单粒子散射体系中纳米颗粒动力学分析综述

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晶种法制备单分散的金纳米粒子及光学性能研究

Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍｅａｔｒａｓｏｌｉａｏｄ；ｇｌａｏｏｓＶＰ；ｓｅｔｌｍａｅｌ；ｃｌｄｌｇｌｓｏｄｎｎｒｄ；Ｐｉｏｅｄ—ｉｄｃｄｇｏｈｍｅｈｄ；ｎｕｅｒｗｔｔｏ
ｍｏｏｓｒｅｎｄｉｐｅｓ
ＧＡＯｎｏｇ，ＺＨＡＮＧａｃｕＥＮＧａＹａｈｎＮｉｎｈｎ，ＦＸｕｎ，ＬＩＹｉｇｉｎＵｎｌｇａ（．ａｏｈｍｓｙＩｓｔｔ，ｅａｔｅｔｆｈｍｉｒ，ｉａｎｖｒｔ，Ｇａｇｈｕ５０３，ｕｎｄｎ，ｈａ１ＮｎｃｅｉｒｎｔｕｅＤｐｒｎｏｅｓｙＪｎＵｉｅｉｔｉｍＣｔｎｓｙｕｎｚｏ１６２ＧａｇｏｇＣｉ；ｎ２ｅｔｓｏｉａｅＣｎｒｌｎｒｅｔｎｏｕｎｄｎｒｉｃ，ｕｎｚｏ１３０ｕｎｄｎ，ｈａ．ＣｎｅｒｓｓｏｔｄＰｅｎｉｆａｇｏｇＰｏｎｅＧａｇｈｕ５００，ＧａｇｏｇＣｉ）ｒｆＤｅｏａｖｏＧｖｎ
２１００年１ｏｓＭｅａｓｅｉｕｔｌ
Ｎｏ．２０ｖ０１Ｖｏ．１３１．．Ｎｏ４
晶种法制备单分散的金纳米粒子及光学性能研究
高燕红，张念椿，冯炫，刘应亮¨
了单分散性、粒径小的胶体金。通过晶种生长法，在反应中加入ＰＰ试剂，Ｖ用抗坏血酸做还原剂，制备了单分散的金纳米棒。结果表明，ＶＰＰ试剂对金纳米粒子的形貌有重要的影响；加入ＰＰ试剂得Ｖ到的金纳米粒子（体金和金纳米棒）散性好，明显的团聚现象。应用透射电镜，胶分无纳米粒度分析

纳米颗粒的物理特性介绍

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磁学性能
矫顽力
纳米微粒尺寸高于超顺磁临界尺寸时通常出现高的矫顽力Hc。对于纳米微粒具有高矫顽力的起源有两种解释：（1）一致转动模式（2）球链反转磁化模式
一致转动磁化模式基本内容是：当粒
子尺寸小到某一尺寸时．每个粒子就是一个单磁畴，例如Fe和Fe3O4单磁畴的临界尺寸分别为12nm和40nm。
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光学性能
宽频带强吸收
大块金属具有不同颜色的光泽，表明它们对可见光范围各种颜色（波长）的反射和吸收能力不同，而当尺寸减小到纳米级时各种金属纳米微粒几乎都呈黑色，它们对可见光的反射率极低，例如铂金纳米粒子的反射率为l%，金纳米粒子的反射率小于10 ％。这种对可见光低反射率，强吸收率导致粒子变黑。
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光学性能
决定了材料的吸收系数，粒径越小， |U(0)|2越大， f微晶 /V也越大，则激子带的吸收系数随粒径下降而增加，即出现激子增强吸收并蓝移，这就称作量子限域效应。纳米半导体微粒增强的量子限域效应使它的光学性能不同于常规半导体。
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光学性能
纳米微粒的发光
当纳米微粒的尺寸小到一定值时，可在一定波长的光激发下发光。但对于发光原因的解释不尽统一，且依据不同物质有所不同。如： • 硅纳米微粒发光，Tabagi 认为是载流子的量子限域效应引起的；Brus则认为是硅粒径小到某一程度时，结构的平移对称性消失，导致发光。 • 掺Cd SexS1-x纳米微粒玻璃在530nm波长光的激发下会发射荧光，是因为半导体具有窄的直接跃迁的带隙，在光激发下电子容易跃迁引起发光。
对纳米微粒吸收带“蓝移”的解释有几种说法，归纳起来有两个方面：
一是量子尺寸效应，由于颗粒尺寸下降能隙变宽,这就导致光吸收带移向短波方向。Ball等对这种蓝移现象给出了普适性的解释：已被电子占据分子轨道能级与未被占据分子轨道能级之间的宽度(能隙)随颗粒直径减小而增大，这是产生蓝移的根本原因。这种解释对半导体和绝缘体都适用。

