金属纳米晶体的表面与其催化效应
纳米晶体材料的形貌控制和性能优化技术
纳米晶体材料的形貌控制和性能优化技术纳米晶体材料具有与传统材料相比独特的性质和应用潜力，它们在材料科学和工程领域中引起了广泛的关注。
纳米晶体材料的形貌控制和性能优化技术是实现其各种应用的关键，本文将详细探讨这些技术的原理、方法和应用。
形貌控制是指在纳米晶体材料制备过程中调控其形态和结构。
通过合理的形貌控制，可以调节纳米晶体的表面积、孔隙结构、晶体形状等特征，从而调整其物理、化学和力学性能。
常用的形貌控制方法包括溶胶-凝胶法、水热法、电化学沉积法、热分解法等。
这些方法通过调节反应条件、添加表面活性剂、改变溶剂热力学性质等手段，可以实现对纳米晶体形貌的精确控制。
一种常用的形貌控制技术是溶胶-凝胶法。
该方法通过溶胶中的原子或分子自聚合形成胶体粒子，然后通过凝胶反应固化成纳米晶体。
这种方法可以通过调节反应溶液的浓度、pH值、温度等参数，实现纳米晶体形貌的控制。
此外，利用表面活性剂可以在溶液中形成胶体粒子的核心-壳结构，通过调节表面活性剂的类型和浓度，可以调控纳米晶体的形貌。
水热法也是一种常用的形貌控制技术。
该方法利用高温高压水介质中的热力学性质，促使溶液中的原子或分子形成纳米晶体。
水热法具有反应温度低、反应时间短、成本低等优点，适用于制备各种形貌的纳米晶体材料。
通过调节反应温度、压力、溶液成分等参数，可以实现纳米晶体形貌的精确控制。
电化学沉积法是一种利用电化学反应控制纳米晶体形貌的技术。
该方法利用电极电位和电流密度的调节，使溶液中的离子在电极表面沉积形成纳米晶体。
电化学沉积法具有操作简单、形貌可调性强、制备成本低等优点。
通过调节电极材料、电解液成分和电流密度等参数，可以实现对纳米晶体形貌的准确控制。
除了形貌控制，性能优化也是纳米晶体材料研究的关键问题。
纳米晶体材料的性能受其晶格结构、晶界特征和表面性质的影响，因此通过调控纳米晶体的结构和表面特征，可以实现其性能的优化。
一种常用的性能优化技术是控制纳米晶体的尺寸和晶格结构。
纳米材料的界面效应及其性能研究
纳米材料的界面效应及其性能研究随着纳米科技的发展，纳米材料的应用越来越广泛。
然而，与传统材料相比，纳米材料具有更高的表面能和更强的表面反应性，界面效应对其性质和应用产生了重要影响。
因此，研究纳米材料的界面效应是非常重要的。
一、纳米材料的界面效应界面是两个或多个材料之间的交界处，表面是材料与外界或其他介质之间的界面。
对于纳米材料而言，表明与界面之间的比例更大，并且具有更高的表面能和更强的表面反应性，因此界面效应对于纳米材料的性质和应用产生极大的影响。
纳米颗粒之间的界面效应主要表现为以下三种情况：1. 晶界效应晶界是晶粒之间的界面，是晶体材料中的重要界面。
对于纳米晶体，晶界面积占材料总表面积的比例远高于大晶粒材料。
晶界特有的原子排布和局部表面结构使晶界具有非常独特的结构和物性，在纳米晶体的性质和应用研究中起着至关重要的作用。
2. 表面效应表面效应是指由于纳米晶体的表面高比表面积，导致表面原子比体积原子更加活泼，更容易发生化学反应和吸附反应。
表面吸附可使晶体的光学、电学、磁学等性质发生变化，例如经典的量子尺寸效应和磁阻效应。
3. 界面效应界面是两种或多种不同材料之间的交界处。
当纳米材料作为复合材料的组分时，不同材料之间的相互作用就能够产生明显的界面效应，从而影响到整个复合材料的性能。
同时，纳米材料的表面、晶界也是界面，因此也存在所谓的表面界面效应。
二、纳米材料性能的界面效应设计界面效应对于纳米材料的应用和设备设计产生了很大的影响。
通过调控纳米材料的界面效应，可以实现对其性能的各种调控，为纳米材料的应用和设备设计提供了新的思路和方法。
1. 超分子表面修饰超分子表面修饰是利用有机分子与纳米材料表面相互作用的方法，在纳米颗粒表面形成超分子结构，从而改变纳米颗粒的表面性质。
超分子表面修饰可以提高纳米颗粒的分散性，延长其使用寿命，同时也能够调节纳米颗粒的光学、电学、磁学、生物学等性质。
例如，将金纳米颗粒表面修饰为特定的生物分子，可以实现生物传感器的应用，种种多了才发挥出纳米材料的可塑性。
金纳米粒子的紫外吸收峰220-概述说明以及解释
金纳米粒子的紫外吸收峰220-概述说明以及解释1.引言1.1 概述金纳米粒子是一种具有特殊结构和性质的纳米材料，在科学研究和工业应用领域具有广泛的潜力。
金纳米粒子的制备方法多种多样，其中包括化学合成、溶液法、电化学法等。
这些方法可以根据需要控制金纳米粒子的形状、尺寸和表面性质，从而使其具备特定的物理和化学特性。
金纳米粒子的性质和应用也十分丰富和多样化。
由于其尺寸效应和表面效应的特殊性质，在光学、电学、磁学等领域展现出了独特的优势。
金纳米粒子在荧光标记、生物传感、催化剂等领域的应用具有广泛的前景。
此外，金纳米粒子还被广泛用于纳米电子器件、纳米催化反应、纳米医学等领域的研究和开发。
本文主要关注金纳米粒子的紫外吸收峰220的特性和影响因素。
紫外吸收峰220是金纳米粒子的一种光学性质，具体指金纳米粒子在紫外光区域的吸收峰位于波长220纳米附近。
这一特性对于金纳米粒子的表征和应用具有重要意义。
本文通过对金纳米粒子的制备方法、性质和应用的介绍，以及对金纳米粒子紫外吸收峰220的特性和影响因素的探讨，旨在增加对金纳米粒子的理解并推动金纳米粒子在相关领域的研究和应用的进一步发展。
此外，本文还展望了金纳米粒子未来研究的方向，并总结了金纳米粒子的紫外吸收峰220的影响因素，提供了对金纳米粒子研究的有益参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将从以下几个方面进行探讨金纳米粒子的紫外吸收峰220以及相关的性质和应用。
首先，在引言部分，将对金纳米粒子的背景和重要性进行概述，以及文章的目的和结构进行介绍。
接下来，正文部分将着重介绍金纳米粒子的制备方法。
将介绍常见的化学合成、物理法等制备方法，并重点分析不同制备方法对金纳米粒子的粒径、形态和表面性质的影响。
