纳米金属用途简介
纳米材料基础-电学性质
纳米材料的电学性质从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000纳米,1纳米=10埃),即100纳米以下。
因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。
纳米金属材料是20世纪80年代中期研制成功的,后来相继问世的有纳米半导体薄膜、纳米陶瓷、纳米瓷性材料和纳米生物医学材料等。
纳米级结构材料简称为纳米材料(nanomaterial),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,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。
纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子(nano particle)组成。
纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1~100nm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亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。
纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。
其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产(超微粉、镀膜、纳米改性材料等),性能检测技术(化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能)。
本文主要讲述纳米材料的电学性质。
纳米材料的电学性质主要从两个方面讲述:导电性,电荷载流子是电子和阴离子,阳离子,以及电子空穴。
节点性,绝缘体(电介质),在外电场作用下内部电场不为零,正负电荷分布的中心分离,产生点偶极矩,即发生电极化。
纳米金属材料的性能、应用与制备
由于以上特性的存在,使纳米金 属材料成为材料研究的热点,同 时金属及其合金纳米材料在现代 工业、国防和高技术发展中充当 着重要的角色。
三、纳米金属材料的应用
1.钴(Co)高密度磁记录材料 2.吸波材料 3.表面涂层材料 4.高效催化剂 5.导电浆料 6.高性能磁记录材料 7.高效助燃剂 8.高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料 9.Al基纳米复合材料 10.其他应用
注:电子浆料是制造厚膜元件的基础材料,是一种由固体粉末和有机溶剂经过三辊轧制混合
均匀的膏状物(可联想成牙膏、油漆等样子)。 厚膜技术是集电子材料、多层布线技术、表面微组装及平面集成技术于一体的微电子技术。
6.高性能磁记录材料 利用纳米铁粉矫顽力高、饱和磁化强度大、信噪比高和
抗氧化性能好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘 的性能。
液相法特别适合制备组成均匀、纯度高的复合氧化物纳米粉体,但其缺点是 溶液中形成的粒子在干燥过程中,易发生相互团聚,导致分散性差,粒子粒度变 大。应用于液相法制备纳米微粒的设备比较简单,其生成的粒子大小可以通过控
制工艺条件来调整,如溶液浓度、溶液的PH值、反应压力、干燥方式等。
注:分散性:分散性固体粒子的絮凝团或液滴,在水或其他均匀液
铜及其合金纳米粉体用作催化剂效率高,选择性强,可用于二氧化碳和氢 合成甲醇等反应过程中的催化剂。通常的金属催化剂铁、铜、镍,钯、铂等制成 纳米微粒可大大改善催化效果。由于比表面积巨大和高活性,纳米镍粉具有极强 的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。
5.导电浆料
用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料可大大降低成本,此 技术可促进微电子工艺的进一步优化。
注:1GHz=103MHz=106KHz=109Hz
(完整word版)金属纳米材料的应用研究
金属纳米材料的应用与研究【前言】著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”(bottom up) 出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。
他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。