纳米银颗粒在不同溶液中的聚集动力学

纳米银颗粒在不同溶液中的聚集动力学张强【摘要】采用Tollens还原反应用柠檬酸钠做分散剂制备了纳米银粒子(AgNP).利用透视电子显微镜(TEM)及动态光散射法(DLS)对纳米银的形貌、粒径分布及在不同盐溶液中的平均粒径进行了表征;同时采用TR-DLS技术对纳米银在不同自然水体中的聚集动力学进行了研究.结果表明:以柠檬酸钠为分散剂的纳米银主要呈球形,平均粒径为30 nm;实验表明,纳米银在海水中的聚集速率最快,在地下水中次之,在地表淡水中聚集速率最小.本研究对纳米银在环境水体中的环境危害评估有重要的借鉴意义.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)017【总页数】3页(P78-79,82)【关键词】纳米银;Tollens法;聚集动力学;聚集速率【作者】张强【作者单位】济南化工厂,山东济南250001【正文语种】中文【中图分类】O614.122统计数据表明，近些年，纳米银粒子(AgNP)被广泛应用于抗菌材料领域［1－9］。

纳米银材料已经占纳米材料市场总份额的23%以上［8］。

目前研究表明，制备AgNP的方法有化学还原法、生物法、及物理法等。

其中，化学还原法被广泛应用于科学研究及工业化生产等领域。

在化学还原法中，Tollens法因其简单的合成步骤及其环境友好性被广泛使用。

常用的纳米银稳定剂包含十二烷基硫酸钠(SDS)、吐温80(Tween－80)，聚乙烯吡咯烷酮等作为分散剂常为Tollens法采用［10－11］。

本研究采用柠檬酸盐作为分散剂，柠檬酸盐的还原性有助于Tollens反应的进行，且其具有便宜易得及良好的生物降解性等优点。

作为有效的抗菌纳米材料，释放到环境中的纳米银的毒性与其物理化学性质如表面电荷与颗粒大小直接相关［10－15］，因此，研究纳米银颗粒的聚集动力学对其颗粒粒径的预测有重要意义。

