(2021年整理)纳米材料的制备以及表征
纳米材料的合成与表征
纳米材料的合成与表征纳米材料是指粒径在1-100纳米（nm）的材料，这种尺度下材料的物理、化学、光学、电子等性质有着独特的变化。
纳米材料的合成和表征是纳米学、材料科学和化学领域中的重要课题之一。
一、纳米材料的合成1. 物理方法物理合成法主要是通过物理手段改变物质形态实现的，比如电子束光刻、激光蒸发和溅射等方法。
其中较为常见的是物理气相沉积技术（PVD）和物理液相沉积技术。
PVD方法简单易行，通常适用于稳定化合物和非氧化物材料的制备。
其优点是可控性好，反应过程无污染，缺点是生产效率低，成本较高。
2. 化学方法化学合成法是通过化学反应实现的，分为溶胶-凝胶法、电化学法、双逆法、热分解法等。
其中，溶胶-凝胶法是近年来应用最广泛的一种纳米材料化学制备方法，其特点是原料易得、反应条件温和、纳米粒子尺寸可控。
但是，该方法的缺点是不能制备规模化的纳米材料。
3. 生物方法生物合成法是利用浸润在微生物体内的金属离子还原成金属纳米颗粒。
这种方法具有生物降解性和生物相容性的优点，可以降低对环境的污染和对生物体的伤害。
二、纳米材料的表征1. 扫描电镜（SEM）SEM可以对样品表面形貌进行高分辨率的观察。
通过SEM观察纳米材料的形貌、粒径分布情况等，得到纳米材料的形貌信息，对纳米材料的结构和性质具有较好的表征作用。
2. 透射电镜（TEM）TEM可以对样品内部结构进行高分辨率的观察。
通过TEM观察纳米材料的晶体结构、晶格常数、晶粒大小等，可以了解纳米材料的晶体结构信息。
3. 稳态荧光光谱法稳态荧光光谱法可以用来表征纳米材料的结构、表面修饰或化学反应的结果、吸附反应的结果等。
通过判断荧光光谱发射峰位置的变化和强度的变化，可以了解纳米材料表面上发生的化学反应或物理吸附的结果。
4. 热重分析法热重分析法使用精确的权衡系统，破坏并排除样品中的物质，通常以热解或热脱附为主要手段。
可以通过测试样品的热重曲线，了解纳米材料的热稳定性、氧化稳定性、吸附性能、结晶状态等信息。
纳米材料的合成和表征方法技巧
纳米材料的合成和表征方法技巧纳米材料是一种尺寸在1到100纳米之间的材料，具有独特的物理、化学和生物学性能。
纳米材料的合成和表征方法对于研究其性质和应用具有重要意义。
本文将探讨几种常见的纳米材料合成和表征方法技巧。
一、溶剂热法溶剂热法是一种常用的纳米材料合成方法，通过在高温、高压条件下进行反应，使反应物溶解在溶剂中，并逐渐形成纳米颗粒。
该方法具有反应温度和时间可控、纳米颗粒尺寸可调的优点。
在合成纳米材料的过程中，选择合适的溶剂是关键。
通常选择的溶剂应具有较高的沸点和相对较低的相对极性，具有适当的溶解性和稳定性。
常用的溶剂有乙二醇、正庚烷、N,N-二甲基甲酰胺等。
在溶剂热法中，合成剂和溶剂必须在密封容器中加热。
在合成过程中，根据不同的反应需求，可采用不同的加热方式，如水浴加热、电子源加热或高压反应釜。
二、溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种通过溶胶的凝胶化过程得到纳米材料的方法。
其基本原理是先制备溶胶，然后使其凝胶化。
凝胶形成后，通过干燥、热处理等方法，可以得到纳米颗粒。
在凝胶制备过程中，常用的溶胶剂有水、醇类、酸、氨等。
通过调节溶胶剂的性质和浓度，可以控制纳米颗粒的形貌和尺寸。
需要注意的是，溶胶凝胶法中的凝胶化过程对于纳米颗粒的形成至关重要。
凝胶化一般通过化学反应或物理交联实现，如水解反应、凝胶离子交换等。
三、X射线衍射（XRD）表征X射线衍射是一种常用的纳米材料表征方法，可用于分析物质的结晶性和晶格参数。
通过测量材料对入射X射线的散射角度和强度，可以推断出材料的晶体结构和晶粒尺寸。
X射线衍射实验通常使用X射线衍射仪进行。
在实验过程中，需调整X射线的入射角度和测量角度，使得出射光束和检测器的位置最佳。
同时，需选取合适的X射线波长和强度，以提高衍射信号的强度和质量。
通过对X射线衍射谱的分析，可以得到纳米材料的结晶度、晶粒尺寸、晶面方位和晶格畸变等信息。
这些信息有助于了解纳米材料的物理性质和结构特征。
四、透射电子显微镜（TEM）表征透射电子显微镜是一种常用的纳米材料表征方法，可提供纳米级别的材料结构、形貌和晶体结构等信息。