”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。
”[1]1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。
1982年,科学家发明研究纳米的重要工具--扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。
1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。
【摘要】纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。
文章简要地概述了纳米技术,纳米材料的结构和特殊性质以及纳米纳米材料各方面的性能在实际中的应用,并展望了纳米材料的应用前景。
1.纳米科学和技术1.1 纳米科技的定义纳米科技是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新科技,是一门在0.1~ 100 nm尺度空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。
其涵义是人类在纳米尺寸(10-9--10-7m)范围内认识和改造自然,最终目标是通过直接操纵和安排原子、分子而创造特定功能的新物质。
纳米科技是现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生的,是一门基础研究与应用研究紧密联系的新兴科学技术。
其中纳米材料是纳米科技的重要组成部分。
1.2 纳米科技的内容纳米科技主要包含:纳米物理学;纳米电子学;纳米材料学;纳米机械学;纳米生物学;纳米显微学;纳米计量学;纳米制造学……1.3 纳米科技的内涵第一:纳米科技不仅仅是纳米材料的问题。
目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是:在纳米尺度上研究物质的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。
纳米金属在医药领域的应用
纳米金属在医药领域的应用随着现代科技的不断进步,纳米技术被越来越广泛地应用于各个领域,其中医药领域是一个重要的应用方向。
纳米金属是纳米技术中的重要代表之一,其应用已经引起了越来越多的关注和研究。
本文将重点探讨纳米金属在医药领域的应用。
一、纳米金属的定义和特性纳米金属是指直径在1-100纳米的金属颗粒。
与传统的大颗粒相比,纳米金属具有以下的特性:1.表面比大颗粒更大,更容易和周围环境接触,因此更容易产生化学反应。
2.具有更高的比表面积,更容易产生催化反应。
3.纳米颗粒大小与光的波长相当,能够吸收光并发生共振,这些现象使得纳米金属在医药领域具有重要的应用前景。
二、纳米金属在医药领域的应用1.纳米金属在肿瘤治疗中的应用纳米金属具有较高的表面活性,特别是在金属表面修饰其他配体的情况下,能够与细胞产生特定的作用,从而实现对肿瘤的治疗。
例如,纳米金属可以被设计成靶向方式,只针对特定类型的肿瘤细胞,并释放药物或辐射来杀死这些细胞。
这种方式称为纳米靶向治疗,目前在癌症治疗方面研究最为广泛。
2.纳米金属在抗菌药物开发中的应用纳米金属本身具有较强的抗菌性能,特别是银纳米颗粒。
银纳米颗粒具有较高的表面积,可以生成自由基,并对细菌细胞膜的氧化还原能力产生影响,从而实现杀菌的效果。
此外,银纳米颗粒还可以与抗菌药物结合使用,具有协同作用,提高药物的疗效。
3.纳米金属在生物成像中的应用由于纳米金属颗粒对光敏感,光的波长和颜色会由颗粒的大小和形状决定。
因此,纳米金属可以作为生物成像的标志物,在生物体内定位和跟踪分子的位置、数量和分布情况,如在X线成像和磁共振成像中使用纳米金属,可以改善成像质量。
三、纳米金属在医药领域的应用前景随着纳米技术的不断进步和发展,纳米金属在医药领域的应用前景越来越广阔。
其中,纳米靶向治疗和抗菌药物的研究已经由实验室环境发展到临床试验,预计在未来几年内会取得相当的科研成果。
此外,纳米金属在生物成像中的应用也已经成为生物医学领域研究的重要方向之一。
金属纳米材料
金属纳米材料金属纳米材料是一种具有纳米级尺寸特征的金属材料,其在尺寸小于100纳米的范围内具有独特的物理和化学性质。
由于其独特的尺寸效应、量子效应和表面效应,金属纳米材料在材料科学和纳米技术领域具有广泛的应用前景。
本文将对金属纳米材料的特性、制备方法、应用领域等方面进行介绍。
首先,金属纳米材料具有独特的物理和化学性质。
由于其尺寸小于100纳米,金属纳米材料表面积大大增加,使得其表面原子和分子数目大大增加,因而具有更高的表面能和表面活性。
