纳米材料研究综述
纳米材料的制备技术综述
纳米材料的制备技术综述纳米材料的制备技术，听上去是不是有点高大上？其实也没那么神秘，咱们聊聊就能搞懂。
说实话，纳米这个词说得多了，很多人可能还不太明白，啥叫“纳米”？其实就是非常非常小的东西，咱们说得简单点，就是比我们眼睛能看到的还要小得多得多的小东西。
要是你拿个针尖放大个几百倍，可能就能看到这些纳米级的玩意儿。
为什么大家对这些小东西这么感兴趣呢？因为它们能做的事儿太牛了！从医学到能源，从环境保护到电子产品，几乎无所不能。
不过，要把这些纳米材料做出来，可不是随便乱搞的事儿，它需要技术、需要工艺，得讲究“心思”。
现在就让咱们来聊聊这些技术。
想要制备纳米材料，最常见的办法之一就是化学气相沉积（CVD）。
这个名字听起来挺吓人，其实不难懂，就是把一些气体材料，通过加热、反应等方式，沉积到一个表面上，最后变成纳米级的薄膜、颗粒什么的。
说白了，就是通过“气体变成固体”这件事儿，把小小的东西固定下来。
要是你还记得小时候吹过的泡泡，那泡泡里的水蒸气凝结成液滴差不多，CVD的原理就有点像这个。
只不过它可不是吹泡泡那么简单，而是需要高温、特殊的气氛、精准的控制，才能让这些纳米材料顺利“成型”。
是不是有点神奇？再来说说溶胶凝胶法，这也是一种特别有意思的技术。
其实它的名字就告诉你大概是怎么回事：先把一些材料溶解在液体里，形成溶胶，然后通过化学反应把它们凝结成固体，也就是纳米材料。
这个方法简单来说就像做菜一样，先把材料“泡”在液体中，激活它们，让它们变得“活跃”，然后等到合适的时机，它们就会自己变成纳米颗粒，接着凝聚成你想要的形态。
你要是做过豆腐脑，就知道这个道理。
豆腐脑一开始也是液体，经过“老母鸡”和大豆的“配合”，慢慢变成了一个个嫩滑的块状物。
这种方法不需要特别复杂的设备，也能做到高质量的纳米材料，所以很多研究者都喜欢用它。
再说说球磨法，简单说就是用机械力把大颗粒的材料磨成小颗粒。
你可以想象一台超级强力的“搅拌机”，把大块的材料放进去，几千转的高速旋转让它们变得越来越小，最后变成纳米级别的颗粒。
材料科学领域纳米材料设计方法综述
材料科学领域纳米材料设计方法综述引言：随着纳米科学与技术的迅猛发展，纳米材料引起了广泛关注，并在各个领域展现出巨大的潜力。
纳米材料具有特殊的物理、化学和生物学性质，以及较大的比表面积和界面效应等独特特性。
纳米材料的设计方法和制备技术对于开发新型材料、提高材料性能和创新功能材料具有重要意义。
在材料科学领域，纳米材料的设计方法一直是研究热点之一。
本文将对目前纳米材料设计方法进行综述，包括理论模拟计算方法、实验设计方法以及混合方法等。
一、理论模拟计算方法1. 密度泛函理论（DFT）密度泛函理论是纳米材料设计中经常采用的一种计算方法。
它基于量子力学原理，通过求解Schrödinger方程获得材料的电子结构和物理性质。
DFT可以预测纳米材料的能带结构、原子和分子间的相互作用等重要性质，并能够通过模拟计算进行材料的优化和组装。
然而，DFT也存在一些局限性，如计算复杂度较高，对于大尺寸纳米材料的计算非常困难。
2. 分子动力学模拟（MD）分子动力学模拟是一种基于经典力学原理的计算方法，适用于研究纳米材料的结构和动力学行为。
通过分子间的相互作用力和运动方程，可以模拟出纳米材料的力学性质、热力学性质等。
分子动力学模拟可以预测纳米材料的形貌，优化材料的构型，研究材料的力学响应等。
然而，分子动力学模拟也存在一些局限性，如模拟的时间尺度和空间尺度有限。
二、实验设计方法1. Top-down方法Top-down方法是一种将大尺寸的材料通过加工和刻蚀等方法逐渐减小至纳米尺寸的方法。
例如，通过光刻和电子束曝光等技术，可以在大面积的材料上制备出纳米图案。
Top-down方法适用于制备尺寸较大的纳米材料，具有操作简单、可扩展性强的优点。
但是，这种方法对原料材料的选择和加工工艺的控制要求较高。
2. Bottom-up方法Bottom-up方法是指通过分子自组装和化学合成等方法逐步构建起纳米尺寸的材料。
通过控制反应条件和材料的自组装过程，可以精确调控纳米材料的形貌和结构。
纳米材料阻燃性能及应用前景研究进展
纳米材料阻燃性能及应用前景研究进展引言纳米材料是一种具有尺寸在纳米量级（1-100纳米）的特殊材料，相比传统材料，具有独特的物理、化学和电子性质。
纳米材料具有较大的比表面积、比表面活性和较小的尺寸效应等特点，使其在许多领域具有广泛的应用潜力。
其中一个应用领域是阻燃材料。
随着纳米材料在阻燃领域的研究日益深入，人们对纳米材料阻燃性能及其应用前景产生了浓厚的兴趣。
本文将对纳米材料阻燃性能及应用前景的研究进展进行综述。
一、纳米材料阻燃性能纳米材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，使其具有优异的阻燃性能。
研究表明，纳米材料可以通过以下几个方面来提高材料的阻燃性能：1. 溶胶-凝胶法制备纳米材料溶胶-凝胶法是一种常用的纳米材料制备方法，通过控制溶胶和凝胶的反应条件，可以调控纳米材料的结构和性能。
例如，采用溶胶-凝胶法合成无机氧化物纳米材料，可以提高阻燃材料的热稳定性和耐燃性。
2. 纳米粒子的表面修饰纳米粒子的表面修饰可以增强材料的阻燃性能。
通过改变纳米粒子的表面性质，可以增强材料的炭化特性、抑制热解和延缓燃烧速率。
近年来，研究人员通过将聚合物包覆在纳米粒子表面或利用金属氧化物修饰纳米粒子表面等方法，成功提高了材料的阻燃性能。
3. 纳米复合材料的构筑纳米复合材料是指将纳米材料与基体材料进行复合得到的材料。
通过在基体材料中引入纳米材料，可以提高材料的热稳定性、抗烧蚀性和抑制烟雾生成能力。
研究发现，纳米复合材料具有更好的阻燃性能和热分解特性，具有广阔的应用前景。