然后，将深入探讨金纳米粒子的性质和应用。
将介绍金纳米粒子的表面等离子共振现象，以及其与电磁波的相互作用机制。
同时，还将探讨金纳米粒子在生物医学、催化和传感等领域的应用。
特别地，将重点关注金纳米粒子的紫外吸收峰220带来的应用前景和潜在的研究方向。
纳米材料的物理性质和应用
纳米材料的物理性质和应用纳米材料指的是具有纳米级尺寸（一纳米等于十亿分之一米）的材料，它们具有独特的物理性质和广泛的应用前景。
本文将探讨纳米材料的物理性质及其在各个领域中的应用。
一、纳米材料的物理性质1. 表面效应纳米材料的比表面积远大于其体积，这使得纳米材料具有显著的表面效应。
例如，纳米颗粒在化学反应中的活性比宏观颗粒高出数倍，这是因为更多的原子或分子位于表面，使其更易于与其他物质接触和反应。
2. 尺寸效应纳米材料的尺寸与宏观材料相比更小，因此纳米材料的电子、光学和磁学性质发生了显著变化。
例如，金属纳米颗粒的表面等离子体共振现象使其具有优异的光学性能，可以应用于传感器、光学器件等领域。
3. 量子尺寸效应当纳米材料的尺寸接近或小于其波长或布洛赫波长时，量子效应开始显现。
例如，纳米晶体在光谱吸收和发射方面表现出离散的能级，这对于光电器件的设计和制造具有重要意义。
4. 界面效应纳米材料中存在着大量的界面和晶界，这些界面对材料的性能有重要影响。
例如，纳米材料的晶界可以增强材料的强度和硬度，提高材料的韧性和塑性。
二、纳米材料的应用1. 催化剂纳米材料由于其高比表面积和特殊物理化学性质，被广泛应用于催化剂领域。
纳米催化剂具有高活性、高选择性和高稳定性等特点，在化学反应和能源转换中发挥着重要作用。
例如，纳米金属颗粒作为催化剂可以提高化学反应的反应速率和产物收率。
2. 电子器件纳米材料在电子器件中具有广泛的应用，如纳米晶体管、纳米传感器和纳米电池等。
纳米晶体管具有高电子迁移率和低功耗特性，对于半导体行业的发展具有重要意义。
纳米传感器可以实现对微小生物分子和环境变化的高灵敏检测。
纳米电池具有高能量密度和长循环寿命等优势，在可穿戴设备和电动汽车等领域具有广阔的应用前景。
3. 医疗领域纳米材料在医疗领域的应用涉及到药物传递、诊断和治疗等方面。
纳米药物传递系统可以将药物精确释放到病变组织或细胞，提高疗效和减少副作用。
纳米材料与技术作业
纳米材料与技术作业1.纳米材料按维度划分，可分为几类？(1) 0维材料quasi-zero dimensional—三维尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。
(2) 1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。
(3) 2维材料—厚度为1 — 100 nm的薄膜。
(4) 体相纳米材料(由纳米材料组装而成)。
(5)纳米孔材料(孔径为纳米级)2. 详细说明纳米材料有那几大特性？这几大特性的特点是什么？为什么纳米材料具有这些特性？(1) 表面效应：我们知道球形颗粒的比表面积是与直径成反比的，故颗粒直径越小，比表面积就会越大，因此，纳米颗粒表面具有超高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧，也正是基于表面活性大的原因，纳米金属颗粒可以看成新一代的高效催化剂，储气材料和低熔点材料；(2) 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变会引起颗粒宏观物理性质的质变。
特殊的光学性质：所有的金属在超微颗粒状态都呈现为玄色。
尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。
由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。
利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。
此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等；特殊的热学性质：固体颗粒在超微细化后其熔点将明显降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为明显；特殊的磁学性质：超微的磁性颗粒可以使鸽子、海豚等生物在微弱的地磁场中辨别方向，利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，可以做成高贮存密度的磁记录磁粉，大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等；利用超顺磁性，可以将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体；特殊的力学性质：由于纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很轻易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性。
(3)宏观量子隧道效应：处于分子、原子与大块的固体颗粒之间的超微纳米颗粒具有量子隧道效应，例如：在知道半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子的波长时，电子就会通过隧道效应溢出器件，使器件无法正常工作。
晶体的五种类型
晶体的五种类型晶体是由原子、分子或离子排列成有序的3D结构所形成的固体物质。
晶体在自然界中广泛存在，并且具有多种不同的类型。
根据晶体的结构和组成，可以将晶体分为五种主要类型，包括离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体和纳米晶体。
离子晶体是由正负电荷的离子所组成的晶体结构。
这种类型的晶体通常具有高熔点和硬度，因为离子之间的强静电作用力将离子结合在一起。