此外,金属纳米材料的电子结构和光学性质也发生了显著改变,表现出与宏观尺寸金属材料迥然不同的特性。
这些独特的性质使得金属纳米材料在催化、传感、生物医学、材料强化等领域具有广泛的应用前景。
其次,金属纳米材料的制备方法多种多样。
目前,常见的制备金属纳米材料的方法包括物理方法(如溅射、气相沉积、球磨法等)和化学方法(如溶胶-凝胶法、化学还原法、微乳液法等)。
这些方法各具特点,可以根据具体需求选择合适的制备方法。
此外,近年来,生物合成法、纳米压印法等新型制备方法也不断涌现,为金属纳米材料的大规模制备提供了新的途径。
最后,金属纳米材料在各个领域都有着重要的应用价值。
在催化领域,金属纳米材料因其高比表面积和丰富的表面活性位点,被广泛应用于催化剂的制备,可用于催化剂的高效制备、废水处理等。
在传感领域,金属纳米材料因其特殊的电子结构和表面增强拉曼散射效应,被应用于生物传感器、化学传感器等领域。
在生物医学领域,金属纳米材料被用于药物传输、肿瘤治疗等。
在材料强化领域,金属纳米材料被应用于提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性能。
综上所述,金属纳米材料具有独特的物理和化学性质,其制备方法多样,应用领域广泛。
随着纳米技术的不断发展,金属纳米材料将在材料科学和纳米技术领域发挥越来越重要的作用。
希望本文的介绍能够为相关领域的研究和应用提供一定的参考价值。
【初中化学】纳米金属用途简介
【初中化学】纳米金属用途简介钴(co)高密度磁记录材料:利用纳米钴粉的高记录密度、高矫顽力(高达119.4ka/M)、高信噪比和良好的抗氧化性等优点,可以大大提高磁带和大容量软硬盘的性能。
磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。
吸波材料:金属纳米粉末对电磁波有特殊的吸收效果。
铁、钴、氧化锌粉末和碳包覆金属粉末可作为军用高性能毫米波隐身材料料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。
铜(Cu)金属和非金属的表面导电涂层处理:纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。
此技术可应用于微电子器件的生产。
高效催化剂:采用铜及其合金纳米粉末作为催化剂,效率高,选择性强。
在二氧化碳和氢气制甲醇的反应过程中,它可用作催化剂。
导电浆料:用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料,可大大降低成本。
此技术可促进微电子工艺的进一步优化。
铁(FE)高性能磁记录材料:利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大(可达1477km2/kg)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。
磁流体:由铁、钴、镍及其合金粉末制成的磁流体具有优异的性能,可广泛应用于密封和减震、医疗器械、声音调节、灯光显示等领域。
吸波材料:金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。
铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。
导磁浆料:利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率特性,可制成导磁浆料,用于精细磁头等结构的粘接。
纳米导向剂:一些纳米颗粒具有磁性,以其为载体制成导向剂,可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部,从而对病理位置进行高浓度的药物治疗,特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。
镍(Ni)磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。
金属纳米团簇
三、金属纳米团簇的生物应用
用于分子或者细胞的特异性 结合或者定位分子或者细胞
金属纳米团簇可以和特定的 蛋白结合加上它具有的荧光 性能,使它能够应用于癌细 胞的定位
多模式成像
医疗用途: 癌细胞放射治疗:金属纳米团簇
可以降低癌细胞的活性,从而使得 放射治疗效果更好;
肿瘤定位:金属团簇和肿瘤细胞 的结合,和其荧光性能让我们有效 定位肿瘤细胞。
提纲
金属纳米团簇简介 金属纳米团簇功能化的方式 金属纳米团簇的生物学应用 总结
一、金属纳米团簇
金属纳米团簇是又几十 个金属的原子形成的团, 通常直径2nm左右。