二、纳米材料阻燃应用前景纳米材料具有出色的阻燃性能，可以在多个领域应用，拥有广阔的前景。
以下是几个纳米材料在阻燃领域的应用前景：1. 电子设备随着电子设备的普及，电子设备的火灾事故也时有发生。
纳米材料作为阻燃新材料，可以有效提高电子设备的安全性能，降低火灾事故的风险。
2. 轻量化材料纳米材料具有轻质、高强度和良好的抗热性能，可以用于制造轻量化材料，如汽车和飞机等。
纳米材料综述功能材料与应用论文(已处理)
纳米材料综述功能材料与应用论文（已处理）纳米材料综述摘要概述了纳米材料的基本概念、分类方法及结构特征, 重点介绍了纳米材料的光谱、催化、光电化学及反应性等化学特性及应用.1、纳米材料的基本概念纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级 0.11 nm, 100nm 的超微粒子纳米微粒及由其聚集而构成的纳米固体材料。
纳米固体材料分为纳米晶体材料、纳米非晶态材料及纳米准晶态材料。
其中纳米晶体材料按其结构形态又可分为四类:1 零维纳米晶体, 即纳米尺寸超微粒子;2 一维纳米晶体, 即在一维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如一维纤维, 一维碳纳米管;3 二维纳米晶体, 即在二维方向上晶粒尺寸为纳米量级, 如纳米薄膜、涂层;4 三维纳米晶体, 指晶粒在三维方向上均为纳米尺度, 如纳米体相材料, 纳米陶瓷材料。
另外, 还有纳米复合材料, 以复合方式不同分为0-0、0-2、0-3 型复合, 即零维纳米粒子分别与纳米粒子、二维及三维材料复合而成的固体材料。
纳米材料科学是现代化学、物理学、材料学、生物学等多门学科相互交叉、相互渗透的新兴学科, 其研究内容主要包括两个方面:1 系统地研究纳米材料的性能、微结构和谱学特性,通过和常规材料对比, 找出纳米材料的特殊规律, 建立描述和表征纳米材料的新概念和新理论, 发展完善纳米材料科学体系;2 探索新的制备方法, 发展新型的纳米材料, 研究制备工艺与材料结构、性能之间的关系规律, 并拓宽其应用领域。
2、纳米材料的性质2.1、纳米微粒的结构和特性纳米粒子处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。
由于纳米粒子具有壳层结构。
粒子的表面原子占很大比例，并且是无序的类气状结构, 而在粒子内部则存在有序-无序结构，这与体相样品的完全长程有序结构不同。
纳米粒子的结构特征使其产生了小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应，并由此派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质。
纳米材料综述范文
纳米材料综述范文纳米材料是自上世纪90年代以来兴起的一项新兴科技，其具有独特的物理、化学和生物性能，因此受到了广泛的关注和研究。
本文将综述纳米材料的定义、制备方法、应用领域以及潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米级尺寸（1-100纳米）的材料。
由于其尺寸处于微观和宏观之间，纳米材料往往具有与传统材料不同的物理和化学性质。
例如，纳米颗粒表面积大大增加，导致其在催化、光学和磁性等方面具有更高的活性和敏感性。
此外，纳米材料还具有较高的比表面积和功率密度，使其在能源存储、传感器和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
纳米材料的制备方法多种多样，但可以分为两大类：自下而上和自上而下。
自下而上方法是通过控制和组装分子、原子或离子来构建纳米结构。
例如，溶液法、气相沉积和电化学沉积等方法可以制备出纳米颗粒、纳米薄膜和纳米线等结构。
自上而下方法则是通过纳米加工工艺将材料从大尺寸逐渐减小到纳米级。
常见的自上而下方法包括球磨、机械研磨和激光刻蚀等。
纳米材料具有广泛的应用领域，包括能源、环境、生物医学、电子等。
在能源领域，纳米材料被广泛应用于太阳能电池、燃料电池和储能材料中。
纳米材料的高比表面积可以提高电池的能量密度和效率。
在环境领域，纳米材料可以用于水处理、污染物检测和空气净化等方面。
例如，纳米颗粒可以作为催化剂用于有害气体的催化转化和光催化分解。
在生物医学领域，纳米材料可以用于药物输送、分子成像和组织修复等方面。
纳米颗粒可以通过控制其大小和表面修饰来实现药物的靶向输送和释放。
在电子领域，纳米材料可以用于制备纳米电子元件和纳米传感器等。
纳米材料的尺寸效应和表面效应使其在电子器件的性能和灵敏度方面具有巨大的优势。
然而，纳米材料的应用也面临着一些潜在的风险和挑战。
首先，纳米材料的生产和处理过程中可能释放出有害物质，并对环境和人体健康造成潜在风险。
此外，由于纳米材料的小尺寸和特殊性质，其对生物体的毒性和生物互作性尚不完全了解。
纳米材料分散的综述
纳米材料分散的综述一、纳米材料简介纳米材料是指尺寸在纳米级别的材料，具有优异的物理、化学和机械性能。
由于其独特的性质，纳米材料在能源、环保、医疗、信息技术等领域具有广泛的应用前景。
二、纳米材料制备方法纳米材料的制备方法多种多样，主要包括物理法、化学法以及生物法。
物理法包括机械球磨法、真空蒸发法等；化学法包括溶液法、气相法等；生物法则利用生物分子的自我组装和生物模板法。
不同的制备方法适用于不同类型的纳米材料，且具有各自的优势和局限性。
三、纳米材料的应用领域纳米材料因其优异的性能被广泛应用于以下领域：1.能源领域：太阳能电池、燃料电池、储能电池等；2.环保领域：空气净化器、水处理设备等；3.医疗领域：药物输送、生物成像、癌症治疗等；4.信息技术领域：电子器件、量子计算等。
四、纳米材料的分散技术纳米材料的分散技术是实现其应用的关键。
