method ，template method and so on. Key words: one-dimention nanomaterials ; preparatinal method ; vapor-state method liqulid-state method ; template method 纳米材料是基本结构单元在1nm ~100nm之间的材料，按其尺度分类包括零维、一维、二维纳米材料。自80年代以来，零维纳米材料不论在理论上和实践中均取得了很大的进展；二维纳米材料在微型传感器中也早有应用。[1]一维纳米材料因其特殊的结构效应在介观物理、纳米级结构方面具有广阔的应用前景，它的制备研究为器件的微型化提供了材料基础。本文主要概述了近年来文献关于一维纳米材料的制备方法。 1 一维纳米材料的制备方法 近几年来，文献报导了制备一维纳米材料的多种方法，如溶胶-凝胶法、气相-溶液-固相法、声波降解法、溶剂热法、模板法、化学气相沉积法等。然而不同制备方法的纳米晶体生长机制各异。本文按不同生长机制分类概述，主要介绍气相法、液相法、模板法三大类制备方法。 1.1 气相法 在合成一维纳米结构时,气相合成可能是用得最多的方法。气相法中的主要机