纳米制备实验报告(3篇)
第1篇一、实验名称纳米材料的制备二、实验目的1. 了解纳米材料的制备原理和方法。
2. 掌握纳米材料的制备过程及注意事项。
3. 通过实验验证制备方法的有效性，并对制备的纳米材料进行表征。
三、实验原理纳米材料是指尺寸在1-100纳米之间的材料，具有特殊的物理、化学和生物学性质。
纳米材料的制备方法主要包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）、溶液法、溶胶-凝胶法等。
本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米材料。
溶胶-凝胶法是一种通过溶胶、凝胶和干燥三个阶段制备纳米材料的方法。
其原理是将金属盐或金属氧化物溶解于溶剂中，形成溶胶，然后在一定的条件下，溶胶逐渐转化为凝胶，最终干燥得到纳米材料。
四、实验材料与仪器1. 实验材料：金属盐、金属氧化物、溶剂、催化剂等。
2. 实验仪器：磁力搅拌器、恒温水浴锅、干燥箱、电子天平、超声波清洗器、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等。
五、实验步骤1. 配制溶胶：将金属盐或金属氧化物溶解于溶剂中，加入适量的催化剂，搅拌均匀，形成溶胶。
2. 形成凝胶：将溶胶在恒温水浴锅中加热，使其逐渐转化为凝胶。
3. 干燥：将凝胶放入干燥箱中，在一定的温度下干燥，得到纳米材料。
六、实验结果与分析1. 实验结果本实验制备的纳米材料为球形，粒径约为30纳米，具有较好的分散性。
2. 分析通过SEM观察，发现制备的纳米材料为球形，粒径分布均匀。
通过XRD分析，证实了纳米材料的晶体结构。
七、实验讨论1. 溶剂的选择对纳米材料的制备影响较大，本实验中采用水作为溶剂，具有良好的效果。
2. 催化剂的选择对纳米材料的制备也有一定影响，本实验中采用碱性催化剂，有利于纳米材料的形成。
3. 干燥过程中，温度和时间的控制对纳米材料的质量有较大影响，本实验中通过实验确定最佳干燥条件。
八、实验结论本实验采用溶胶-凝胶法制备纳米材料，成功制备了球形纳米材料，粒径约为30纳米，具有较好的分散性。
实验结果表明，该方法制备纳米材料具有操作简单、成本低、易于控制等优点，适用于实验室制备纳米材料。
纳米材料的制备与表征
纳米材料的制备与表征纳米材料是指颗粒尺寸在纳米尺度（1 nm = 10^-9 m）范围内的物质，具有独特的物理、化学和生物学性质。
纳米材料的制备与表征是纳米科学与技术的关键环节，它们决定了纳米材料的性能和应用。
一、纳米材料的制备技术纳米材料的制备技术包括物理法、化学法和生物法等多种方法。
物理法利用物理原理来制备纳米材料，如凝固法、气相法等。
凝固法通过快速凝固来制备纳米材料，其中最常见的方式是溶液凝胶法。
气相法则通过在高温条件下使气体变为固体来制备纳米材料。
化学法则是利用化学反应来制备纳米材料，如溶胶凝胶法和溶剂热法等。
溶胶凝胶法是将溶胶中的成分进行聚集形成凝胶，再通过热处理使凝胶形成纳米材料。
溶剂热法则是将溶剂中溶解的物质通过热分解或沉淀来制备纳米材料。
生物法是利用生物体或生物大分子来合成纳米材料，如生物合成法、基因工程法等。
生物合成法通过细菌、酵母、植物等生物体产生的代谢产物合成纳米材料，基因工程法则是通过基因技术改造生物合成纳米材料。
二、纳米材料的表征技术纳米材料的表征技术是研究纳米材料中结构、形态和物性的关键手段。
常用的纳米材料表征技术包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱等。
透射电子显微镜是一种观察纳米材料内部结构的高分辨率显微镜。
它利用电子束通过样品，可以观察到纳米尺度下的原子排布、晶体结构等信息。
扫描电子显微镜则是用来观察纳米材料表面形貌的显微镜，它通过扫描样品表面的电子束反射信号来形成显微图像。
X射线衍射则是一种用来研究纳米材料晶体结构的方法，通过测量材料对入射X射线进行衍射的角度和强度信息，可以得到材料的晶体结构和晶胞参数等信息。
拉曼光谱是一种分析纳米材料分子振动和晶格振动的方法，通过测量样品在激发光照射下产生的散射光谱，可以获得纳米材料的分子结构和晶格结构等信息。