纳米材料由于其高比表面积和表面能，容易发生团聚，因此需要对其进行分散。
分散技术可分为物理分散和化学分散。
物理分散包括机械搅拌、超声波分散等；化学分散则是利用表面活性剂或偶联剂进行分散。
五、纳米材料分散的物理化学原理纳米材料分散的物理化学原理主要包括表面能作用、静电力作用和空间位阻作用。
表面能作用是纳米材料分散的主要驱动力，静电力作用则是在带电纳米粒子间的相互作用，空间位阻作用则是利用高分子物质对纳米粒子进行稳定分散。
六、纳米材料分散的方法与技术纳米材料分散的方法与技术主要包括以下几种：1.机械搅拌分散：通过机械搅拌的方式将纳米材料分散在溶剂中，可加入适量的表面活性剂或分散剂以增强分散效果。
2.超声波分散：利用超声波的振动能将纳米材料打散在溶剂中，可有效破解团聚现象。
3.化学分散：利用化学反应改变纳米材料的表面性质，如通过偶联剂对纳米材料进行改性，使其具有更好的分散稳定性。
4.溶剂热法：在高温高压条件下，利用溶剂的性质将纳米材料溶解分散在溶剂中。
此方法可用于制备一些具有特殊性质的纳米材料。
促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展
促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展引言：微生物胞外电子转移是一种重要的生物过程，其中微生物通过与外部固体电极直接接触将电子从细胞内转移到胞外的过量电子受体上。
这种胞外电子转移过程在生物电化学领域具有广泛的应用前景，如可再生能源生产、环境修复和电子设备等方面。
为了提高微生物胞外电子转移的效率和稳定性，研究者们开始探索利用纳米材料作为介体来促进该过程。
本文将对促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展进行综述。
一、金属纳米粒子金属纳米粒子是一种常见的纳米材料，具有广泛的应用潜力。
研究发现，金属纳米粒子可以作为电子传递介体促进微生物的胞外电子转移过程。
例如，银纳米粒子表面的活性位点能够与微生物细胞外的电子释放区域发生有益的相互作用，提高电子的传递效率。
同时，金属纳米粒子还可以提供良好的导电性和导电通道，进一步增强电子传递能力。
因此，在微生物燃料电池等领域，金属纳米粒子被广泛研究应用。
二、碳纳米管碳纳米管是一种具有特殊结构的纳米材料，有很高的导电性和导电通道。
由于其良好的电子传递特性，碳纳米管成为了促进微生物胞外电子转移的理想介体。
研究表明，碳纳米管可以作为电子传递桥梁，将微生物细胞内的电子转移到外部电极上，并加速电子传导速度。
此外，碳纳米管表面还可以与微生物细胞发生物理或化学相互作用，增强胞外电子转移效率。
因此，碳纳米管在微生物电化学研究中得到了广泛应用。
三、纳米铁纳米铁是一种具有高度反应活性的纳米材料，能够与微生物细胞外的电子供体发生直接反应。
研究者们发现，纳米铁可以与微生物的呼吸链相互作用，加速胞外电子转移过程。
此外，纳米铁还具有较大的比表面积，增加了电子传递的区域，提高了胞外电子转移效率。
因此，纳米铁在地下水污染修复等领域有较广泛的应用前景。
四、量子点量子点是一种具有特殊能带结构的纳米颗粒，具有优异的光学和电学性质。
研究发现，量子点可以提供额外的电子传输通路，有效促进微生物胞外电子转移。
《2024年促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展》范文
《促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展》篇一一、引言微生物胞外电子转移（Extracellular Electron Transfer，EET）是微生物与电极或其它电子受体之间进行电子交换的过程，对于生物电化学系统、生物燃料电池以及环境修复等领域具有重要意义。
近年来，纳米材料因其独特的物理化学性质，在促进微生物胞外电子转移方面展现出巨大的潜力。
本文将就促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究进展进行详细综述。
二、纳米材料在微生物胞外电子转移中的应用1. 碳基纳米材料碳基纳米材料如碳纳米管（CNTs）和石墨烯等因其良好的导电性、大的比表面积和生物相容性，被广泛应用于微生物胞外电子转移的研究。
研究表明，这些碳基纳米材料能够促进微生物与电极之间的直接电子传递，提高生物电化学系统的性能。
2. 金属及金属氧化物纳米材料金属及金属氧化物纳米材料如金（Au）、铂（Pt）以及氧化铁（Fe3O4）等，因其具有优异的催化性能和生物相容性，也被用于促进微生物胞外电子转移。
这些纳米材料可以作为电子穿梭体，将微生物产生的电子传递给远处的电子受体。
3. 纳米复合材料纳米复合材料结合了不同纳米材料的优点，能够更有效地促进微生物胞外电子转移。
例如，碳纳米管与金属纳米粒子的复合材料，既具有碳基纳米材料的导电性和生物相容性，又具有金属纳米粒子的催化性能。
三、研究进展近年来，关于促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究取得了显著进展。
研究者们通过调控纳米材料的形貌、尺寸、表面性质等，优化其在生物电化学系统中的应用效果。
此外，纳米材料的生物安全性和环境友好性也得到了广泛关注。
四、未来展望未来，促进微生物胞外电子转移的纳米材料研究将更加注重实际应用和生物安全性的平衡。
一方面，研究者们将继续探索新型的纳米材料和制备方法，以提高生物电化学系统的性能和环境修复效果；另一方面，也将更加关注纳米材料的生物安全性和环境友好性，确保其在应用过程中不会对环境和生物体造成负面影响。
纳米零价铁在水处理中的应用研究综述
纳米零价铁在水处理中的应用研究综述一、引言在当今世界，水资源的污染和紧缺已经成为一个严重的问题。