离子晶体还具有良好的电导性和光学性能，因此常用于制备电子元件、光学材料和陶瓷材料。
共价晶体是由共价键连接的原子所组成的晶体结构。
共价键是原子之间通过共享电子形成的一种强力化学键。
共价晶体通常具有较高的硬度和熔点，因为共价键的强度和稳定性。
这种类型的晶体在自然界中广泛存在，如钻石、石英和硅等，也用于制备半导体材料和高分子材料。
金属晶体是由金属原子排列而成的晶体结构。
金属晶体具有良好的导电性和导热性，因为金属原子之间通过“海洋模型”形成了自由移动的电子。
金属晶体还具有良好的韧性和延展性，因此广泛应用于制备各种金属制品和合金材料。
分子晶体是由分子之间的分子间力所连接的晶体结构。
这种类型的晶体通常具有较低的熔点和硬度，因为分子间力较弱，并且易于熔化或分解。
分子晶体在自然界中广泛存在，如冰、石蜡和有机化合物等，也用于制备药品、颜料和香料等。
纳米晶体是由纳米尺度的颗粒所组成的晶体结构。
纳米晶体通常具有特殊的物理化学性质，如量子大小效应、表面效应和量子隧穿效应等。
纳米晶体在材料科学和纳米技术中具有重要的应用价值，如纳米材料、纳米传感器和纳米催化剂等。
总结起来，晶体可以分为离子晶体、共价晶体、金属晶体、分子晶体和纳米晶体五种类型。
每种类型的晶体都具有独特的结构和性质，广泛应用于材料科学、化学工程、电子工程和生物医学等领域。
随着科学技术的不断发展，晶体的研究和应用将会得到进一步的推进和拓展。
金属纳米结构表面等离激元共振现象及其应用前景
金属纳米结构表面等离激元共振现象及其应用前景随着纳米科技的迅猛发展，金属纳米结构表面等离激元共振现象引起了广泛的关注和研究。
等离激元共振是一种特殊的电磁现象，当光波与金属纳米结构表面相互作用时，激发了金属电子与光子之间的相互作用，产生了共振现象。
这一现象不仅在光学、电子学等领域具有深远的影响，还在传感器、光子学和光电子学等领域有着广泛的应用前景。
首先，金属纳米结构表面等离激元共振现象在光学领域具有重要意义。
由于等离激元共振现象的存在，金属纳米结构表面能够实现超聚焦效应，将光波聚焦到远远小于光波波长的尺度，从而实现了超分辨率成像。
这对于光学仪器和设备的性能提升具有重要作用，可以突破传统光学的分辨率限制，为生物学、医学等领域的研究提供了全新的思路和方法。
此外，等离激元共振现象还可以用于光学传感器的设计和制备，用以检测微小分子、生物体或环境污染物，具有高灵敏度和高选择性，可以为环境监测和医学诊断等领域提供准确可靠的检测手段。
其次，金属纳米结构表面等离激元共振现象在电子学领域也具有重要的应用。
金属纳米结构可以通过调控其形状和尺寸来实现等离激元共振的调控，从而实现对电子传输的控制。
这可以用于提高电子器件的性能，例如光电器件、传感器和晶体管等。
此外，等离激元共振现象还可以用于开发新型的光电子器件，如等离激元太阳电池、等离激元激光器等。
这些新型器件具有高效转换、高灵敏度等优点，能够为能源和通信领域带来全新的技术突破。
另外，金属纳米结构表面等离激元共振现象在材料科学领域也具有广阔的应用前景。
等离激元共振可以通过调控金属纳米结构表面的形状、尺寸和组合方式，来实现对光学、电学和磁学性质的调控。
这为设计和制备新型功能材料提供了全新的思路和方法。
例如，可以利用等离激元共振现象来调控纳米颗粒的荧光性能、磁性性能或者催化性能，从而打开了新型材料的设计和应用领域。
总之，金属纳米结构表面等离激元共振现象作为一种重要的电磁现象，在光学、电子学和材料科学等领域具有广泛的应用前景。
电化学催化剂界面结构调控方法和应用
电化学催化剂界面结构调控方法和应用在过去几十年的研究中，电化学催化剂已被广泛应用于许多领域，包括能源转换、电化学合成和环境治理等。
然而，催化剂的催化效能往往受到其特定的界面结构和原子尺度上的结构调控所限制。
因此，寻找一种有效的方法来调控催化剂的界面结构对于提高催化剂的性能至关重要。
本文将介绍几种常见的电化学催化剂界面结构调控方法，并探讨其在实际应用中的潜力。
首先，一种常见的电化学催化剂界面结构调控方法是通过控制催化剂的晶面表面形貌来实现。
晶面表面形貌的调控可以通过改变合成条件、添加表面活性剂、调整溶液的pH值和控制沉积速率等方法来实现。
研究表明，不同的晶面表面形貌具有不同的电子结构和化学活性，因此能够显著影响催化剂的性能。
例如，金属纳米晶体的(111)晶面具有较高的催化活性和稳定性，因此在氧还原反应和氢氧化物的析氧反应中被广泛应用。
其次，催化剂的界面结构还可以通过控制催化剂和载体之间的相互作用来实现调控。
催化剂的载体可以是纳米颗粒、多孔材料或单层材料等。
研究表明，载体可以提供活性位点、增加催化剂的稳定性和改善催化剂的重新活化能力。
此外，通过调整催化剂和载体之间的界面结构，可以实现催化剂的高分散度和高表面积，从而提高催化剂的催化活性和选择性。
例如，一些研究表明，将金属纳米颗粒负载在碳材料或氧化物载体上可以有效地提高催化剂的氧还原反应性能。
另外，电化学催化剂的界面结构还可以通过合金化、掺杂和表面修饰等方法来实现调控。
合金化是将两种或多种不同的金属元素混合在一起，形成新的合金材料。
合金化可以调节催化剂的晶格结构、表面电子结构和原子尺度的相互作用，从而提高催化剂的活性和稳定性。
掺杂是将杂质原子引入催化剂中，以改变催化剂的电子结构和化学活性。
表面修饰是通过在催化剂表面引入功能化基团或修饰剂来改变催化剂的活性中心和表面化学环境。
以上这些方法都可以通过调控催化剂的界面结构来改善催化剂的性能。
最后，催化剂界面结构调控方法的实际应用包括能源转换、电化学合成和环境治理等方面。
纳米结构的表面和界面效应
纳米结构的表面和界面效应纳米技术是当代科技领域的一个热门话题，它涉及到材料科学、物理学、化学等多个学科领域。
在纳米材料中，表面和界面效应是不可忽视的重要因素。
本文将探讨纳米结构的表面和界面效应对材料性质的影响以及相关的应用。
1. 表面效应表面效应指的是纳米材料在表面层与体积层之间的相互作用。
在纳米尺度下，由于表面原子数量相对较少，表面能量和表面活性会显著增加。