功能化的纳米团簇有很多 优点:超小尺寸、冷光性、 耐光性和生物相容性。
金属纳米团簇的应用已经 成为一个新的应用热点。
二、金属纳米团簇的功能化
图a表示了金团簇外面的PPH3配体 被SG取代后吸光性和光谱的改变
图b则表明了金团簇外围配体 被新的配体包围从而具有了亲 水性
基于金属纳米团簇的多功能纳米复合材料
图a,b 在石墨烯上封装金 属纳米团簇
图c为二氧化硅内装纳米团 簇
图d为GSH肽链外包围金属 纳米团簇
这样的复合材料往往会 呈现很多的功能
生物偶联
在已经合成的金属纳米团 簇上可以在其表面再吸附 其他的生物分子,例如病 毒等,这样团簇就有了病 毒的性质,病毒上又可以 再依附其他生物分子。
右图金纳米团簇表面吸附 了不同分子团后可以继续 吸附其他分子团
这样使得团簇的功能越来 越大
金属纳米团簇的配体交换
已形成的纳米团簇的外围配体可以 通过一定的方式进行转换,从而改 变金属团簇的功能
硫醇作为表面的配体能大 大增强稳定性
硫醇分子通过共价键牢牢 地和金属原子结合在一起
金纳米材料的应用(一)
金纳米材料是一种具有微观尺度的金属纳米颗粒,其尺寸通常在1到100纳米之间。
这种材料由于其独特的物理和化学性质,在许多领域具有广泛的应用价值。
下面将详细介绍金纳米材料在各个领域的应用。
生物医学应用:金纳米材料在生物医学领域具有广泛的应用,例如用作药物载体。
由于其较大的比表面积和优异的生物相容性,金纳米材料可以有效地将药物载送到靶细胞内,从而提高药物的疗效并减少副作用。
此外,金纳米材料还可用于生物标记和生物成像,例如在癌症治疗中,通过将金纳米材料与抗癌药物结合,可以实现对肿瘤的精准治疗,同时通过生物成像技术可以实时监测治疗效果。
光电子器件应用:金纳米材料在光电子器件中的应用也备受关注。
由于金纳米材料具有表面等离子共振效应,可以有效地增强光学信号,因此被广泛应用于传感器、光学滤波器和太阳能电池等领域。
此外,金纳米材料还可以用于制备纳米光学器件,例如纳米透镜、纳米光栅等,这些器件在纳米尺度下具有优异的光学性能,可以用于微纳光学系统和光子集成电路。
催化剂应用:金纳米材料在催化领域也有着重要的应用。
由于其较大的比表面积和优异的催化性能,金纳米材料可以作为高效的催化剂用于化学反应中。
例如,在有机合成反应中,金纳米材料可以作为氧化、还原和羰基化反应的催化剂,具有高效、选择性和可重复使用的特点。
此外,金纳米材料还可以用于制备新型的催化剂载体,例如将金纳米材料负载在多孔材料上,可以进一步提高催化剂的性能。
纳米生物传感器应用:金纳米材料还可以用于制备纳米生物传感器,用于检测生物分子和细胞。
由于金纳米材料具有优异的电化学性能和生物相容性,可以实现对生物分子的高灵敏、高选择性检测。
例如,通过将金纳米材料与生物分子识别元素结合,可以制备出高灵敏的生物传感器,用于检测蛋白质、DNA、细胞等生物标志物,具有重要的生物医学应用前景。
环境治理应用:金纳米材料在环境治理领域也有着潜在的应用价值。
例如,金纳米材料可以作为吸附剂用于水处理和大气污染治理,通过其优异的吸附性能和催化性能可以有效地去除水中的重金属离子和有机污染物,净化环境。
纳米材料的特点和用途
纳米是一种很小的单位,纳米技术则是一种非常具有市场潜力的新兴科学技术。
关于纳米技术的研究,是很多国家研究的一个重要方向,2011年,欧盟通过了纳米材料的定义,纳米材料,即一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。
这标志着科学史上又一个里程碑。
那么,纳米材料的特点和用途有哪些呢?一、纳米材料的特点当粒子的尺寸减小到纳米量级,将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。
比方说:被广泛研究的II-VI族半导体硫化镉,其吸收带边界和发光光谱的峰的位置会随着晶粒尺寸减小而显著蓝移。
按照这一原理,可以通过控制晶粒尺寸来获得不同能隙的硫化镉,这将大大丰富材料的研究内容和可望获得新的用途。
我们知道物质的种类是有限的,微米和纳米的硫化镉都是由硫和镉元素组成的,但通过控制制备条件,可以获得带隙和发光性质不同的材料。
也就是说,通过纳米技术获得了全新的材料。
纳米颗粒往往具有很大的比表面积,每克这种固体的比表面积能达到几百甚至上千㎡,这使得它们可作为高活性的吸附剂和催化剂,在氢气贮存、有机合成和环境保护等领域有着重要的应用前景。
对纳米体材料,我们可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。
“更轻”是指借助于纳米材料和技术,我们可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件,减小器件的体积,使其更轻盈。