纳米材料作为一种新型材料，在水处理领域展现出了巨大的潜力。
其中，纳米零价铁因其独特的性质和优越的性能，在水处理中获得了广泛的应用。
本文将对纳米零价铁在水处理领域的应用研究进行综述，从深度和广度上全面评估其在水处理中的作用和影响。
二、纳米零价铁的制备方法纳米零价铁是一种具有极小颗粒大小的零价铁材料，其制备方法多种多样。
目前常见的制备方法包括溶液法、还原法、冷冻干燥法等。
这些不同的制备方法会对纳米零价铁的性质和结构产生影响，进而影响其在水处理中的效果。
三、纳米零价铁在水处理中的应用1. 污染物去除纳米零价铁以其高活性和大比表面积，可以有效去除水中的重金属、有机物和氯化物等污染物。
其作用机制主要包括吸附、还原、沉淀等多种方式，对水中污染物具有良好的去除效果。
2. 水资源修复纳米零价铁在地下水修复和土壤修复中也有着重要的应用。
其可以有效地修复受到重金属、有机物等污染的地下水和土壤，恢复水资源的清洁和健康。
3. 水质改善除了污染物去除和水资源修复外，纳米零价铁还可以用于改善水质。
其可以去除水中的余氯，改善水的口感和气味，保障饮用水的品质。
四、纳米零价铁在水处理中的影响1. 环境影响纳米零价铁在水处理中的使用可能会产生一定的环境影响。
其残留和转化产物对水体的影响，以及对生态系统的潜在风险，需要进行深入的研究和评估。
2. 技术挑战纳米零价铁在水处理中的应用还面临着一些技术挑战，如纳米材料的稳定性、再生利用等方面需要进一步改进和完善。
五、总结与展望纳米零价铁作为一种重要的纳米材料，在水处理中具有广泛的应用前景。
但是，其在环境影响和技术挑战上仍然需要进一步的研究和改进。
相信在不久的将来，随着纳米技术的发展和水处理领域的需求，纳米零价铁将发挥更加重要的作用，为水资源的保护和治理贡献更多的力量。
在文章中我们对纳米零价铁在水处理中的应用进行了深度和广度兼具的探讨，从制备方法、应用领域、影响因素等多个方面进行了全面评估。
二维纳米材料综述
二维纳米材料综述近年来，二维纳米材料作为一种新型材料，在材料科学领域引起了广泛关注。
二维纳米材料是指具有一维或零维尺度大小的纳米结构，在另外两个维度上具有几乎无限延伸的材料。
本文将从制备方法、结构特点、性质表现和应用领域等方面对二维纳米材料进行综述。
首先，二维纳米材料的制备方法多种多样。
一种常见的方式是通过机械剥离法获得单层或少层的二维纳米片。
这种方法可以从层状材料中剥离出单层材料，如石墨烯、硫化钼等。
此外，还可以通过化学气相沉积法、水热合成法、溶剂热法、电化学剥离法等方法制备二维纳米材料。
这些方法的选择取决于所需材料的性质及制备的要求。
二维纳米材料具有独特的结构特点。
首先，它们具有大比表面积和高纵横比。
由于纳米尺度的存在，二维纳米材料的比表面积远大于宏观材料。
这使得它们在吸附、催化和传感等方面表现出优异的性能。
其次，二维纳米材料具有层状结构，层与层之间的键合较弱，使其表现出较好的柔韧性和可调控性。
最后，二维纳米材料还具有较好的光学和电学性质，可应用于传感器、电池、超级电容器等领域。
二维纳米材料的性质表现也非常丰富。
以石墨烯为例，它的高导电性、高热导率和超高比表面积使其成为理想的催化剂和电子器件材料。
硫化钼具有优异的光电特性，可应用于太阳能电池领域。
钼酸盐纳米片具有独特的离子传输通道，使其成为优秀的超级电容器材料。
此外，二维纳米材料还具有良好的机械、热学和光学性能，以及特殊的表面效应和量子大小效应等。
根据不同的应用领域，二维纳米材料有着广泛的应用前景。
在能源领域，二维纳米材料可用于太阳能电池、储能器件和催化剂等。
在环境保护领域，二维纳米材料可应用于废水处理、污染物检测和纳米传感器等。
在电子器件领域，二维纳米材料可以用于柔性显示、纳米电子元件和光电子器件等。
除此之外，二维纳米材料还可以应用于生物医学、光催化和超级电容器等领域。
总之，二维纳米材料作为一种新型材料，具有独特的结构特点和多样的性质表现。
金属纳米材料综述-金属纳米材料
金属纳米材料综述-金属纳米材料
金属纳米材料是指尺寸在纳米级别的金属材料。
由于其独特的性质和广泛的应用潜力，金属纳米材料近年来备受关注。
特性和制备方法
金属纳米材料具有许多独特的特性，例如高比表面积、尺寸量子效应和表面等。
这些特性导致了金属纳米材料在催化、光学、电子等领域的广泛应用。
制备金属纳米材料的方法多种多样，包括物理方法、化学方法和生物方法。
物理方法主要包括溅射法、热蒸发法和电化学法；化学方法主要包括溶胶-凝胶法、还原法和沉淀法；生物方法主要包括生物还原法、生物合成法和植物提取法。
选择适当的制备方法可以得到理想的金属纳米材料。
应用领域
金属纳米材料在许多领域有着广泛的应用。
在催化领域，金属
纳米材料可以用作催化剂，提高催化反应的效率和选择性。
在电子
领域，金属纳米材料可以用于构建高性能的电子器件，例如纳米电
极和纳米传感器。
在医学领域，金属纳米材料可以应用于生物成像、药物传递等方面。
挑战和展望
尽管金属纳米材料在各领域有着广泛的应用，但目前仍存在一
些挑战。
例如，金属纳米材料的稳定性和生物相容性问题仍然需要
解决。
此外，大规模制备金属纳米材料的成本也是一个挑战。
展望未来，随着技术的发展和研究的深入，金属纳米材料的性
能和应用将得到进一步的提升。
对金属纳米材料的研究将进一步扩
展其在能源、环境和生物医学等领域的应用。
参考文献
- 参考文献1
- 参考文献2
- 参考文献3。
纳米材料综述
纳米银研究现状摘要：近年来,人们对于纳米银独特的性质给予了广泛的关注，本文综述了纳米银的研究现状与前景。
简单介绍了自20世纪90年代以来，纳米银的制备方法，着重阐述了纳米银在医疗，食品方面的应用。
关键词：纳米银用途；纳米材料的制备；纳米银抗菌；应用前景。
引言：纳米银指的是纳米级的金属银单质。