这种增强的表面活性使得纳米材料具有较高的表面反应活性，表明纳米材料的表面在化学反应中具有更大的催化活性。
另一方面，表面效应还会影响纳米材料的热力学性质。
根据吸附原位测量结果，纳米材料的表面对气体吸附和分离具有显著的选择性。
这种表面选择性可能是由于表面的化学组成和结构特征导致的。
因此，人们可以利用纳米材料的表面效应来制备高效的催化剂和吸附材料。
2. 界面效应界面效应是指纳米材料中不同相之间的相互作用。
由于纳米材料中的晶界、层错等缺陷较多，界面效应在纳米尺度下会显著影响材料的性质。
例如，在纳米晶体的界面上，晶体结构的缺陷会导致电子传导的阻碍，从而造成电导率的降低。
此外，界面效应还会改变材料的热膨胀系数和力学性能等。
界面效应在纳米材料的合成和加工过程中也起到重要作用。
通过调控界面效应，可以控制纳米材料的晶粒生长速率、形貌和尺寸分布等。
例如，通过添加一定的界面活性剂，可以在纳米颗粒之间形成相互覆盖的层次结构，从而增强材料的力学性能和稳定性。
3. 应用前景纳米结构的表面和界面效应为材料科学和工程领域提供了许多新的研究和应用方向。
例如，在能源领域，通过调控纳米材料的表面和界面效应，可以提高能量转换效率和储能性能。
纳米光催化剂的研究也受到越来越多的关注，其通过表面效应增强了光催化反应的效率。
此外，纳米材料的表面和界面效应还广泛应用于生物医学、环境保护和传感器等领域。
例如，在生物医学领域，纳米颗粒的表面效应可以用于药物传递和生物成像。
在环境保护方面，纳米材料的表面效应可以用于水处理和废气处理等。
纳米材料基本效应
超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结，此时元件的
基片不必采用耐高温的陶瓷材料，甚至可用塑料。
表（界）面效应的主要影响
熔点降低 烧结温度降低 晶化温度降低 表面化学反应活性
催化活性
纳米材料的（不）稳定性 铁磁质的居里温度降低 纳米材料的超塑性和超延展性 介电材料的高介电常数（界面极化）
1 nm，表面原子~99%
粒径越小，表面原子所占 比例越高
表面原子 26/27 表面原子 98/125
教育部顧問室奈米科技人才培育計畫
表面原子的效应
•原子配位(coordination)不足
•高面能
直径小于100nm的微粒之表面效应不可忽略
1 、熔 点 显 著 降 低
与常规粉体材料相比，纳米粒子的表面能高，表面原子数多， 这些表面原子近邻配位不全，活性大，因此，其熔化时所需增 加的内能小得多，这就使得纳米粒子熔点急剧下降。
当 δ大于热能 kBT、磁能、净磁能、静电能、光子能 量或超导态的凝聚能时，必须要考虑量子尺寸效应
量 子 尺 寸 效 应 影 响
1. 导体向绝缘体的转变 2. 吸收光谱的兰移现象 3. 磁矩的大小和颗粒中电子是奇 数还是偶数有关
4. 纳米颗粒的发光现象
二、表（界）面 效 应
球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的 立方成正比，故其比表面积（表面积／体积）与直径成反比。 随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子 所占的百分数将会显著地增加。
电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效
应。
小尺寸效应的主要影响
金属纳米相材料的电阻增大与临界尺寸现象（电子平均自 由程） 超导相向正常相的转变（超导相干长度？） 宽频带强吸收性质（光波波长） 激子增强吸收现象（激子半径） 磁有序态向磁无序态的转变（超顺磁性）（各向异性能） 超导相向正常相的转变（超导相干长度？） 磁性纳米颗粒的高矫顽力（单畴临界尺寸） 吸收光谱的红移现象
不同晶面生长的金属纳米晶体结构与性质分析
不同晶面生长的金属纳米晶体结构与性质分析一、引言金属纳米晶体是指晶体尺寸在1-100纳米之间的材料，具有独特的结构和性质。
由于其表面积-体积比例高，能量特性敏感，装备扩散和催化活性优越，被广泛应用于电子学、能源、催化、生物医学、光学等领域。
本文将从不同晶面生长方法、纳米晶体结构与性质的相互关系两个方面进行讨论。
二、不同晶面生长方法1. 溶液合成法溶液合成法是指通过化学合成的方式在有机或无机溶液中合成纳米晶体。
这种方法具有简单、可控、高效的特点。
其中，不同的溶液和基质、模板等对纳米晶体的形状和晶面起着决定性作用。
例如，在金属盐水溶液中添加有机物质作为还原剂，可以在不同的晶面上合成出具有不同形状的纳米晶体。
2. 气相合成法气相合成法指的是通过控制反应温度、气氛、物种浓度等在气相中制备纳米晶体。
这种方法可以制备出高纯度、高晶化度、高活性的纳米晶体。
在实际应用中，通过调整反应条件可以合成出不同晶面生长的金属纳米晶体，例如，在较高温度下合成出具有100晶面的立方形金属纳米晶体，或在低温下合成出具有111晶面的八面体金属纳米晶体。
三、纳米晶体结构与性质的相互关系1. 结构纳米晶体的结构包括晶体结构、表面结构和缺陷结构。
晶体结构是指晶体的基本组织结构，它决定了纳米晶体的晶格结构和所属的晶系；表面结构是指纳米晶体的表面原子排列结构，它由纳米晶体的晶面和表面缺陷决定；缺陷结构是指纳米晶体晶格中的行进缺陷、混合缺陷、断裂缺陷等。
2. 性质纳米晶体的性质与其结构密切相关。
表面积-体积比例高使纳米晶体具有超级活性，不同表面原子的活性程度也会影响纳米晶体的性质。
以金属纳米晶体为例，具有(100)晶面的金属纳米晶体具有较好的刚性和导电性，而具有高指数晶面(如(111))的金属纳米晶体则具有优越的催化性能和增强荧光性质。
此外，纳米晶体的光学、磁学、电学、化学和生物学特性都与其结构密切相关。
四、结论通过对不同晶面生长方法和纳米晶体结构与性质的相互关系的讨论，可以得出结论：不同晶面生长的金属纳米晶体由于其特殊的结构和性质，将在多个领域展现出广泛的应用前景，同时研究其生长机制和结构性质关系也是当今纳米学研究的热点。
纳米材料的基本效应