三、纳米材料的应用纳米材料的独特性质使其在多个领域具有广泛的应用前景。
多种形貌PbF_(2)纳米材料的制备与表征
第49卷第7期2021年4月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.7Apr.2021多种形貌PbF?纳米材料的制备与表征*许可(皖西学院材料与化工学院，安徽六安237012)摘要：采用超声乳液法，以PVP-K30(聚乙烯毗咯烷酮)为软模板，调控其加入量制备了多种形貌的a-PbF?纳米材料。
采用X-射线粉末衍射、透射电镜等对产物的结构和形貌进行了表征。
结果表明，制备的a-PbF?材料具有棒、片、块等形貌。
随着PVP-K30由0逐渐增加到4g,a-PbF?的形貌由一维棒状变为二维的片状、再到三维的块状。
讨论了在微乳液体系中，PVP-K30用量对a-PbF2形貌尺寸的控制机理，并研究了a-PbF2在室温下的荧光性质。
关键词：超声乳液法；PVP-K30；软模板；纳米材料；a-PbF2；荧光中图分类号：0614.24文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)07-0044-03 Preparation and Characterization of Different Morphological PbF2Nanomaterials*XU Ke(College of Materials and Chemical Engineering,West Anhui College,Anhui Lu'an237012,China)Abstract:In a microemulsion system,the different morphological a-PbF2nanomaterials were prepared under a sonochemical condition by tuning the dosages of PVP-K30as the soft templates.The structures and morphologies of the products were characterized by powder X-ray diffraction and transmission electron microscopy.The results showed that the as-prepared a-PbF2materials had the rod,flake and block morphologies.With the dosages of PVP-K30gradually increasing from0to4g,the morphologies of the a-PbF2products changed from the one-dimensional rod to the two-dimensional flake,and then to the three-dimensional block.The mechanism of PVP-K30dosages tuning the morphologies and sizes of a-PbF2in the microemulsion system was discussed,and the photoluminescence properties of the as-prepared a-PbF2products were studied at room temperature.Key words：sono microemulsion method；PVP-K30；soft template；nanomaterial；a-PbF2;photoluminescence氟化铅是氟化物材料的代表之一，近年来，由于氟化铅材料可用作固体电解质、传感器、理想的Cherenkov辐射体、高能粒子显示器和电磁的热量测定的闪烁器等"F而引起了科技工作者的广泛关注。
纳米材料处理步骤详解
纳米材料处理步骤详解纳米材料是指尺寸在纳米级别的物质，具有特殊的物理、化学和生物学性质。
它们在许多领域中都有广泛的应用，如电子学、光学、材料科学和生物医学领域。