虽然已有大量文献研究了纳米银在不同电解质中的聚集速率，但是，对于纳米银在不同自然水体中的聚集动力学的研究报道却一直很少。

纳米粒子形成动力学原理揭示

纳米粒子形成动力学原理揭示纳米粒子是指直径在1到100纳米之间的微小颗粒，具有独特的物理、化学和生物特性。

随着纳米科技的迅速发展，人们对纳米粒子的形成过程以及其动力学原理的研究也越来越深入。

本文将揭示纳米粒子形成动力学原理，并讨论其在材料科学、生物医学和环境科学等领域中的应用。

首先，纳米粒子的形成是由于原子或分子在特定条件下通过凝聚作用形成较大的团簇。

在物理化学中，凝聚作用是指原子或分子通过静电引力、范德华力、极性相互作用、溶剂效应或表面张力等相互作用力的作用下，从分散态聚集到具有一定尺寸和形态的团簇。

纳米粒子的形成通常由凝聚作用主导，并在一定范围内受到核聚变、核聚变、凝结、溶解、表面重铸、晶化等过程的影响。

其次，纳米粒子的形成动力学涉及到原子或分子间的动态过程和能量变化。

在纳米粒子形成过程中，从初始状态到稳定态的转变是一个非常复杂的过程，涉及到原子或分子的聚集、扩散、重排和重组等多个步骤。

这些步骤的速率和能量变化对于纳米粒子的形成有着重要影响。

例如，纳米粒子形成的动力学过程可以通过温度、压力、溶液浓度、反应时间等因素来调控，以实现对纳米粒子尺寸、形态和晶体结构的精确控制。

纳米粒子形成动力学原理的揭示不仅有助于深入理解纳米颗粒的物理化学性质，还为纳米材料的设计和应用提供了理论基础。

在材料科学领域，通过控制纳米粒子的形成动力学过程，可以制备出具有优异性能的功能材料。

例如，纳米粒子可以用作催化剂，通过调控其尺寸和形态，可以提高催化反应的效率和选择性。

在生物医学领域，纳米粒子可以被用作药物传递系统，通过调控纳米粒子的表面性质和尺寸，可以实现药物的高效传递和靶向释放，从而提高药物疗效和减少副作用。

在环境科学领域，纳米粒子可以用于环境污染物的吸附和去除，通过控制纳米粒子的表面化学性质和吸附能力，可以有效清除水体和空气中的有害物质。

然而，纳米粒子的形成动力学还存在一些挑战和问题需要解决。

首先，纳米粒子的合成方法目前仍然较为复杂和不稳定，需要进一步改进和优化。

纳米颗粒在流体中的输运与沉积行为

纳米颗粒在流体中的输运与沉积行为引言纳米颗粒近年来因其独特的物理、化学和生物学特性，引起了广泛的研究兴趣。

然而，纳米颗粒在流体中的输运与沉积行为对于其应用和环境影响具有重要意义。

本文将探讨纳米颗粒在流体中的输运机制和沉积行为，并分析其对环境和人体的潜在风险。

纳米颗粒的输运机制纳米颗粒在流体中的输运受到多种因素的影响，包括颗粒尺寸、形状、表面性质、流体介质和周围环境条件等。

纳米颗粒的输运机制可以分为扩散、沉降、浮力和电动力等。

1. 扩散纳米颗粒在流体中的扩散是由于热力学驱动力引起的。

根据爱因斯坦关系可以得到纳米颗粒的扩散系数与温度、流体介质的粘度和颗粒尺寸有关。

较小的纳米颗粒由于受到布朗运动的影响更明显，在流体中的扩散速率更快。

2. 沉降纳米颗粒在重力和阻尼力的作用下，向下沉积。

根据斯托克斯定律，纳米颗粒的沉降速度与颗粒直径、流体介质的密度和黏度有关。

较大的纳米颗粒在流体中的沉降速度更快。

3. 浮力纳米颗粒在流体中受到浮力的作用。

当纳米颗粒的密度小于流体介质的密度时，纳米颗粒会上浮；当纳米颗粒的密度大于流体介质的密度时，纳米颗粒会下沉。

浮力对于较轻的纳米颗粒更显著。

4. 电动力纳米颗粒在带电的情况下会受到电动力的影响。

根据库伦定律，带电的纳米颗粒在带电场的作用下会发生迁移和聚集现象。

纳米颗粒的沉积行为纳米颗粒在流体中的沉积行为不仅与颗粒的输运机制相关，还受到表面性质、流体流动条件和周围环境的影响。

1. 沉积机制纳米颗粒在流体中的沉积机制可以分为惯性沉积、扩散沉积和沉降沉积三种。

•惯性沉积是由于惯性作用引起的，主要发生在高速流动条件下。

颗粒在流体中具有惯性，流体速度突然改变或流动方向改变时，颗粒会沉积到边界面或障碍物上。

•扩散沉积是由于纳米颗粒的扩散引起的。

纳米颗粒在流体中扩散到边界面或障碍物上，然后沉积下来。

•沉降沉积是由于纳米颗粒在重力作用下沉降到底部或其他固体表面。

2. 表面性质纳米颗粒的表面性质对其在流体中的沉积行为起着重要作用。

纳米粒子的单分散指数

纳米粒子的单分散指数纳米粒子的单分散性是指纳米粒子在大小、形状和结构上的分布均匀性。

单分散指数是用来衡量纳米粒子单分散性的一个指标。

在纳米科学和纳米技术领域，纳米粒子的单分散性是非常重要的，因为它对纳米粒子的性质和应用有着重要的影响。

首先，纳米粒子的单分散性对纳米粒子的大小分布有着直接的影响。

单分散的纳米粒子大小分布窄，即纳米粒子的大小相对集中，这样可以确保纳米粒子之间的大小差异较小，从而保证纳米粒子的性质和性能的一致性。

相反，如果纳米粒子的大小分布宽，即纳米粒子的大小差异较大，那么不同纳米粒子之间的性质和性能将有很大的差异，这对一些需要精确控制大小的纳米材料应用来说是非常不利的。

其次，纳米粒子的单分散性对纳米粒子的形状分布也有重要影响。

单分散的纳米粒子形状分布集中，即纳米粒子的形状相对一致，这可以确保纳米粒子具有更加统一的结构和形态特征。

相反，如果纳米粒子的形状分布宽，即纳米粒子的形状差异较大，那么不同纳米粒子之间的结构和形态特征将会存在较大的差异，这对一些需要具有精确结构和形态的纳米材料应用来说也是非常不利的。