如现在小型化了的计算机。
“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。
“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等),对纳米陶瓷来说,纳米化可望解决陶瓷的脆性问题,并可能表现出与金属等材料类似的塑性。
二、纳米材料的用途纳米材料应用在信息产业、环境产业、能源环保、生物医药等领域,帮助着产品的进步与发展,为人们的社会发展、科研进步、医药发展带去了很好的辅助。
1、纳米磁性材料在实际中应用的纳米材料大多数都是人工制造的。
纳米金的用途
纳米金的用途纳米金是一种具有纳米级尺寸的金纳米颗粒,其尺寸通常在1-100纳米之间。
由于其特殊的尺寸效应和表面效应,纳米金材料在许多领域都有广泛的应用。
以下是纳米金的一些主要用途:1. 生物医学领域:纳米金在生物医学领域有广泛应用,例如在药物传递中扮演载药体的角色,可以有效地将药物输送至靶细胞。
此外,纳米金还可以用于光热疗法,通过激活纳米金在近红外光下的光热转化,使癌细胞受到热损伤。
此外,纳米金还可用于生物传感器和生物成像等方面,提高对组织和细胞的检测和成像能力。
2. 材料科学领域:纳米金具有较大的比表面积和优异的光学特性,可以用作增强材料的传导性和催化活性。
纳米金可以嵌入到陶瓷材料中,提高其热传导性能和机械强度。
此外,纳米金还可以用于制备高性能的传感器材料,例如气体传感器、光学传感器和生物传感器。
3. 环境应用:纳米金在环境科学领域有广泛应用,例如在水处理中,纳米金可以作为催化剂去除有害物质和污染物,例如重金属离子和有机物。
纳米金还可以用于制备高效能源材料,例如太阳能电池和燃料电池,提高能源转换效率。
4. 电子学和信息技术:纳米金可以用于制备高性能的电子器件,例如透明导电膜、有机太阳能电池和柔性电子器件。
纳米金还可以用于制备高密度的电子元件,例如纳米线和纳米颗粒晶体管。
此外,纳米金还可以用于制备纳米光学器件,例如纳米光纤和纳米光栅。
5. 其他应用:纳米金还可以用于制备高性能的涂料材料、抗菌材料和防护材料。
纳米金可以作为涂层的添加剂,提高涂层的硬度和耐磨性。
纳米金还可以用于制备纳米墨水,用于纳米印刷和柔性电子显示器等方面。
综上所述,纳米金具有广泛的应用领域,在生物医学、材料科学、环境科学、电子学和信息技术等方面都具有巨大的潜力。
随着纳米科技的不断发展,纳米金的应用前景也会越来越广阔。
纳米材料种类及应用
纳米材料种类及应用纳米材料是指材料的尺寸在纳米量级的材料,具有特殊的物理、化学以及力学性质。
纳米材料种类繁多,根据材料的组成、结构和性质可以分为无机纳米材料、有机纳米材料和生物纳米材料等。
下面将就一些常见的纳米材料种类及其应用进行介绍。
1. 纳米金属颗粒:金属纳米颗粒具有独特的电子结构和表面物理性质,广泛用于催化、传感、光学、电子学等领域。
例如,纳米银颗粒具有优异的导电和抗菌性能,可应用于导电胶、导电墨水、抗菌涂料等领域。
纳米金颗粒还可以用于纳米电子器件和磁性材料中。
2. 纳米氧化物:氧化物纳米颗粒具有独特的光学和电学性质,广泛应用于催化、能源存储、传感、环境治理等领域。
例如,二氧化钛纳米颗粒具有良好的光催化性能,可用于光催化水分解、废水处理等。
纳米氧化铁颗粒在废水处理、磁性材料等领域也有广泛应用。
3. 纳米碳材料:纳米碳材料包括纳米碳管和石墨烯等。
纳米碳管具有优异的力学、导电和导热性能,可应用于电子器件、储能器件等。
石墨烯则因其出色的导电性、透明性和力学性能,在柔性显示器、锂离子电池、传感器等方面有广泛应用。
4. 纳米复合材料:纳米复合材料由纳米颗粒和基底材料组成,具有较高的强度、硬度和耐磨性。
纳米复合材料被广泛应用于电子器件、汽车制造、建筑材料等领域。
例如,纳米陶瓷材料可用于制作高性能陶瓷刀具、陶瓷齿轮等。
纳米纤维增强复合材料则可用于制作航空航天领域的结构件。
5. 纳米生物材料:纳米生物材料是将纳米材料应用于生物医学领域的一种材料。
例如,纳米药物载体可以用于精准给药,提高药物的生物利用度;纳米生物传感器可用于检测生物标志物,诊断疾病;纳米生物图像剂可用于改善生物影像学性能。
总之,纳米材料具有独特的物理、化学和力学性质,广泛应用于催化、能源、传感、医学、环境等领域。
随着纳米科技的不断发展,纳米材料的应用前景将更加广阔。
纳米多孔金属材料的研究现状及主要制备方法
合金化法是目前生产纳米多孔金属材料的主要制备方法,随 着科技的发展,纳米多孔金属材料的制备方法将更加快捷方 便。
[1] 陆致龙 , 王蓉 , 柯俊 . 原始合金制备方法对 Raney Ni 催 化 剂 结 构 及 加氢活性的影响 [J]. 电子显微学报 ,1997,16(3):302-306.