纳米材料的四个基本效应转载▼纳米材料由纳米离子组成，纳米离子一般是指尺寸在1-100纳米之间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统也非典型的宏观系统，是一种典型人界观系统，它具有如下四方面效应，并由此派生出传统固体不具有的许多特殊性质。
1、表面效应粒子直径减少到纳米级，不仅引起表面原子数的迅速增加，而且纳米粒子的表面积、表面能都会迅速增加。
这主要是因为处于表面的原子数较多，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同所引起的。
表面原子周围缺少相邻的原子，有许多悬空键，具有不饱和性质，易与其它原子相结合而稳定下来，故具有很大的化学活性，晶体微粒化伴有这种活性表面原子的增多，其表面能大大增加。
2、量子尺寸效应指纳米粒子尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由连续能级变为分立能级的现象。
这一效应可使纳米粒子具有高的光学非线性、特异催化性和光催化性质等。
3、体积效应指纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期的边界条件将破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化。
如光吸收显著增加并产生吸收峰的等粒子共振频移，由磁有序态向磁无序态，超导相向正常相转变等。
4、宏观量子隧道效应宏观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。
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以及电荷等亦具有隧道效应，他们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观的量子隧道效应MQT （Macroscopic Quantum Tunneling）。
这一效应与量子尺寸效应一起，确定了微电子器件进一步微型化的极限，也限定了采用磁带磁盘进行信息储存的最短时间。
以上四种效应是纳米粒子与纳米固体的基本特性，它使纳米粒子和固体呈现许多奇异的物理性质、化学性质，出现一些反常现象，如金属为导体，但纳米金属微粒在低。
化学催化剂的表面修饰
化学催化剂的表面修饰催化是一种加速化学反应速度的方法，催化剂起着至关重要的作用。
在过去的几十年里，研究人员致力于探索如何通过表面修饰来改善催化剂的性能。
化学催化剂的表面修饰可以通过改变催化剂的活性中心、增加催化剂的稳定性和选择性等方式来改善催化反应的效率和产物选择性。
本文将介绍几种常见的化学催化剂表面修饰方法以及其在催化反应中的应用。
一、金属纳米颗粒的表面修饰金属纳米颗粒是一种常见的催化剂，其表面修饰可以通过引入合适的配体、合金化和氧化等方法来实现。
例如，在合成催化剂的过程中，可以通过控制金属纳米颗粒的尺寸和形状来调节催化剂的活性中心。
此外，还可以在金属纳米颗粒的表面修饰上引入合适的配体，通过酸碱性、电荷分布等调控来改变催化活性。
另外，合金化和氧化也是常见的表面修饰手段，可以提高催化剂的稳定性和选择性。
二、有机胶束的表面修饰有机胶束是一种由表面活性剂和水组成的胶状结构。
有机胶束可以在催化反应中作为载体和反应介质，通过表面修饰来改变催化剂的性能。
例如，可以通过在有机胶束的表面修饰上引入功能基团，如羟基、醇基等，来增加催化剂的亲水性和亲油性，从而提高催化反应的效率。
此外，有机胶束还可以通过改变其形状和大小，调控催化剂的活性中心和催化活性。
三、杂化催化剂的表面修饰杂化催化剂是一种由两种或更多种催化剂组成的复合材料。
不同类型的催化剂之间可以通过表面修饰来实现催化反应的协同作用。
例如，将金属纳米颗粒和有机胶束组合在一起，可以通过金属纳米颗粒的催化活性和有机胶束的催化选择性来提高催化剂的整体性能。
此外，通过在杂化催化剂的表面修饰上引入新的功能基团，如酸性或碱性基团，可以调节催化剂的酸碱性，从而提高催化反应的效率和选择性。
综上所述，化学催化剂的表面修饰是改善催化剂性能的重要方法。
金属纳米颗粒、有机胶束和杂化催化剂的表面修饰可以通过引入新的功能基团、调节催化剂的活性中心和改变催化剂的稳定性和选择性等方式来实现。
基于形貌工程的纳米催化剂合成与性能优化
基于形貌工程的纳米催化剂合成与性能优化纳米催化剂作为一种重要的功能材料，在催化反应中发挥着关键的作用。
然而，由于其特殊的结构和化学性质，纳米催化剂的合成和性能优化一直是科学家们的研究热点。
近年来，基于形貌工程的纳米催化剂合成与性能优化成为了一个备受关注的领域。
形貌工程是指通过控制纳米颗粒的形貌和结构来调控其性能。
在纳米催化剂的合成中，形貌工程可以通过不同的方法实现，如溶液法、气相法、模板法等。
这些方法可以控制纳米颗粒的大小、形状、表面结构和晶体结构等参数，从而调节纳米催化剂的催化性能。
以金属纳米颗粒为例，通过形貌工程可以调控其表面积、晶体结构和晶面导向等参数。
研究发现，纳米催化剂的表面积与其催化活性密切相关。
较大的表面积意味着更多的活性位点，从而提高了催化剂的活性。
此外，晶体结构和晶面导向也对催化剂的性能有重要影响。
通过合理地选择晶体结构和晶面导向，可以调节催化剂的表面反应活性和选择性。
除了金属纳米颗粒，其他纳米材料如金属氧化物、金属硫化物等也可以通过形貌工程来优化其催化性能。
例如，通过控制金属氧化物纳米颗粒的形貌和晶体结构，可以提高其催化剂的氧化性能和选择性。
类似地，通过形貌工程可以调控金属硫化物纳米颗粒的催化活性和稳定性，从而提高其催化剂的效果。
在纳米催化剂的性能优化中，形貌工程不仅仅是控制纳米颗粒的形状和结构，还包括对纳米颗粒的表面修饰和载体的选择。
表面修饰可以通过在纳米颗粒表面引入功能基团或修饰层来实现。
这些功能基团或修饰层可以调节纳米催化剂的表面性质，如酸碱性、电子结构和吸附性能等，从而影响催化剂的催化活性和选择性。