另外，纳米粒子的单分散性对纳米粒子的结构分布也具有重要影响。

单分散的纳米粒子结构分布集中，即纳米粒子的结构相对一致，这可以确保纳米粒子具有更加统一的化学组成和晶体结构。

相反，如果纳米粒子的结构分布宽，即纳米粒子的化学组成和晶体结构差异较大，那么不同纳米粒子之间的化学和物理性质将会存在很大差异，这对一些需要具有精确化学组成和晶体结构的纳米材料应用来说同样是非常不利的。

要提高纳米粒子的单分散性，可以采取一些方法和技术。

其中，最为常用的方法是通过化学合成控制纳米粒子的生长过程，以实现其大小、形状和结构的精确控制。

例如，可以通过调控反应物浓度、反应温度、反应时间和添加相应的表面活性剂等手段来控制纳米粒子的生长过程。

此外，还可以采用一些物理方法，如超声波辐照、高能球磨和激光脉冲等，来改变纳米粒子的大小、形状和结构。

纳米颗粒的物理特性介绍

第三章纳米微粒的物理特性
1
纳米微粒一般为球形或类球形，除了球形外，纳米微粒还具有各种其他形状，这些形状的出现与制备方法密切相关。
例如： • 由气相蒸发法合成的铬微粒，当铬粒子尺寸小于 20nm时，非球形，并形成链条状连结在— 起。-Cr粒子的二维形态为正方形或矩形； • 镁的纳米微粒呈六角条状或六角等轴形。 • Kimoto 和Nishida观察到银的纳米微粒具有五边形10面体形状。
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表面活性及敏感特性
随纳米微粒粒径减小，比表面积增大，表面原子数增多及表面原子配位不饱和性，导致大量的悬键和不饱和键等，这就使得纳米微粒具有高的表面活性。用金属纳米微粒作催化剂时要求它具有高的表面活性，同时还要求提高反应的选择性。金属纳米微粒粒径小于5nm时，使催化活性和反应的选择性呈特异性行为。
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光学性能
决定了材料的吸收系数，粒径越小， |U(0)|2越大， f微晶 /V也越大，则激子带的吸收系数随粒径下降而增加，即出现激子增强吸收并蓝移，这就称作量子限域效应。纳米半导体微粒增强的量子限域效应使它的光学性能不同于常规半导体。
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光学性能
纳米微粒的发光
当纳米微粒的尺寸小到一定值时，可在一定波长的光激发下发光。但对于发光原因的解释不尽统一，且依据不同物质有所不同。如： • 硅纳米微粒发光，Tabagi 认为是载流子的量子限域效应引起的；Brus则认为是硅粒径小到某一程度时，结构的平移对称性消失，导致发光。 • 掺Cd SexS1-x纳米微粒玻璃在530nm波长光的激发下会发射荧光，是因为半导体具有窄的直接跃迁的带隙，在光激发下电子容易跃迁引起发光。
• 纳米微粒颗粒小；
• 表面能高、比表面原子数多； • 表面原子近邻配不全，活性大； • 体积远小于大块材料； • 纳米粒子熔化时所需增加的内能小。

单分散PMMA微球制备及各因素对单分散性、粒径的影响（毕业论文doc#..