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通过去合金法制备的纳米多孔材料具有以下特点 :① 孔径小,约 1000 纳米,通过控制合金的比例和合金的反应 时间,可以控制纳米尺寸。②高表面积、脱合金方法是一种 极其复杂的方法。无序的内连通孔结构非常大,在催化领域 具有广阔的应用前景。③高孔隙率合金中各组分的比例普
纳米金属栅格
纳米金属栅格摘要:一、纳米金属栅格简介二、纳米金属栅格的应用领域三、纳米金属栅格的优势与特点四、纳米金属栅格的研发与产业发展五、未来发展趋势与挑战正文:纳米金属栅格是一种基于纳米技术制造的新型材料,具有广泛的应用前景和重要的研究价值。
纳米金属栅格是由金属纳米粒子有序排列形成的二维或三维结构,具有很高的比表面积和优异的物理、化学性能。
接下来,我们将探讨纳米金属栅格的应用领域、优势与特点、研发与产业发展以及未来发展趋势与挑战。
一、纳米金属栅格简介纳米金属栅格是由金属纳米粒子有序排列形成的纳米材料。
制备方法主要有物理沉积、化学气相沉积、电化学沉积等。
纳米金属栅格具有高比表面积、优异的力学、电学、光学性能,因此在许多领域具有广泛的应用潜力。
二、纳米金属栅格的应用领域1.电子器件:纳米金属栅格可用于制造高性能的电子器件,如场效应晶体管、太阳能电池、发光二极管等。
2.传感器:纳米金属栅格的敏感性能使其成为高性能传感器的理想材料,具有快速响应、高灵敏度等特点。
3.催化剂:纳米金属栅格作为催化剂具有较高的活性和稳定性,可用于环境保护、能源转换等领域。
4.生物医学:纳米金属栅格可用于药物输送、生物成像和肿瘤治疗等。
5.电磁屏蔽:纳米金属栅格可用于电磁屏蔽材料,降低电磁辐射对人体的危害。
三、纳米金属栅格的优势与特点1.高比表面积:纳米金属栅格具有较大的比表面积,可提高材料的力学、电学、光学等性能。
2.优异的性能:纳米金属栅格具有较高的硬度、强度、导电性、热稳定性等。
3.良好的可调控性:通过改变制备条件,可调控纳米金属栅格的尺寸、形貌和结构。
4.环保节能:纳米金属栅格可用于替代传统材料,降低资源消耗和环境污染。
四、纳米金属栅格的研发与产业发展我国政府高度重视纳米技术的发展,投入大量资金支持纳米金属栅格等纳米材料的研究。
目前,国内纳米金属栅格产业已取得显著成果,但仍面临技术瓶颈、产业链不完善等问题。
未来,纳米金属栅格产业需要加强技术创新、产学研结合,推动产业化进程。
金属催化剂 (3)
金属催化剂简介金属催化剂是一种广泛应用于化学反应中的重要材料。
金属催化剂能够增加化学反应的速率,并改变反应的路径,从而在有机合成、能源转化等领域发挥重要作用。
近年来,金属催化剂在催化剂设计和应用方面取得了显著的进展,成为化学领域的研究热点。
金属催化剂的分类金属催化剂可根据所使用的金属类型和形态进行分类,常见的金属催化剂包括纳米粒子、合金、表面合金、金属有机框架(MOFs)等。
纳米粒子金属纳米粒子是一种具有纳米尺寸的金属颗粒。
由于其特殊的表面性质和量子效应,金属纳米粒子在催化反应中具有较高的催化活性和选择性。
例如,铂纳米粒子被广泛应用于氢气生成和有机合成反应中。
合金合金催化剂由两种或多种金属元素组成,具有较高的催化活性和选择性。
合金催化剂中的金属之间相互作用,能够改变反应的活性位点和催化剂的表面性质,从而提高反应效率和选择性。
表面合金催化剂是一种将金属表面与其他金属或合金形成的薄层结合的催化剂。
表面合金催化剂具有高度可调控性和诱导性,能够调解反应中的中间体形成和解离步骤,从而提高催化反应的效果。
金属有机框架(MOFs)金属有机框架是由金属离子与有机配体组成的晶态材料。
金属有机框架具有较大的比表面积和孔隙度,能够提供丰富的催化活性位点,并具有优异的催化性能。
金属催化剂的应用金属催化剂广泛应用于有机合成、能源转化和环境保护等领域。
以下是一些常见的金属催化剂应用:有机合成金属催化剂在有机合成中具有重要作用。
例如,钯催化剂被广泛应用于碳碳键形成反应,如Suzuki、Heck和Sonogashira偶联反应等。
铂催化剂被用于氢化反应和不对称合成等方面。
能源转化金属催化剂在能源转化中起到关键作用。
例如,铂催化剂被广泛应用于燃料电池中的氧还原反应。
镍催化剂被用于水裂解反应和CO2还原反应等。
金属催化剂在环境保护中具有重要意义。
例如,钯催化剂在废气处理中能够高效地去除有害气体。
铁催化剂被用于水中有机物的降解。
金属催化剂的发展趋势随着科学技术的不断发展,金属催化剂的设计和应用正在不断改进。
纳米银有哪些特点及主要危害
纳⽶银有哪些特点及主要危害 纳⽶银是将粒径做到纳⽶级的⾦属银单质。
纳⽶银也是有⼀定的特点及主要危害的。
以下是由店铺整理的纳⽶银的内容,希望⼤家喜欢! 纳⽶银的简介 纳⽶银粒径⼤多在25纳⽶左右,对⼤肠杆菌、淋球菌、沙眼⾐原体等数⼗种致病微⽣物都有强烈的抑制和杀灭作⽤,⽽且不会产⽣耐药性。
⽤纳⽶银和精梳棉纤维制成的棉袜,具备很好的抗菌防臭的效果。