载体的选择也对纳米催化剂的性能有重要影响。
合适的载体可以提供良好的分散性和稳定性，从而提高纳米催化剂的催化效果。
形貌工程的纳米催化剂合成与性能优化不仅对催化领域具有重要意义，还对其他领域如能源转换、环境保护等具有广泛应用前景。
例如，在能源领域，形貌工程的纳米催化剂可以用于燃料电池、锂离子电池等电化学能源转换装置中，提高其能量转化效率和循环稳定性。
纳米晶体实验原理及应用
纳米晶体实验原理及应用纳米晶体是具有纳米尺寸（一般指直径小于100纳米）的晶体材料，由于其特殊的尺寸效应和表面效应，呈现出与传统晶体材料不同的独特性质和应用潜力。
纳米晶体的实验原理主要是通过控制合成方法和条件，使晶体材料在纳米尺寸范围内形成，例如溶剂热法、凝胶法、气相沉积等。
这些方法的基本原理是在适当的条件下，通过控制物质的浓度、温度、压力等参数，使原子或分子形成集团，并逐渐生长为晶体，但不超过纳米尺寸。
纳米晶体的应用非常广泛。
首先，纳米晶体在电子学领域具有重要应用。
由于纳米晶体的尺寸效应和表面效应，电子在纳米晶体中的载流子扩散路径和界面反射都会发生变化。
这些特性可以利用于制备纳米晶体电子器件，例如纳米晶体薄膜晶体管、纳米晶体LED等，以提高电子器件的性能和效率。
其次，纳米晶体在材料科学领域具有广泛应用。
由于纳米晶体的高比表面积和巨大的晶界体积，纳米晶体材料具有较大的化学反应活性和较好的催化性能。
因此，纳米晶体常被应用于催化剂、吸附剂、电化学电极等领域，例如金属纳米颗粒催化剂可用于催化氧化、还原和氢化等反应。
此外，纳米晶体还在光学、光催化、传感器、生物医学等领域展示出良好的应用潜力。
纳米晶体的尺寸效应可以调控其吸收和发射光谱的特性，因此在光学器件中具有重要的应用，如纳米晶体荧光材料、纳米晶体激光器等。
同时，纳米晶体还可以用于光催化材料，通过吸收能量产生活性氧和自由基，用于降解有机污染物和杀灭细菌。
纳米晶体还可以用作传感器的敏感材料，通过检测光、电、磁等信号的变化来实现对目标物质的检测和监测。
在生物医学领域，纳米晶体材料可以用于药物传递、诊断和治疗，如纳米晶体药物载体、纳米晶体造影剂等。
综上所述，纳米晶体在科学研究和工业应用上具有巨大的潜力。
随着纳米科技的不断发展和进步，纳米晶体必将在更多领域发挥重要作用，并带来更多创新和改变。
纳米颗粒催化反应原理
纳米颗粒催化反应原理近年来，纳米颗粒催化剂在化学反应中展现了广阔的应用前景。
纳米颗粒催化剂具有高比表面积和特殊的表面活性，能够提供更多的反应活性位点，从而提高催化反应的效率和选择性。
本文将深入探讨纳米颗粒催化反应原理，并分析其优势和应用前景。
纳米颗粒是一种尺寸在1到100纳米之间的微观颗粒。
与大尺寸颗粒相比，纳米颗粒具有巨大的比表面积，这使得催化剂能够展现出更高的反应活性。
纳米颗粒催化反应的原理主要包括两个方面：表面效应和尺寸效应。
首先，纳米颗粒催化剂的高比表面积使得反应物可以更充分地与催化剂表面接触，从而提高反应的速率。
在传统催化剂中，活性位点仅分布在颗粒的表面层，而纳米颗粒催化剂可以提供更多的活性位点。
这些活性位点能够吸附反应物，降低反应的活化能，加速反应物的转化速度。
比如，在催化剂颗粒的表面上，可以出现更多的活性位点，从而提高催化剂的反应活性。
其次，纳米颗粒具有尺寸效应，也就是颗粒尺寸对催化活性和选择性的影响。
尺寸效应源于纳米颗粒中的原子间距和晶体结构的改变。
较小的颗粒尺寸会导致更高的曲率和缺陷密度，进一步影响了催化剂的功函数和表面能。
相同组成的纳米颗粒可能与大尺寸颗粒具有不同的晶体结构，这也会影响催化反应的活性和选择性。
因此，纳米颗粒催化剂的尺寸可以调控反应的活性和选择性。
纳米颗粒催化剂的原理也与局域表面等离子体共振（LSPR）效应密切相关。
局域表面等离子体共振是指当金属纳米颗粒遇到电磁波时，金属表面的自由电子发生共振激发。
这种激发会导致能量的局域集中和电场的增强效应。
利用局域表面等离子体共振效应，纳米颗粒催化剂可以实现高效的光催化反应，例如光催化水分解产生氢气。
纳米颗粒催化剂的应用前景十分广泛。
首先，纳米颗粒催化剂可以应用于各种催化反应中，例如氧化反应、还原反应、酰胺合成等。
由于其高比表面积和调控的特性，纳米颗粒催化剂可以提高反应的速率和选择性，减少反应副产物的生成。
其次，纳米颗粒催化剂还可以用于环境修复和能源转化领域。
金纳米晶体
金属纳米颗粒是尺寸在1-100纳米的金属原子聚集体，比光的波长还小。
因其尺寸小，会产生量子限域效应，增加或减少金属原子数目会造成其结构、电子和光学性质的显著改变。
因此，与宏观金属材料不同，金属纳米颗粒的尺寸、形貌以及元素分布决定其力学行为、表面吸附、运输、催化活性和光电性质。
比如金纳米颗粒常用于标记生物分子，一方面，形状影响金纳米颗粒的生物分布（图1）；另一方面，不同大小形状的金纳米粒子会显现出不同的颜色（图2）。
如果想要得到红色的金纳米颗粒，就需要在合成过程中严格控制颗粒的长宽比，否则就很有可能会得到蓝色的颗粒，同时还需要注意不要生成空心的颗粒。
又譬如近年来，传统被认为化学“惰”性的金在纳米尺度表现出特殊的催化性能，其尺寸和形貌是决定催化性能的关键因素。
浅谈纳米晶体
浅谈纳米晶体 The manuscript was revised on the evening of 2021浅谈纳米晶体材料张婉滢东吴商学院国际经济与贸易摘要：纳米晶体材料具有许多优异的性能，诸如扩散和结烧、力学、陶瓷和金属间化合物的延展性、电学、热膨胀、光学、磁学、催化和腐蚀行为等，均优于常规多晶材料。
近年来，不少国内外研究者对纳米晶体材料进行了深入的研究。
本文主要以纳米晶体材料的分类展开，具体介绍不同分类中的代表，最后分析纳米晶体材料在生物、国防等不同领域的应用以及发展前景。
关键词：纳米晶体材料分类制备性质应用研究展望一、引言纳米晶体材料是指由极细晶粒组成，特征维度尺寸在纳米量级（1~100nm）的固态材料。