单分散PMMA 微球制备及各因素对单分散性、粒径的影响摘要单分散聚合物微球是一种新兴的高分子材料，它的玻璃转变温度较高，难成膜。

它以其优良的性能和广泛的用途备受关注。

聚合物微球的制备方法主要有乳液聚合、悬浮乳液聚合和分散聚合。

不同的聚合方法，可以得到不同粒径的微球，从几百纳米到几百微米。

传统乳液聚合中除了需要单体、引发剂外还需要加入乳化剂。

本实验基于传统乳液聚合的方法研究了合成单分散聚甲基丙烯酸甲酯聚合微球过程中单体、乳化剂、引发剂的量对聚甲基丙烯酸甲酯粒径及分散性的影响。

本文着重研究了合成单分散聚甲基丙烯酸甲酯过程中，单体、乳化剂、引发剂的量对聚甲基丙烯酸甲酯粒径及分散性的影响。

关键字：传统乳液聚合；甲基丙烯酸甲酯；激光粒度分析；粒径；单分散性。

MONODISPERSE PMMA MICROSPHERES PREPAREING AND INFLUENCING FACTOR INCLUDING MONOMER、EMULSIFIER AND INITIATOR Abstract Monodisperse polymer microspheres is a new polymer materials which hashigher glass transition temperature and difficult to film. It is paid much attentionbecause of excellent performance and wide range of use. A lot of methods havebeen used to synthesize polymer microspheres with different diameters such asemulsion polymerization suspension emulsion and dispersion et al. Emulsifiersare usually used in traditional emulsion polymerization in addition to initiator.Several influencing factor including monomer emulsifier and initiator werestudied based on traditional emulsion polymerization. The particles’ size andmonodispersity of PMMA were analyzed through Laser particle size analyzer.Keyword ：Traditional emulsion polymerization Methyl methacrylate Laser particle size analyzer Diameter monodispersity. 目录摘要 (I)Abstract (II)第 1 章绪论.......................................................................................................................... 1 1.1 单分散聚合物微球的概述..................................................................................... 1 1.2 单分散聚合物微球的应用..................................................................................... 1 1.3 单分散聚合物微球的制备方法............................................................................. 3 1.4 课题所研究内容..................................................................................................... 7第 2 章实验用品及方法...................................................................................................... 8 2.1实验方法简介......................................................................................................... 8 2.2 实验药品介绍......................................................................................................... 8 2.3 实验试剂的选用..................................................................................................... 9 2.4 实验设备选用....................................................................................................... 10 2.5 实验装置................................................................................................................11 2.6 实验操作............................................................................................................... 12 2.7 实验后续表征......................................................................................................... 12第 3 章实验及表征............................................................................................................ 13 3.1 单体的影响............................................................................................................. 13 3.1.1 对粒径及单分散性的影响........................................................................... 13 3.1.2 对转化率的影响........................................................................................ 14 3.2 引发剂的影响....................................................................................................... 15 3.2.1 对粒径和分散性的影响............................................................................ 15 3.2.2 对转化率的影响........................................................................................ 17 3.3 乳化剂的影响....................................................................................................... 18 3.3.1 对粒径和单分散性的影响........................................................................ 18 3.3.2 对转化率的影响........................................................................................ 20结论........................................................................................................................................ 22致谢........................................................................................................................................ 23参考文献................................................................................................................................ 24 第1章绪论1.1 单分散聚合物微球的概述单分散聚合物微球Monodispersed Polymeric Mierospheres泛指粒子外观，如形态尺寸等都均匀一致的聚合物微球体，因此，它又被称均一尺寸的聚合物微球Monosized Polymer Particles or uniform latex Particles。