是纳米材料的一个典型代表，它是一种新兴的功能材料，有着较高的比表面积，表面活性较好，导电率高，广泛用作催化剂材料、防静电材料和生物传感器材料等[1]。
另外，纳米银还具有抗菌、除臭、吸收部分紫外线的功能，可应用于医药行业，其应用前景广阔。
因此，研究纳米银有着重要的意义。
本文就纳米银的制备方法[2]以及应用，回收等方面进行综述。
图1纳米--长度单位一、制备方法（一)物理法物理法原理简单，所得产品杂质少、质量高，但其缺点是对仪器设备要求较高，生产费用昂贵。
主要有激光烧蚀法、蒸发冷凝法、机械球磨法。
１．１激光烧蚀法激光烧蚀法是制备纳米银粒子一种新兴起的技术。
具有以下特点：①周期短；②制备过程是一种物理过程，无外来杂质的干扰；③烧蚀后的金属表面粗糙程度具有纳米量级并可以重复利用。
李亚文等[3]用脉冲激光对处于去离子水中的银片进行激光烧蚀，得到了银纳米颗粒和银纳米胶体体系，有着很好的纯净性和表面增强拉曼散射活性。
1.2蒸发冷凝法蒸发冷凝法又称为物理气相沉积法，用激光、真空蒸发、电弧高频感应、电子束照射等使原料气化或形成等离子体，然后在介质中骤然冷却使之凝结。
其特点是纯度高，结晶性好，粒度可控，但技术复杂，设备要求高。
ＢａｋｅｒＣ等人[4]在惰性气体氛围中，通过冷凝的方法制备出了纳米银粒子，但存在着纳米银粒子聚结的缺点。
1.3机械球磨法机械球磨法是利用高能球磨方法，在适当的球磨条件下获得纳米级的晶粒的纯元素、合金或复合材料。
该法工艺简单，制备效率高，但易引入杂质，纯度不高，颗粒分布也不均匀。
Ｘｕ等[5]在－１９６℃的低温下对银粉进行高能机械球磨，得到了平均粒径约为２０ｎｍ的银颗粒粉末。
纳米材料综述
纳米材料自动化11-12班刘湘澎04111497纳米材料著名科学家费曼于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。
[2]2 纳米知识介绍2.1纳米纳米（Nanometer），是一种长度单位，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。
2.2纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段：第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前)主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。
研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。
第二阶段 (1990年～1994年)人们关注的热点是设计纳米复合材料：•纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合)，•纳米微粒与常规块体复合(0-3复合)，•纳米复合薄膜(0-2复合)。
第三阶段(从1994年至今)纳米组装体系研究。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。
纳米材料研究综述
纳米材料研究综述纳米材料是一种具有尺寸在纳米尺度范围内的材料，具有独特的物理、化学以及材料性质。
纳米材料研究是当代材料科学研究中的热点领域之一、本文将从纳米材料的定义、制备方法以及应用领域等方面进行综述。
纳米材料的定义是材料的至少一个尺寸小于100纳米。
纳米尺度效应的出现使得纳米材料具有与传统材料不同的特殊性质。
例如，纳米材料的比表面积大幅度增加，使得其具有更强的化学活性。
此外，量子尺寸效应的出现使得纳米颗粒具有特殊的电子以及光学性质。
纳米材料的制备方法多种多样，包括物理、化学和生物制备方法。
物理制备方法主要通过物理手段调控材料尺寸，如烧结、溅射、气相沉积等。
化学制备方法则是利用化学反应控制纳米材料的合成，如溶胶凝胶法、水热合成法和化学气相沉积法等。
生物制备方法则是利用生物体内的生物功能来制备纳米材料，例如利用微生物、草莓等生物体合成金属纳米颗粒。
纳米材料在许多领域具有广泛应用。
在材料领域，纳米材料的使用可以显著改善材料的性能，如提高材料的强度、硬度、导电性和光学性能。
在能源领域，纳米材料的应用可以提高能源传递效率，如利用纳米材料制备高效的太阳能电池和储能材料。
在医学领域，纳米材料可以用于药物的传递和缓释，实现精准治疗。
此外，纳米材料还广泛应用于传感器、催化剂以及环境保护等领域。
然而，纳米材料的应用也存在一定的挑战和问题。
首先，纳米材料的制备方法需要更高的技术要求和设备，成本较高。
其次，纳米材料的毒性和环境影响等问题也需要引起重视。
此外，纳米材料的稳定性和长期储存等问题也需要进一步研究。
总的来说，纳米材料研究是一个具有广泛前景和挑战的领域。
对纳米材料的研究不仅可以深入了解物质的基本属性，还可以为新材料的设计与合成提供理论指导。
随着纳米材料研究的不断深入，其在各个领域的应用也将进一步扩展和发展。
纳米材料综述 论文
纳米材料综述1 引言纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料，它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100一102nm。
它包括体积分数近似相等的两个部分:一是直径为几个或几十个纳米的粒子;二是粒子间的界面。
前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。
1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。
Gleiter在高真空的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成形，烧结得到纳米微晶块体，从而使纳米材料进入了一个新的阶段。