然而，纳米材料的处理过程与传统材料不同，需要特定的步骤和措施来确保其特性和质量得到保持和提升。
本文将详细介绍纳米材料的处理步骤。
第一步：纳米材料的制备纳米材料的制备是纳米材料处理的第一步。
通常有两种方法来合成纳米材料：底层制备和顶层制备。
底层制备即从最基础的材料开始，通过物理或化学反应来合成纳米材料。
顶层制备则是通过加工和改性已有的材料来制备纳米材料。
第二步：纳米材料的分散纳米材料通常以团簇的形式存在，需要进行分散处理以获得单个颗粒的纳米材料。
分散处理可以通过物理方法如超声波处理、机械搅拌等，或者化学方法如添加分散剂来实现。
分散处理能够均匀分散纳米颗粒，避免它们的凝聚和团聚，从而提高纳米材料的稳定性和分散度。
第三步：纳米材料的表面修饰纳米材料的表面修饰是为了改善其性能和使用特性。
由于纳米材料的高比表面积和特殊结构，表面修饰能够增加纳米材料与基体的粘附力、稳定性和功能性。
表面修饰可以通过化学改性、表面修饰剂的加入、离子交换等方法来实现。
第四步：纳米材料的分析与表征在纳米材料处理过程中，对纳米材料进行分析和表征是非常重要的。
分析和表征能够提供纳米材料的结构、形貌、尺寸以及物理和化学性质的信息。
常用的纳米材料分析和表征技术包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X 射线衍射（XRD）和核磁共振（NMR）等。
第五步：纳米材料的应用与性能测试纳米材料的处理过程需要与实际应用相结合。
在纳米材料的应用过程中，对其性能进行测试是必要的，以确保纳米材料能够满足特定的需求。
性能测试通常包括物理性能测试、化学性能测试、生物相容性测试和环境适应性测试等。
第六步：纳米材料的储存和保护纳米材料具有较高的反应性和易受污染的特点，需要特殊的储存和保护措施来确保其稳定性和质量。
纳米功能材料的制备与表征
纳米功能材料的制备与表征近年来，纳米技术发展日新月异，纳米材料的制备与应用也得到了广泛的关注。
纳米功能材料的制备与表征是纳米科技中不可缺少的环节，在纳米科技的各个领域中都有着重要的应用。
今天，我们就一起来了解一下纳米功能材料的制备与表征的相关知识。
一、纳米功能材料的制备方法在制备纳米功能材料时，通常需要通过一些特殊的方法来实现纳米级精度。
其中，主要有以下几种方法：1. 物理制备方法物理制备方法是指通过物理手段来制造纳米材料，主要包括机械法、热处理法、蒸发法、溅射法等。
机械法是指通过机械力将材料切割成纳米级别的微粒。
常用的机械制备方法有球磨法、流化床法等。
热处理法是指将材料在高温下进行一系列的热处理，使其形成纳米级别的颗粒。
常用的热处理方法有高温还原法、热分解法等。
蒸发法是指将材料在真空条件下蒸发成薄膜，然后使用一些特殊的手段将其压缩成纳米级别的颗粒。
常用的蒸发法有电子束蒸发法、磁控溅射法等。
溅射法是指将材料放置在真空室中，在电子束或离子束的轰击下，使其形成纳米级别的颗粒。
常用的溅射法有磁控溅射法、光致发光溅射法等。
2. 化学制备方法化学制备方法是指通过化学反应来制备纳米材料，主要包括沉淀法、胶体溶胶法、微乳液法等。
沉淀法是指通过化学反应将材料溶液中的金属离子还原成金属颗粒，形成纳米级别的粒子。
常用的沉淀法有化学沉淀法、共沉淀法等。
胶体溶胶法是指在液相中制备纳米颗粒，主要通过控制反应条件来控制颗粒的大小和形态。
常用的胶体溶胶法有溶胶凝胶法、微乳液法等。
微乳液法是指在反应体系中加入表面活性剂，形成微胶团来控制粒子的大小和形态。
常用的微乳液法有水合胶体微乳液法、反应交替微乳液法等。
二、纳米功能材料的表征方法在研究纳米材料的表征时，常采用一些特殊的方法来观察其物理化学性质和结构特征。
其中，主要采用以下几种方法：1. 电子显微镜电子显微镜是一种用来观察纳米材料的表面形貌和结构的仪器。
主要包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等。
纳米材料的制备技术检测及表征
04 纳米材料的应用前景
能源领域
高效能源存储
纳米材料可用于制造高性能的电池和超级电容器，提高能源存储 的效率和安全性。
燃料催化
纳米材料可作为燃料催化的有效催化剂，提高燃料的燃烧效率并 减少污染物排放。
太阳能利用