纳米材料的聚集状态及其对性能的影响

纳米材料的聚集状态及其对性能的影响近年来，纳米材料已成为材料科学与技术领域中备受瞩目的研究对象。

其独特的物理、化学和力学性能使其在诸多领域中具有广泛的应用前景。

然而，纳米材料的聚集状态对其性能有着重要的影响。

下面，我们将探讨纳米材料的聚集状态及其对性能的影响。

一、纳米材料的聚集状态纳米材料的聚集状态可以分为单分散和聚集两种情况。

单分散指的是纳米颗粒均匀分散在溶液或基底中，没有发生聚集现象。

而聚集则是指纳米颗粒之间发生相互接触或靠近，形成团簇或聚集态。

纳米材料聚集的形式多种多样，如团块状、链状、无规状等。

二、纳米材料聚集状态的影响因素纳米材料聚集的形态和程度受到多种因素的影响，主要包括溶液条件、表面性质以及相互作用力等。

首先，溶液条件对纳米材料的聚集状态具有重要影响。

溶液的浓度、温度、pH 值等参数都会影响纳米颗粒之间的相互作用力，从而影响其聚集态。

例如，高浓度的溶液中纳米颗粒之间的相互作用力较强，容易形成团簇或聚集态。

其次，纳米颗粒的表面性质对其聚集状态也起着关键作用。

纳米颗粒的表面性质与材料的尺寸、形态以及表面修饰有关。

表面修饰可以通过引入功能性分子、表面活性剂等手段进行，可以改变纳米颗粒之间的相互作用力，从而影响其聚集态。

最后，相互作用力是影响纳米材料聚集状态的重要因素。

相互作用力包括静电力、范德华力、电磁力等。

这些力会使纳米颗粒之间产生相互吸引或排斥作用，进而影响纳米材料的聚集状态。

例如，静电斥力可以使纳米颗粒保持单分散状态，而静电吸引力则会促使纳米颗粒发生聚集。

三、纳米材料聚集状态对性能的影响纳米材料的聚集状态对其性能具有显著影响。

聚集状态不仅会改变纳米材料的形貌，还会对其光学、电学、热学等性质产生影响。

首先，纳米材料的聚集状态会影响其光学性质。

纳米颗粒之间的相互作用可导致光的散射、吸收和透射的差异。

聚集态的纳米材料通常会引起光散射增强效应，从而提高材料的光学性能。

其次，纳米材料的聚集状态对其电学性质也有重要影响。

纳米粒子粒径评估方法

纳米微粒分析技术
STM、SEM、SPM显微镜
形貌
X射线衍射法 IR、UV、拉曼光谱法
核磁共振法
物相、构造
纳米材料
化学成份
常规化学分析法（特征元素旳解-滴定）原子光谱分析法（吸收光谱、射光谱）质谱法 X射线特征分析法（X射线荧光谱法、电子探针分析法）光电子能谱法
性能
力学分析仪（显微硬度仪，力学万能试验机等）热综合分析仪，磁强分析仪，光谱仪等多种性能测试仪
电镜照片仪器照片
透射电镜旳构造
• 透射电镜旳外观照片。
• 一般透射电镜由电子光学系统、电源系统、真空系统、循环冷却系统和控制系统构成，其中电子光学系统是电镜旳主要构成部分。
高辨别透射电子显微镜
• 透射电子显微镜发展旳另一种体现是辨别率旳不断提升。目前200KV透射电子显微镜旳辨别率好于0.2nm，1000KV透射电子显微镜旳辨别率到达0.1nm。
（a）恒高度模式；
（b）恒电流模式
S 为针尖与样品间距，I、Vb 为隧道电流和偏置电压，
Vz为控制针尖在 z 方向高度旳反馈电压。
6.2 原子力显微镜旳基本原理
• 原子力显微镜旳基本原理是：将一种对薄弱力极敏感旳微悬臂一端固定，另一端有一微小旳针尖，针尖与样品表面轻轻接触，因为针尖尖端原子与样品表面原子间存在极薄弱旳排斥力，经过在扫描时控制这种力旳恒定，带有针尖旳微悬臂将相应于针尖与样品表面原子间作用力旳等位面而在垂直于样品旳表面方向起伏运动。
反馈控制是本系统旳关键工作机制。
量子森林 • 该图是由托斯藤-兹欧姆巴在德国试验室中捕获旳图像，它展示了锗
硅量子点——仅高15纳米，直径为70纳米。
• 经过使用千万亿分之一秒旳激光脉冲撞击蓝宝石表面，蓝宝石被加热了，表面留下了一道浅细旳陷坑之后，这块蓝宝石再次被撞击加热，就产生了图中可见旳内部梯级构造

纳米粒度分析仪工作原理

纳米粒度分析仪工作原理工作原理：【动态光散射技术】：NS-90使用动态光散射技术测量粒子和分子大小。

液体中的粒子由于周围的溶剂分子撞击产生随机布朗运动。

小粒子在液体中运动速度较快，而大颗粒运动相对缓慢。

这种运动一直都在进行，所以如果我们取一小段时间间隔拍摄样品运动图像，我们可以看出粒子移动了多少，并且换算出它有多大。

相同时间内，如果位移比较小，粒子位置接近，则样品中粒子较大；相反地，如果位移较大，粒子位置变化很大，则样品中粒子较小。

这种利用扩散速度与粒径之间的关系测定粒子的大小的方法即为动态光散射(DLS)技术，也称为光子相关光谱(PCS)技术。

NS-90使用90°动态光散射技术，利用光电检测器测量样品中粒子发生布朗运动所产生的散射光强波动信号，再通过数字相关器得到相关函数(Correlation Function)，最后使用斯托克斯-爱因斯坦(Stokes-Einstein)方程计算出粒子的粒径与分布。