1990年7月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。
从材料的结构单元层次来说，它介于宏观物质和微观原子、分子的中间领域。
在纳米材料中，界面原子占极大比例，而且原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构原子排列互不相同，界面周围的晶格结构互不相关，从而构.在纳米材料中，纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。
纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。
纳米相材料和其他固体材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。
其常规纳米材料中的基本颗粒直径不到l00nm，包含的原子不到几万个。
一个直径为3nm的原子团包含大约900个原子，几乎是英文里一个句点的百万分之一，这个比例相当于一条300多米长的帆船跟整个地球的比例。
2 纳米材料特性一般在宏观领域中，某种物质固体的理化特性与该固体的尺度大小无关。
当物质颗粒小于100 nm时，物质本身的许多固有特性均发生质的变化。
这种现象称为“纳米效应”。
纳米材料具有三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
多孔纳米材料综述
Outline
1. 纳米材料的概念及特点 2. 对纳米材料的要求 3. 纳米结构单元 4. 纳米晶界结构理论 5. 纳米材料的制备方法 6. 纳米材料的分类 7. 纳米材料的应用 8. 纳米材料的另一面 9. 结束语
1.纳米材料的概念及特点
纳米材料: 在纳米量级(1~100nm)内调控物质 结构制成的具有特异性能的新材料 四大特点: 尺寸小、比表面积大、表面能高、 表面原子比例大 四大效应: 小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观 量子隧道效应、表面效应
2.对纳米材料的要求
尺寸可控(小于 100 nm) 成分可控 形貌可控 晶型可控 表面物理和化学特性可控
(表面改性和表面包覆)
3.纳米结构单元
• 团簇(cluster)：几个乃至上千个原子、分子或 离子通过物理和化学结合力组成相对稳定的聚 集体（粒径小于或等于1 nm） eg: C60 buckyball, Fen, CnHm
9.结束语
• 纳米材料是国际材料界当前研究的热点，它使人
类在改造自然方面进人了一个新层次，即从微米 级层次深入到纳米级层次。 • 鉴于纳米科技是节能、低耗和技术密集型的新科 技，发展纳米科技的投人产出比可能高于其它高 科技项目。因此应在政策、财力、物力和人力上 给于大力支持，让纳米技术尽快实现产业化
• Seagel〔2〕的有序说。有序说认为晶粒间界处 含有短程有序的结构单元，晶粒间界处原子保持 一定的有序度，通过阶梯式移动实现局部能量的 最低状态.
• 叶恒强、吴希俊[3]的有序无序说。该理论认为纳 米材料晶界结构受晶粒取向和外场作用等一些因 素的限制,在有序和无序之间变化
5.物理方法制备纳米材料
7.纳米材料的应用
1. 在陶瓷领域的应用 2. 在微电子学上的应用 3. 在生物工程上的应用 4. 在光电领域的应用 5. 在化工领域的应用 6. 在医学上的应用 7. 在分子组装方面的应用
纳米材料综述
纳米材料综述
纳米材料是指至少有一个尺寸在1-100纳米之间的材料，具有独特的物理、化
学和生物学特性。
纳米材料的发展已经引起了广泛的关注，因为它们在许多领域都具有巨大的潜力，包括材料科学、生物医学、能源和环境等。
首先，纳米材料在材料科学领域具有重要意义。
由于其尺寸在纳米级别，纳米
材料具有更大的比表面积和更多的表面活性位点，这使得它们在传统材料所无法实现的性能上具有巨大优势。
例如，纳米材料可以具有更高的强度、硬度和韧性，同时还可以表现出独特的光学、电子和磁性能。
因此，纳米材料已经被广泛应用于传感器、催化剂、电子器件等领域，并且在材料设计和合成方面取得了重要的突破。
其次，纳米材料在生物医学领域也展现出了巨大的潜力。
由于其尺寸与生物分
子和细胞相近，纳米材料可以被设计成具有特定的生物相容性和靶向性，从而可以用于药物传递、医学影像和组织工程等应用。
此外，纳米材料还可以被用于治疗癌症、感染和炎症等疾病，为生物医学领域带来了新的治疗手段和诊断方法。
另外，纳米材料在能源和环境领域也具有重要意义。
由于其特殊的结构和性能，纳米材料可以被用于太阳能电池、储能设备、污染物处理等领域，为可持续能源和环境保护提供了新的解决方案。
例如，纳米材料可以提高光电转换效率、增加电池储能密度，同时还可以被用于吸附和催化分解有害气体和水污染物。
总的来说，纳米材料具有广泛的应用前景和重要的科学意义。
随着纳米技术的
不断发展和进步，相信纳米材料将会在更多领域展现出其独特的价值，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
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文章编号:1004-3888(2003)05-0397-04纳米材料研究综述Ξ张万忠,李万雄(湖北农学院环境工程系,湖北荆州434025) 摘 要:综述了纳米材料的研究概况,介绍了纳米材料的研究现状、特点、结构、特性、制备方法及其应用状况。