由于极细的晶粒，以及大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等，纳米晶体材料与同组成的微米晶体材料相比，具有高强度、良好的塑性变形能力、高比热等优良的性能，特别是纳米晶体表现出的超塑性行为使得陶瓷材料增韧和改善金属材料的强韧综合性能提供了可能性，由此它们被广泛用于医学、国防和现金纳米陶瓷等领域。
所以，纳米晶体材料被誉为“21世纪的新材料”。
随着现代技术的高速发展，它的用途将会变得越来越广泛，也因此变成目前国内外研究新功能材料的热点。
现如今已有许多技术被用来制备纳米晶体材料，如X-射线衍射分析、扫描隧道电子显微镜（STM）、透射电子显微术（TEM）、场离子显微术、电子探针等技术。
二、分类纳米晶体材料包括晶体、赝晶体、无定性金属、陶瓷和化合物，根据不同的结构, 纳米微晶材料可分为 4 类：（1）零维纳米晶体，即纳米尺寸超维粒子，如图①所示，例：团簇、人造原子、纳米微粒；（2）一维纳米晶体，即在一维方向上晶粒尺寸在纳米量级，如纳米厚度的薄膜或层片结构，如图②所示，例：纳米线、、纳米棒、；（3）二维纳米晶体，及在二维方向上晶粒尺寸在纳米量级，如直径在纳米量级的线状结构，如图③，例：纳米带、超、多层膜；（4）三维纳米晶体，指晶粒在三维方向上均为纳米尺寸，如图④，一般所说的纳米晶体材料即为三维纳米晶体材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属纳米晶体的表面与其催化效应沈正阳(浙大材料系1104 3110103281)摘要：概括纳米材料的表面与界面特性，从金属纳米晶体表面活性与结构介绍其的催化性能，简要概述金属纳米晶体形状与晶面的关系以及金属纳米晶体的成核与生长。
关键词：纳米金属；表面活性；催化；高指数晶面1.纳米材料的表面与界面纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。
由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其他原子结合。
强烈的表面效应，使超微粒子具有高度的活性。
如将刚制成的金属超微粒子暴露在大气中，瞬时就会氧化，若在非超高真空环境，则不断吸附气体并发生反应。
[1]纳米晶体是至少有一个维度介于1到100纳米之间的晶体。
纳米材料主要由晶粒和晶粒界面2部分组成，二者对纳米材料的性能有重要影响。
纳米材料微观结构与传统晶体结构基本一致，但因每个晶粒仅包含着有限个晶胞，晶格点阵必然会发生一定程度的弹性畸变，其内部同样会存在各种缺陷，如点缺陷、位错、孪晶界等。
纳米金属粒子的形状、粒径、颗粒间界、晶面间界、杂质原子、结构缺陷等是影响其催化性能的重要因素。
纳米材料中，晶界原子质量分数达15%~50%，晶界上的原子排列极为复杂，尤其三相或更多相交叉区，原子几乎是自由的、孤立的，其量子力学状态和原子、电子结构已非传统固体物理、晶体理论所能解释。
金属纳米晶体研究中，发现面心立方结构纳米金属如 Al、Ni、Cu 和密排六方结构Co都存在孪晶和层错缺陷，Cu纳米金属中存在晶界滑移。
2.金属纳米晶体的催化性能近年来，关于纳米微粒催化剂的大量研究表明，纳米粒子作为催化剂，表现出非常高的催化活性和选择性。
这是因为纳米微粒尺寸小，位于表面的原子或分子所占的比例非常大，并随纳米粒子尺寸的减小而急剧增大，同时微粒的比表面积及表面结合能迅速增大。
纳米颗粒表面原子数的增加、原子配位的不足必然导致了纳米结构表面存在许多缺陷。
从化学角度看，表面原子所处的键合状态或键合环境与内部原子有很大的差异，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，以致纳米材料具有极高的表面活性和催化性能。
同时，就纳米粒子的表面形态而言，随着粒径的减小，表面光滑程度降低，形成了凸凹不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面，从而提高了催化剂的有效利用率。
[2] 在催化反应方面，吸附是催化反应必经的阶段，包括物理吸附和化学吸附。
催化剂首先吸附1种或多种反应物分子，再使其在催化剂表面发生化学反应。
而纳米金属具有很大的表面，这些表面原子配位不饱和度较高，具有比常规材料更多的吸附能力。
从利于催化反应和吸附热的角度说，中等强度的吸附(中等吸附热)对催化最有利，因为太弱的吸附使反应分子改变很少，不易于分子活化和参与反应，而吸附太强，会生成稳定的中间化合物覆盖于催化剂表面而阻止反应进行。
多相催化反应是表面反应，催化剂作用的关键是其表面原子和反应分子之间的相互作用。
传统的金属催化剂中金属纳米粒子的分散度和表面原子结构很难得到控制，导致其活性位不均一，进而影响催化剂的催化性能。
随着纳米材料合成技术的发展，通过形状控制生长，人们可以成功制备以特定晶面为裸露晶面、尺寸均匀、形状单一的金属纳米晶体，如由{100}晶面包围形成的立方体形状，由{111}晶面包围形成的四面体形状等。
与传统的金属催化剂相比，这些具有特定裸露晶面的金属纳米晶体具有单一的表面原子排列结构，因而活性位更均一，以它们作为多相加氢催化剂，极有可能提高催化反应的活性和选择性。
[3]2.1金属纳米晶体表面的原子排列晶体中通过空间点阵任意三点的平面称为晶面，用密勒指数(hkl)表示。
绝大部分的金属属于面心立方(fcc)晶格，各晶面在球极坐标立体投影的单位三角形如图1.1所示。
三个顶点分别代表(111)，(100)，(110)晶面，它们被称为基础晶面(或者低指数晶面)；其它晶面则被称为高指数晶面h，k，l最少有一个大于l)，它们位于三角形的三条边([001]，[110]和[011]三条晶带)和三角形内部。
位于三角形的三条边上的晶面也被称为阶梯晶面。
Pt单晶的基础晶面和一些典型高指数晶面的原子排列模型如图1.2所示：(111)和(100)晶面最平整，原子排列紧密，表面没有台阶原子；其它晶面的结构较开放，都含有台阶或扭结原子。
这些晶面上的原子配位数存在很大差异：(111)晶面上的原子配位数为9；(100)晶面为8；(110)，(331)和(511)晶面上台阶原子的配位数均为7；(310)晶面上台阶原子配位数最少，仅为6。