通过本技术所测量的粒径，是和被测量粒子以相同速度扩散的硬球直径。

【静态光散射技术】：NS-90使用静态光散射(SLS)技术测量蛋白质与聚合物的分子量。

静态光散射是一种非侵入技术，用于表征溶液中的分子。

与动态光散射工作方式类似，当激光照射样品中的粒子时，粒子在各个方向上发生散射。

但与动态光散射技术不同，静态光散射技术是测量一段时间内散射光的时间平均强度。

因这个时间平均光强不能反应信号随时间的动态变化，故称为静态光散射。

因粒子产生的散射光强度正比于重均分子量的平方以及粒子浓度，使用静态光散射法可以确定蛋白质与聚合物的分子量。

在此测量方法中，检测一系列不同浓度下样品的散射光强(kC/R)，将该数值与标准物(如甲苯)产生的散射光强进行比较，即可得到德拜图(Debye Plot)。

德拜图中的拟合直线斜率为第二维里系数(2nd Virial Coefficient, A2)，拟合直线外延到零浓度的数值为平均分子量的倒数(1/MW)。

纳米电子学中的单粒子荧光检测研究

纳米电子学中的单粒子荧光检测研究纳米电子学是一门新兴的学科，这个领域正在获得越来越广泛的应用。

单粒子荧光检测研究是其中的一个重要研究领域，该研究可以在纳米尺度下分析分子及其动力学性质。

在纳米尺度下，许多物理、化学和生物现象的规律与宏观尺度有很大不同。

因此，单粒子荧光检测技术在纳米电子学领域中变得重要。

该技术使用高灵敏度荧光探测器提高检测精度，使得可以在单个生物分子水平上进行实时监测。

这种技术的原理是将样品与荧光标记结合，然后通过激光激发荧光标记，以测量它的发射光。

这种技术可以用于许多应用，例如单分子检测、单细胞成像、蛋白质-蛋白质相互作用研究、DNA-蛋白质相互作用研究等。

由于单粒子荧光检测技术应用范围广泛、易于使用以及具有高灵敏度和高分辨率等特点，因此被广泛应用于基础科学研究和应用技术开发领域。

通过单粒子荧光检测技术可以对分子结构和性质进行深入探究，并且在分子生物学、医学、材料学、生态学等领域中有广泛的应用。

此外，通过单粒子荧光检测技术还可以用于研究生物分子的相互作用。

这种技术的原理是利用荧光标记标记分子，然后通过荧光强度信息分析分子之间的相互作用。

这一技术在药物筛选、分子诊断以及基因表达等方面都有广泛的应用。

单粒子荧光检测技术已经有了很多新的进展，例如单粒子可变角度荧光检测技术和单粒子光子计数检测技术。

前者利用变换探测器和荧光激发器的位置关系，提高了检测精度和时间分辨率；而后者由于能够测量单粒子荧光，并用于单粒子荧光共振能量转移等研究，已经成为现代生物医学研究的重要工具。

总之，单粒子荧光检测技术的发明和进展推动了纳米电子学的发展，并且在分子生物学、药物研发、纳米材料科学等领域获得了广泛应用。

随着技术的不断改进，单粒子荧光检测技术将有更广阔的应用前景，为我们的科学研究提供了有力的工具。

纳米颗粒间相互作用对油-水界面张力的影响机制

纳米颗粒间相互作用对油-水界面张力的影响机制
练燕菲;李玉秀;陈颖;郑佳杰;郑丹菁
【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】为了研究油-水界面上纳米颗粒的动态吸附过程及其对界面张力的影响,采用耗散粒子动力学模拟方法,建立纳米颗粒在油-水界面物理模型,研究单颗粒的吸附动力学过程及多颗粒相互作用对界面张力的影响机制。

结果表明:单颗粒在油-水界面的吸附分为自由扩散、界面吸附、动态平衡3个阶段;单颗粒吸附过程自由能变化远大于颗粒的动能,颗粒吸附可自发、快速进行,且吸附后能稳定在界面上;多颗粒间的相互作用力随颗粒间距离的增大而振荡衰减,这是由颗粒间的溶剂粒子所产生的溶剂化效应所致;当颗粒间相互作用为引力时,界面张力增大,当颗粒间相互作用为斥力时,界面张力减小。

【总页数】8页(P219-226)
【作者】练燕菲;李玉秀;陈颖;郑佳杰;郑丹菁
【作者单位】广东工业大学材料与能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】O793
【相关文献】
1.辽河稠油组分间相互作用对油水界面张力的影响
2.驱油体系化学剂间相互作用对界面吸附膜的影响
3.探究无碱超低界面张力下二元复合体系对水驱残余油采收率
的影响4.纳米颗粒对原油-CO_(2)体系界面张力的影响5.含沥青质模拟油/水乳状液稳定性与界面性质关系Ⅰ界面张力和Zeta电位的影响
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纳米颗粒的生长动力学