纳⽶银的特点 纳⽶银粒⼦由于其良好的导电性,使其在微电⼦领域占有极其重要的地位。
纳⽶银粒⼦的表⾯效应、量⼦尺⼨效应等,使其还具有⼀些特殊的⽤途,如表⾯增强拉曼应⽤、医学应⽤等。
1、纳⽶银是粉末状银单质,粒径⼩于100nm,⼀般在25-50nm之间。
2、纳⽶银的性能与其粒径有直接关系。
研究发现,粒径越⼩,杀菌性能越强。
纳⽶银的应⽤领域 ⾼端银浆(胶) ⽚式元件外电极⽤浆,厚膜集成电路⽤浆,太阳能电池板电极⽤浆,LED芯⽚封装⽤导电银胶,⽤做⾼温烧结型导电银浆和低聚物导电银浆,应⽤于印刷电⼦器件的导电油墨等 导电涂层 滤波器⽤⾼档图层,磁管电容器⽤银图层,低温烧结电糊及介电糊 医疗领域 抗菌类医药及医疗器械,抗菌塑料及橡胶制品,抗菌纺织品及服装鞋袜,抗菌涂料、陶瓷和玻璃,绿⾊抗菌涂料 绿⾊家电及家具产品 家电⽤防静电、杀菌涂层,除臭、抗菌薄膜等 催化材料 ⼄烯氧化反应催化剂,燃料电池⽤负载型银催化剂 新能源 热交换材料,⾼档电⼦元件电极材料 电镀⼯业 ⽤于⾦电铸的银涂敷材料 产品特点 短期内洗涤不影响其功能;具有天然⾊彩,可调配颜⾊,应⽤后不影响染⾊、可完全替代铅系、锡系焊接、长期使⽤纳⽶银抗菌会在⽣物体内形成银沉积会对⽣物,⼈体产⽣不良影响,沉积过多甚⾄会有明显中毒现象、纳⽶银挥发到环境中也会对⽣态有⼀定影响,会杀灭环境中的有益菌体,塑料制品中的纳⽶银析出完之后就不再具有杀菌功能,时间⼀般在三个⽉到半年不等,长期使⽤会对⾝体有害,引起中毒症状,影响⾝体发育。
纳米金属材料
纳米金属材料纳米金属材料是一种具有特殊结构和性能的金属材料,其晶粒尺寸在纳米尺度范围内。
由于其独特的结构和性能,纳米金属材料在材料科学领域引起了广泛的关注和研究。
本文将从纳米金属材料的制备方法、性能特点、应用领域等方面进行介绍。
首先,纳米金属材料的制备方法多种多样,常见的制备方法包括溶剂热法、溶胶凝胶法、机械合金化法等。
其中,溶剂热法是一种常用的制备方法,通过在有机溶剂中加入金属前体,经过热处理得到纳米金属材料。
溶胶凝胶法则是通过金属前体的溶胶凝胶过程,形成纳米尺度的金属颗粒。
机械合金化法则是通过机械手段将金属粉末与其他非金属元素进行混合、合金化,形成纳米金属材料。
其次,纳米金属材料具有许多独特的性能特点。
首先,纳米金属材料具有较大的比表面积和较高的表面能,使其具有优异的催化性能和光学性能。
其次,纳米金属材料具有尺寸效应和量子效应,使其具有优异的力学性能和磁学性能。
此外,纳米金属材料还具有优异的导电性和导热性,使其在电子器件、传感器、催化剂等领域具有广泛的应用前景。
最后,纳米金属材料在许多领域具有广泛的应用。
在材料科学领域,纳米金属材料被广泛应用于催化剂、传感器、电子器件、光学材料等方面。
在能源领域,纳米金属材料被应用于电池、储能材料、太阳能电池等方面。
在生物医药领域,纳米金属材料被应用于药物载体、生物成像、生物传感等方面。
可以说,纳米金属材料在各个领域都具有重要的应用价值。
综上所述,纳米金属材料具有独特的结构和性能,其制备方法多样,具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,相信纳米金属材料必将在各个领域发挥重要作用,为人类社会的发展做出贡献。
纳米金属
纳米金属材料特性及其制备化学与化工学院化学二班张旭20071101149摘要;介绍几种纳米金属材料及其的应用前景,包括纳米金属材料的分类和详细的功能介绍关键词;纳米金属材料金属纳米粒金属纳米粉金属纳米块材纳米铜纳米铝纳米金属材料的特性纳米材料的制备纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为21世纪前20年的主导技术,成为下一次工业革命的核心。
纳米金属材料包括纳米金属粉末,纳米金属粒和纳米金属结构材料。
纳米金属事末的制备始于第二次世界大战,它的迅速发展则是从本世纪60年代开始的。
纳米金属粉末的研究与开发.在科学理论和实际应用方面都有重要意义。
将纳米金属粉末在保持新鲜表面的条件下,压在一起形成块状凝聚固体,构成了纳米金属结构材料.纳米金属结构材料还包括具有l~lOOnm尺寸的傲晶和层状结构的金属材料。
1 纳米金属材料的特性1.1 纳米金属颗粒的特性(1)表面效应纳米粒子尺寸小.使得表面积急剧增大.表面能必然迅速增加,加之表面原子数多带来的原子配位不足,使表面原子的活性增大,所以金属纳米粒子在空气中易自燃.并有吸附和团聚的现象发生。
由于表面效应,纳米金属粒子会发生显著的晶格收缩效应,使晶格常数变小.还会引起纳米粒子表面原子输送和构型的变化.表面电子自旋构象和电子能谱的变化.(2)体积效应一般固体的热运动仅限于晶格振动,固体本身并不运动。
而对于纳米金属粒子,除了晶格振动以外.颗粒整体也振动.结果使纳米金属粒子中的导电比导体中的电子自由行程小.其磁畴比强磁性物质的磁畴小.有时甚至小于磁畴壁.从而呈单磁畴结构。
由于体积效应.导致金属纳米粒子的熔点降低,铝、铟、铅等的超导转变温度升高等。
(3)幻数结构粒径小于2nm的纳米粒子往往被称为原子簇。