关键词:纳米材料;结构与特性;制备与应用中图分类号:O157 文献标志码:A 纳米材料是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固态材料[1],其晶粒或颗粒尺寸在1～100nm 数量级,主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成,其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组成后有大量的界面(6×1025m 3/10nm 晶粒尺寸),晶界原子达15%～50%,且原子排列互不相同,界面周围的晶格原子结构互不相关,使得纳米材料成为介于晶态与非晶态之间的一种新的结构状态[2]。
此外,由于纳米晶粒中的原子排列的非无限长程有序性,使得通常大晶体材料中表现出的连续能带分裂为接近分子轨道的能级。
高浓度界面及原子能级的特殊结构,使其具有不同于常规材料和单个分子的性质如表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,导致了纳米材料的力学性能、磁性、介电性、超导性光学乃至力学性能发生改变,使之在电子学、光学、化工陶瓷、生物、医药等诸多方面具有重要价值,得到了广泛应用[3,4]。
1 纳米材料研究的现状与特点1.1 纳米材料研究的现状上世纪70年代纳米颗粒材料问世,80年代中期在实验室合成了纳米块体材料,80年代中期以后,成为材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点。
可大致分为3个阶段;第一阶段(1990年以前),主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体,合成块体(包括薄膜),研究评价表征的方法,探索纳米材料不同于常规材料的特殊性能;第二阶段(1994年前),人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特的物理、化学和力学性能,设计纳米复合材料,通常采用纳米微粒与纳米微粒复合,纳米微粒与常规块体复合及发展复合纳米薄膜;第三阶段(从1994年到现在),纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构的材料体系越来越受到人们的关注,正在成为纳米材料研究的新的热点。
1.2 纳米材料研究的特点(1)纳米材料研究的内涵逐渐扩大 第一阶段主要集中在纳米颗粒(纳米晶、纳米相、纳米非晶等)以及由它们组成的薄膜与块体,到第三阶段纳米材料研究对象发展到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料(包括凝胶和气凝胶)。
(2)纳米材料的概念不断拓宽 1994年以前,纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜,现在纳米结构材料的含意还包括纳米组装体系,该体系除了包含纳米微粒实体的组元,还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间基体,因此,纳米结构材料内涵变得丰富多彩。
(3)基础研究和应用研究并重 目前,基础研究和应用研究出现并行发展的新局面,纳米材料的应用成为人们关注的热点,纳米材料进入实用阶段,纳米材料及相应产品开始陆续进入市场。
Ξ收稿日期:2003206206第一作者简介:张万忠(1965-),男,河南罗山县人,理学硕士,湖北农学院环境工程系副教授.第23卷 第5期Vol.23No.5 湖 北 农 学 院 学 报Journal of Hubei Agricultural College 2003年10月Oct.20032 纳米材料的结构与特性2.1 纳米材料的结构纳米材料具有大量界面,晶界原子达15%～50%,是其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组合[2],可以利用TEM、X射线、中子衍射等方法对其进行表征。
纳米材料中的晶界结构非常复杂,它不但与材料的成分、键合类型、制备方法、成型条件以及所经历的过程等因素有关,而且在同一块材料中不同晶界之间也各有差异。
因此,很难用一个统一的模型来描述纳米晶界的微观结构。
目前,对于纳米材料晶界的结构有3种假说:一是完全无序说,认为纳米晶粒间界具有较为开放的结构,原子排列具有随机性,原子间距较大,原子密度低,既无长程有序,又无短程有序;二是有序说,认为晶粒间界处含有短程有序的结构单元,晶粒间界处原子保持一定的有序度,通过阶梯式移动实现局部能量的最低状态;三是有序无序说,认为纳米材料晶界结构受晶粒取向和外场作用等一些因素的限制,在有序和无序之间变化[5]。
2.2 纳米材料的特性(1)小尺寸效应 当纳米微粒尺寸与光波的波长、传导电子的德布罗意波长以及超导态的相干长度或穿透深度等物理特征尺寸相当时,晶体周期性的边界条件将被破坏,声、光、力、热、电、磁、内压、化学活性等与普通粒子相比均有很大变化,这就是纳米粒子的小尺寸效应(也称体积效应)。
如纳米微粒的熔点可以远低于块状金属,强磁性纳米颗粒(Fe-Co合金等)为单畴临界尺寸时,具有高矫顽力等。
(2)表面与界面效应 纳米微粒由于尺寸小,表面积大,表面能高,位于表面的原子占相当大的比例。
这些表面原子处于严重的缺位状态,因此其活性极高,极不稳定,遇见其它原子时很快结合,使其稳定化。
这种活性就是表面效应。
纳米材料的表面与界面效应不但引起表现原子的输运和构型变化,而且可引起自旋构像和电子能谱的变化。
(3)量子尺寸效应 当粒子尺寸下降到最低值时,费密能级附近的电子能级会由准连续态变为分立能级,吸收光谱阈值向短波方向移动,纳米微粒的声、光、电、磁、热以及超导性与宏观特性有着显著的不同,称为量子尺寸效应。