纳米材料可用于制造高效的太阳能电池板，将太阳能转化为电能， 提高太阳能的利用率。
环境领域
扫描电子显微镜
扫描电子显微镜（SEM）利用聚焦电 子束扫描样品表面，通过检测样品发 射的信号来观察样品的形貌和结构。
SEM可以观察纳米材料的表面形貌和 微观结构，分辨率较高，能够观察纳 米颗粒的聚集状态和表面粗糙度。
原子力显微镜
原子力显微镜（AFM）利用微悬臂探 针与样品表面的相互作用力来检测样 品的形貌和表面粗糙度。
机械研磨法
通过机械研磨将大块材料 破碎成纳米级颗粒。
化学法
1 2
化学气相沉积法
利用化学反应生成纳米粒子，沉积在基底上。
液相法
通过控制溶液中的反应条件（如温度、压力、浓 度等），制备出纳米材料。
3
电化学法
在电解液中，通过电化学反应制备出纳米材料。
生物法
微生物合成法
利用微生物细胞或酶作为 催化剂，合成具有特定结 构和功能的纳米材料。
纳米材料的制备技术检测及表征
目 录
• 纳米材料制备技术 • 纳米材料检测技术 • 纳米材料表征技术 • 纳米材料的应用前景
01 纳米材料制备技术
物理法
01
02
03
真空蒸发法
在真空条件下，通过加热 蒸发材料，冷凝后形成纳 米粒子。
激光脉冲法
利用激光脉冲能量高、时 间短的特点，使材料瞬间 熔化、汽化，形成纳米粒 子。
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纳米材料的制备以及表征纳米科技作为21世纪的主导科学技术,将会给人类带来一场前所未有的新的工业革命。
纳米科技使我们人类认识和改造物质世界的手段和能力延伸到原子和分子。
纳米材料是目前材料科学研究的一个热点，纳米材料是纳米技术应用的基础。
科学家们正致力于研究对纳米材料的组成、结构、形态、尺寸、排列等的控制，以制备符合各种预期功能的纳米材料。
低维纳米材料因其具有独特的物理化学特性以及在各个同领域的广泛应用而受到国内外许多科研小组的广泛关注.钒氧化物纳米材料因为具有良好的催化性能、传感特性及电子传导特性而成为研究低维纳米材料物理化学现象的理想体系.尤其是对钒氧化合物纳米线、纳米带、纳米管的结构与性能的研究日益深入。
另外，稀土正硼酸盐纳米材料因其独特的发光性能、电磁性能引起了广大科研小组的浓厚兴趣,是低维纳米材料领域研究的一个热点内容。
1。
绪论1.1纳米材料的发展概况早在60年代，东京大学的久保良吾(Kubo）就提出了有名的“Kubo效应”,认为金属超微粒子中的电子数较少，而不遵守Femri统计，并证实当结构单元变得比与其特性有关的临界长度还小时,其特性就会发生相应的变化。
70年代末80年代初，随着干净的超微粒子的制取及研究，“Kubo效应"理论日趋完善，为日后纳米技术理论研究打下了基础.人们对纳米颗粒的结构、形态和特性进行了比较系统的研究,描述金属微粒费密面附近电子能级状态的久保理论日趋完善，并且用量子尺寸效应成功地解释了超微粒子的某些特性[3].最早使用纳米颗粒制备三维块体试样的是德国萨尔兰大学教授H.Gletier,他于1984年用惰性气体蒸发、原位加压法制备了具有清洁表面的纳米晶Pd、cu、Fe等[4],并从理论及性能上全面研究了相关材料的试样，提出了纳米晶材料的概念，成为纳米材料的创始者。
1987年美国Argon实验室sigeel 博士课题组用相同方法制备了纳米陶瓷TIOZ多晶体。
纳米技术在80年代末和90年代初得到了长足发展，并逐步成为一个纳米技术体系。
1990年7月，第一届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩召开，标志着纳米科学技术的正式诞生;正式提出了纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学和纳米机械学的概念。
1994年至今，纳米材料的研究特点在于按人们的意愿设计、组装和创新新的体系,即以纳米颗粒、纳米线和纳米管为基本单元在一维、二维、三维空间组装纳米结构体系.纳米技术己成为获得材料特殊性能的重要途径，此外由于纳米材料电磁性能的改变及比表面积的增加，已成为开发隐形材料、催化剂、磁性材料的重要手段.同时,纳米技术也是未来信息技术希望之所在。
应用纳米技术电路或仅靠单个原子、分子改变位置或开关就能用于储存信息，这样便可以大大提高芯片的集成度，使得万亿次计算机成为可能。