当原子簇占有某些原子数目时,显得特别稳定.这个特别数目称为幻数。
原于攘的幻数与相应粒于的对称性、相互作用势有关。
(4)量子足寸教应当粒子尺寸小到可与蒋布洛意波长相比时.粒子中的电子运动在三个方向都受到限制.从而导致电子的能带结构与块状金属截然不同,即产生量子尺寸效应。
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纳米金属用途简介
钴(Co)
高密度磁记录材料:利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高(可达119.4KA/m)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。
磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。
吸波材料:金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。
铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材
料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。
铜(Cu)
金属和非金属的表面导电涂层处理:纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。
此技术可应用于微电子器件的生产。
高效催化剂:铜及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。
导电浆料:用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料,可大大降低成本。
此技术可促进微电子工艺的进一步优化。
铁 (Fe)
高性能磁记录材料:利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大(可达1477km2/kg)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。
磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。
吸波材料:金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。
铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光--红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。
导磁浆料:利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性,可制成导磁浆料,用于精细磁头的粘结结构等。
纳米导向剂:一些纳米颗粒具有磁性,以其为载体制成导向剂,可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部,从而对病理位置进行高浓度的药物治疗,特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。
镍(Ni)
磁流体:用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。
高效催化剂:由于比表面巨大和高活性,纳米镍粉具有极强的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。
高效助燃剂:将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率,改善燃烧的稳定性。
导电浆料:电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等,对微电子器件的小型化起着重要作用。
用镍、铜、铝纳米粉体制成的电子浆料性能优越,有利于线路进一步微细化。
高性能电极材料:用纳米镍粉辅加适当工艺,能制造出具有巨大表面积的电极,可大幅度提高放电效率。
活化烧结添加剂:纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大,所以具有高的能量状态,在较低温度下便有强的烧结能力,是一种有效的烧结添加剂,可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度。
金属和非金属的表面导电涂层处理:由于纳米铝、铜、镍有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。
此技术可应用于微电子器件的生产。
锌(Zn)
高效催化剂:锌及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。