对于多数金属纳米微粒,其吸收光谱恰好处于可见光波段,从而成为光吸收黑体;对于半导体纳米材料,可观察到光谱线随微粒尺寸减小而产生光谱线蓝移现象,同时具有光学非线性效应。
(4)介电限域效应[6] 当半导体超微粒表面被修饰以某种介电常数较小的材料时,由于比表面积随微粒尺寸的减小不断增大,显著影响了其性质。
被包覆的超微粒子中电荷载体的电力线更容易穿过包覆膜,导致屏蔽效应减弱及带电粒子间的库仑作用、激子的结合能和振子强度的增强。
(5)宏观量子隧道效应 隧道效应是指微观粒子具有贯穿势垒的能力,后来人们发现一些宏观量,如磁化强度、量子相干器件中的磁通量等也具有隧道效应,称之为宏观量子隧道效应。
宏观量子隧道效应和量子尺寸效应共同确定了微电子器件进一步微型化的极限和采用磁带磁盘进行信息储存的最短时间。
3 纳米材料的制备方法3.1 固相法固相法一般是把金属氧化物或其盐按照配方充分混合,研磨后煅烧,最终得到金属及金属氧化物的超微粒子。
这种方法简便易行,适应面广。
但生成的粒子容易结团,必须经常依赖机械粉碎,而且配料不易准确,难免出现粉碎组成不均匀等现象,并且能耗大、效率低、粒度差、杂质易于混入、粒子易于氧化或产生变形,因此一般较少采用。
3.2 液相法(1)沉淀法 沉淀法包括共沉淀法、水解法、均匀沉淀法等。
共沉淀法:多种阳离子组分并存于原料溶液中,沉淀后,得到各种成分均一的沉淀。
水解法:金属盐溶液水解后,沉淀出氢氧化物或水合氧化物,热分解后得氧化物粉末。
均匀沉淀法:通过溶液中的化学反应缓慢释放沉淀剂,以消除沉淀剂的不均匀性。
天津大学赵丽丽等人利用醋酸锰与柠檬酸发生反应生成锰配合物,经热分解和酸处理制得γ-MnO2纳米材料并用于筛膜反应器[7],与传统的固定床反应器相比,反应物的转化率提高了20%。
(2)溶胶-凝胶法 利用金属醇盐的水解和893湖 北 农 学 院 学 报 2003年聚合反应制备金属氧化物或金属氢氧化物的均匀溶胶,再浓缩成透明凝胶,凝胶经干燥、热处理可得到氧化物超微粉。
通过调节工艺条件,可以制备出粒径小、粒径分布窄的超微粉[8]。
该法具有可在低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性大的单组分或多组分分子级混合物,以及可制备传统方法不能或难以制得的产物等优点,而使其得到了广泛的应用。
(3)溶剂蒸发法 将金属盐溶液先雾化成微小液滴,再加热使溶剂蒸发,溶质析出形成超微粉。
包括冻结干燥法、喷雾干燥法、喷雾热分解法等。
其中喷雾热分解法研究最多。
喷雾热分解法是将溶液向高温气氛中喷雾,在瞬间内引起溶液蒸发及金属盐的热分解,通过一次性操作来得到氧化物粉末的方法。
使用这种方法,可以得到粒径在1μm以下的粒子,特别适用于连续性作业,生产效率高。
3.3 气相法气相法主要分为蒸发凝聚法和气相化学反应法。
(1)蒸发凝聚法 将原料在惰性气体中高温加热,使其蒸发,然后在气体介质中冷凝而形成超微粒子[9]。
通过调节蒸发温度、气体种类和压力来控制颗粒的大小,一般制得颗粒的粒径为10 nm左右。
(2)气相反应法 在金属化合物蒸发中,通过化学反应来合成超微粒子。
该方法包括化学火焰法、等离子体法和激光法,采用的原料通常是容易制备、蒸气压高、反应性较好的金属氯化物、氧氯化物、金属醇盐、烃化物和羰基化合物等。
该法的优点是设备简单,容易控制,颗粒纯度高,粒径分布窄,能连续稳定生产,而且能量消耗少。
4 纳米材料的应用4.1 在陶瓷领域的应用纳米陶瓷是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料,也就是其晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上[10]。
纳米陶瓷复合材料通过有效的分散、复合而使异质相纳米颗粒均匀弥散地保留于陶瓷基质结构中,这大大改善了陶瓷材料强韧性和高温力学性能[11]。
Tatsuki等人对Al2O3-SiC纳米复合陶瓷进行的拉伸蠕变实验表明,随着晶界的滑移,Al2O3晶界处SiC纳米粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒中,增强了晶界滑动的阻力,提高了Al2O3-SiC纳米陶瓷的蠕变能力[12]。
纳米陶瓷复合材料具有优良的室温力学性能、抗弯强度、断裂韧性,使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等诸多方面都得到了广泛的应用,并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用。
4.2 在化工领域的应用纳米材料作为新一代催化剂倍受国内外重视。
纳米粒子具有高比表面积和表面能使其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。
如Bo g2 danchikova等人[13]在Pd催化剂中用溶胶-凝胶法掺杂Al2O3-La2O3纳米粒子所得催化剂对氨氧化具有较高的催化活性,还可降低NO x的产率,减轻环境的污染。
这类催化剂对高分子的氢化还原和聚合反应也有很高的活性。
纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂,使燃烧效率提高100倍。
纳米铁可在C6H6气相热分解中起成核作用而制备出碳纤维。
Fe-Co-Ni等纳米离子可取代贵金属做汽车尾气净化的催化剂。
纳米多功能抗菌塑料不仅具有抗菌功能,而且具有抗老化、增韧和增强作用。
将纳米金属粒子掺杂到化纤制品或纸张中,可以大大降低静电作用。
运用纳米技术还可制备纳米静电屏蔽材料等。
4.3 在电磁学方面的应用纳米磁性材料包括纳米稀土永磁材料、纳米微晶软磁材料、纳米磁记录材料、纳米磁膜材料和磁性液体,具有单磁畴结构和高矫顽力,用其作为磁记录材料可提高信噪比,改善图象质量。