配位数越少的原子，越倾向于结合其它物质，化学活性越高。
[3]2.2 高指数晶面的催化活性各晶面的表面能顺序为：高指数晶面>>{110}>>{100}>{111}，因此所制备的金属纳米粒子大多为表面能较低的{111}和夏100}晶面围成的形状。
如果在晶体生长过程中加入某些添加剂(表面活性剂或聚合物等)，使其对某些晶面产生择优吸附，则可以改变表面能顺序，从而实现纳米晶体的形状控制合成。
与(100)(111)基础晶面相比，高指数晶面含有高密度的台阶原子及扭结位原子，这些原子的配位数(CN=6，7)较少，化学活性高，很容易与反应物分子相互作用，打断化学键，成为催化活性中心。
因此，高指数晶面的反应活性普遍高于低指数晶面。
如对于庚烷芳香化合成甲苯，Pt(775)的催化活性比Pt(111)晶面高20倍；Pt(10，8，7)，Pt(755)晶面上异T烷氢解的速度是Pt(l00)和Pt(111)的4倍。
虽然高指数单晶表面具有很高的催化活性和稳定性，但是金属单晶价格昂贵，比表面积很小，不可能作为实际催化剂。
因此制备高指数晶面结构的金属纳米粒子是显著提高其催化活性和稳定性的关键。
事实上，传统催化剂中的金属纳米粒子本身就存在类似于高指数晶面上的台阶或扭结原子，这些原子处于纳米粒子的棱角和表面缺陷等位置，其配位数也很少，通常成为催化活性中心。
但绝大部分的表面原子依旧为(111)(100)表面位，这些原子的配位较饱和，催化活性较低。
显然通过形状控制合成，制备由高指数晶面围成的纳米粒子是提高催化活性的有效途径。
此外，通过覆盖和暴露不同的原子表面，可以选择性的增强对于催化不同物质的敏感程度。
例如，Pt可以选择性地催化不同类型的化学反应，{100}和{210}面分别是对于H 2和CO的催化最活跃的反应面。
当然，在这个方面，所暴露的表面与纳米晶体的形状有强烈的相关性。
[3]3.晶体形状与生长纳米晶体的形状与晶面有着密切的关系，对于fcc金属，由基础晶面围成的多面体形状比较简单，{111}晶面围成正八面体，{100}晶面围成立方体，{110)晶面围成菱形十二面体。
由高指数晶面围成的多面体形状比较复杂，在立体几何学上归属于Catalan固体，或Archimedean对偶体。
另外，同一晶面依据对称性可以围成不同形状的多面体，如{111}晶面，按oh点群围成八面体；若按Td点群，则围成四面体。
除此之外，有时一个晶体的棱或者角会被另外一种晶面截取，形成截角形状。
晶体的形成过程可分为两个步骤，即成核和生长。
当溶液的饱和度超过一个临界值(即临界过饱和度)时，便会形成晶核：当晶核的尺寸大于临界尺寸时，其吉布斯自由能的变化值超过表面能，晶核便逐渐长大形成晶体。
晶体外形主要受晶体生长的热力学、动力学以及颗粒的团聚程度等影响。
各晶面的表面能顺序为：高指数晶面>>{110}>>{100}>{111}，因此所制备的金属纳米粒子大多为表面能较低的{111}和{100}晶面围成的形状。
如果在晶体生长过程中加入某些添加剂(表面活性剂或聚合物等)，使其对某些晶面产生择优吸附，则可以改变表面能顺序，从而实现纳米晶体的形状控制合成。
溶液相化学还原法是制备金属纳米粒子最常用的一种方法。
它一般是在金属盐溶液中加入还原剂，使金属离子还原生成金属纳米粒子。
为了实现形状控制，溶液中通常要加入适当的表面活性剂或者其它添加剂，通过晶面择优吸附或者选择性地刻蚀晶面，调控各晶面相对生长速度，同时防止金属纳米粒子的团聚。
常用的添加剂有PVP、CTAB)、SDS、TTAB以及一些具有刻蚀作用的无机物如Fe3+、O2、Cl-、Br-等。
通过改变金属前驱体和添加剂的浓度和相对比例以及金属离子还原速度，就可实现对金属纳米粒子的形状和表面结构的控制。
[2]如图1.3所示就是Au纳米晶体在PVP修饰剂下的生长。
[4]4.总结纳米材料因具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，表现出不同于常规材料的催化特性。
相对于普通金属催化剂，纳米级(1~100nm)金属粒子作为催化剂有更大的表面活性，能一定程度提高反应效率，控制反应速度，优化反应路径。
近年来，关于纳米微粒催化剂的大量研究表明，纳米粒子作为催化剂，表现出非常高的催化活性和选择性。
这是因为纳米粒子尺寸小，表面原子所占的百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使它具备了作为催化剂的基本条件。
同时，就纳米粒子的表面形态而言，随着粒径的减小，表面光滑程度降低，形成了凸凹不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面，从而提高了催化剂的有效利用率。
[2]此外，在其他应用方面，纳米晶体的电子约束提供了大多数有效的手段来操纵电子、光学、和磁性固体材料。
这一概念解释了为什么纳米晶体已经成为发现和研究量子尺寸效应的主要来源，包括量子化的激发，库仑封锁，金属绝缘体过渡，和超顺磁性。
其中，金属纳米晶体已应用于许多范围，包括电子产品，摄影，和信息存储等等。
而对于金属光子学、传感、成像和医学等领域的新的应用，也在不断发展。
但是，值得注意的是，大部分的这些应用对于纳米晶体形貌以及表面与界面都有着不同的需求。
[4]参考文献[1]材料表面与界面. 浙江大学材料与工程学系[2]李茸，刘祥萱，王煊军. 纳米金属催化机理. 化学推进剂与高分子材料，2007[3]田娜. 高指数晶面结构Pt_Pd纳米催化剂的电化学制备与性能. 厦门大学博士学位论文，2007[4]Younan Xia，Yujie Xiong， Byungkwon Lim， and Sara E. Skrabalak. Shape-Controlled Synthesis of Metal Nanocrystals：Simple Chemistry Meets Complex Physics?，2009。