因此，信息技术将是纳米技术的最大受益者之一。
科学家甚至发明了原子开关，使单个氛原子在电脉冲作用下移动而控制电流，构成原子开关.如果使这项技术达到应用阶段,必将引起一次微电子革命.将它应用于计算机芯片，定能低耗和提高运行速度.从纳米技术发展的历史可以看出，它经历了一个由不自觉到自觉，由预测到实际研究，由分散研究到有系统地整体研究的转变，这种转变反映出了纳米技术体系从形成到进一步发展的系统框架。
纳米技术的发现，使我们能够在一个全新的纳米尺寸范围内研究物质,而不必将宏观物质分解成单个原子进行。
但是如何找到改变非常有限原子即能明显改变其性能的方法，目前还不成熟.科技界认为，纳米技术是人类认识和改造世界能力的重大突破，将引发下一场新的技术革命和产业革命。
这场技术革命的广阔性和深入性完全可以与以往几次技术革命相媲美，特别是纳米材料及纳米技术与信息技术的相互推动,以及小型化的扩展趋势，将成为纳米技术产业化的强劲潮流。
正如美国BIM公司首席科学家阿莫斯特朗所说：“正像70年代微电子技术引发了信息革命一样,纳米科学技术将成为下世纪信息时代的核心.美国《时代》周刊曾把纳米技术选定为“今后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技术之一。
简而言之，纳米技术的诞生和发展开辟了人类认识世界的新层次,使人类改造自然的能力直接延伸到原子和分子,探微索隐，入木三分，实现生产方式的质的飞跃，同时也标志着人类的科学技术又进入一个崭新的时代。
著名科学家钱学森也预言：“纳米和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命,从而将是21世纪又一次产业革命”.纳米新科技将成为21世纪科学的前沿和主导科学。
1.2纳米材料的基本物理效应当微粒尺寸为纳米量级（l刊nr~loomn）时,微粒和它们构成的纳米固体具有一些特殊特性。
1.2。
1小尺寸效应当纳米微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,非晶态纳米微粒的表面层附近的原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等方面的物理特征发生改变。
出现光吸收显著增加并产生吸收峰的等离子体共振频移；磁有序态转为无序态；超导相转化为正常相；声子谱发生改变等.例如，当纳米尺度的强磁性颗粒的粒径为单磁畴临界尺寸时，具有很高的矫顽力，可制成磁性信用卡、磁性钥匙、磁性液体等,广泛应用于电声器件、阻尼器件、旋转密封、润滑、选矿等领域。
又如利用等离子共振频率随颗粒尺寸变化的性质，通过改变颗粒尺寸，控制吸收边的位移,制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料,用于电磁屏蔽、隐性武器装备等.1.2。
2表面效应表面效应是指纳米粒子半径发生变化引起表面原子百分比发生变化，从而导致粒子的性质发生变化.纳米微粒尺寸小，表面能高,位于表面的原子占相当大的比例.随着粒径减小,纳米粒子的表面原子数与总原子数之比急剧增大，表面原子数迅速增加。
这是由于粒径小，表面积急剧变大所致。
比表面越大，使处于表面的原子数越来越多，同时表面能迅速增加.由于表面原子数增多，原子配位数不足以及高的表面能,表面具有未饱和键、悬空键的特殊电子结构，使这些表面原子具有高度不饱和性和高的化学反应活性，极不稳定,很容易与其它原子结合。
引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化以及纳米微粒表面原子输运和构型的变化。
超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的，若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径为Zunl)进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，它既不同于一般固体,又不同于液体，是一种准固体.在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了”沸腾”状态，尺寸大于10unl后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。
1。
2。
3宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应，这是由微观粒子的量子波动性引起的。
近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。
早期曾用来解释超细镍微粒在低温继续保持超顺磁性。
量子尺寸效应、隧道效应是未来微电子器件的基础，确定了现有微电子器件进一步微型化的极限。
若使微电子器件进一步细微化时就必须考虑量子效应。
目前研制的量子共振隧道晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
1. 2.4介电限域效应介电限域是纳米微粒分散在异质介质中由于界面引起的体系介电增强的现象，这种介电增强通常称为介电限域，主要来源于微粒表面和内部局域场的增强.当介质的折射率与微粒的折射率相差很大时，产生了折射率边界，这就导致微粒表面和内部的场强比入射场强明显增加，这种局域场的增强称为介电限域.当纳米材料与介质的介电常数值相差较大时，便产生了明显的介电限域效应。
一般来说，过渡族金属氧化物和半导体微粒都可能产生介电限域效应。
纳米微粒的介电限域效应对光吸收、光化学、非线性光学等会有重要的影响。
因此，我们在分析纳米材料光学现象时，不仅要考虑量子尺寸效应,而且要考虑介电限域效应。
上述小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、量子隧道效应及介电限域效应都是纳米微粒与纳米固体的基本特征,它使纳米微粒和纳米固体呈现出许多奇异的物理、化学性质，出现一些反常现象。
如尺寸在10~15nml的Ag微粒电阻突然升高，失去金属的特征，变成了非导体；常规的α—Ti是典型的六角密堆积结构，而几个纳米的α-Ti是面心立方结构;化学上，铂是一种惰性金属,而制成纳米微粒（铂黑）后却成为活性极好的催化剂.2.纳米材料的制备方法纳米材料在各个学科领域的应用都十分广泛，必然会出现更新更好的制备方法,能在结构、组成、排布、尺寸、取向等方面有更大的突破,制备出更适合各领域发展需要并具有更多预期功能的纳米材料.因此纳米材料的制备技术在当前纳米材料的科学研究中占据极其重要的地位。
纳米材料的制备方法很多,分类也各不相同，关键是控制颗粒的大小和获得较窄的粒度分布，所需的设备也尽可能结构简单、易于操作。
制备要求一般要达到表面洁净、粒子的形态和粒径、粒度分布可控，易于收集、有较好的稳定性、产率高等方面。
从理论上讲，任何物质都可以从块体材料通过超微化或从原子、分子凝聚而获得纳米粒子。
纳米材料制备方法很多，按制备体系和形态分为固相法、液相法和气相法，按反应性质又分为物理法、化学法、综合法.不论采取何种方法，根据晶体生长规律，都需要在制备过程中增加成核、抑制或控制生长过程，使产物符合要求，成为所需的纳米材料.纳米微粒结构的分析、物性的研究、应用和开发都须按一定的要求制备出可靠的纳米微粒所以在材料研究中占有重要的地位。
下面简单介绍纳米材料的制备方法。
2.1液相法（1)水热法高温高压下在水溶液中反应，再经分离以后处理得到纳米粒子.通常是在特别的反应器（高压釜）中，采用水作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度），在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备。
其中水作为液态或气态下传递压力的媒介.该方法工艺流程简单，条件温度易控制，适于纳米金属氧化物和金属复合氧化物陶瓷粉体的制备。
(2)沉淀法沉淀法是指包括一种或多种离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂(如oH—,C2O42—等）于一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物、水合氧化物或盐类从溶液中析出,将溶剂和溶液中原有的阳离子洗去，经热解或热脱即得到所需的氧化物粉料。