纳米颗粒的生长动力学纳米颗粒是指尺寸在10-100纳米之间的微观颗粒。

由于其尺寸特别小，其表观性质表现出与普通材料截然不同的特性，如改变了材料的磁性、光学、机械性质等，因此在很多领域都有着广泛的应用前景。

纳米颗粒的生长过程是一个非常重要的领域，其中的动力学也是备受关注的。

本文将从几个方面讨论纳米颗粒的生长动力学。

成核动力学纳米颗粒在生长过程中，首先要先有成核过程。

成核动力学指的是成核过程中，自由能的动力学变化，一般用核的超过饱和度来表示。

超过饱和度的大小，是影响纳米颗粒生长的重要因素。

如果超过饱和度较小，那么很难发生成核过程，纳米颗粒的生长就会受到阻碍。

如果超过饱和度较大，则成核过程比较容易发生，并且纳米颗粒的生长速度也很快，但是生长过程却不稳定。

欧拉-拉格朗日方程欧拉-拉格朗日方程是描述纳米颗粒生长过程的一种数学工具。

和经典动力学方程一样，欧拉-拉格朗日方程也是一个用来计算力学系统的平衡点的数学工具。

欧拉-拉格朗日方程描述的是一个粒子被外力作用下的运动规律。

纳米颗粒生长过程中，纳米颗粒就像是一个粒子，在外力的作用下发生运动。

欧拉-拉格朗日方程可以用来预测纳米颗粒的生长初始速度、生长处的稳定状态等信息。

扩散动力学在纳米颗粒生长过程中，扩散现象是很常见的。

扩散动力学可以用来描述纳米颗粒中的原子、分子的扩散过程。

扩散现象越明显，纳米颗粒的生长速度也就越快。

扩散动力学还可以用来计算扩散系数，这些系数对于纳米颗粒生长的效率有着重要影响。

总结纳米颗粒的生长动力学是一个非常复杂的领域，涉及到很多方面的知识。

在学习纳米颗粒的生长过程时，我们需要加强对成核动力学、欧拉-拉格朗日方程、扩散动力学等方面的了解。

只有全面掌握纳米颗粒的生长动力学，才能更好地掌握纳米颗粒的生长规律，更好地利用纳米颗粒的性质。

颗粒体系的物理学和化学研究

颗粒体系的物理学和化学研究颗粒体系是指由大量的微观颗粒组成的宏观物体，它们可以是固体、液体或气体。

在自然界和工业生产中，颗粒体系的问题非常广泛，因此对颗粒体系性质的了解和研究具有重要意义。

颗粒体系的物理学和化学研究是一门较为新兴的交叉学科，它主要研究颗粒体系的物理性质和化学行为，包括颗粒的运动和分布、动力学、热力学等方面。

一、颗粒体系的物理学研究颗粒体系的物理学研究主要涉及颗粒的运动和分布、动力学等方面。

在这方面，人们主要关注颗粒体系中微观颗粒的行为，从而推导出宏观物理性质。

颗粒体系中微观颗粒的运动是一种复杂的现象，它涉及到多种因素的相互作用。

因此，对于颗粒体系的物理学研究，需要综合运用数学工具、计算机模拟和实验方法等手段，利用力学、统计物理、固体力学等学科的理论和方法，深入研究颗粒体系的性质和规律。

动力学是颗粒体系物理学研究中的重要内容，它主要研究颗粒的运动规律和动力学性质。

经典力学中的牛顿定律无法直接应用于颗粒体系的运动，因为颗粒体系中的颗粒是大量的、微小的、互相之间又有联系，而牛顿运动定律只适用于单个或少量物体的运动。

因此，人们需要利用Langevin方程、Fokker-Planck方程等理论，对颗粒体系的运动进行分析和探究。

另外，颗粒体系中的颗粒分布也是动态的，这涉及到颗粒体系的动力学性质。

通过分析颗粒分布的演化过程，可以更好地了解颗粒体系的性质和规律。

因此，颗粒体系的物理学研究还需要探讨颗粒分布的统计学和动力学特性，对颗粒体系的稳定性和动态演化进行分析和研究。

二、颗粒体系的化学研究颗粒体系的物理学研究主要针对颗粒的运动和分布、动力学等方面，而颗粒体系的化学研究则主要探究颗粒的化学行为，包括颗粒之间的相互作用、粒子间的反应和物质转化等。

在纳米颗粒体系中，由于颗粒之间的距离较小，分子间力的影响变得更加显著。

颗粒体系中颗粒之间的相互作用主要有静电作用、范德华作用力、伦敦分散力、氢键等等，都会对颗粒之间的化学行为产生影响。

《粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响》范文

《粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响》篇一一、引言纳米粒子因其独特的物理和化学性质，在材料科学、生物医学、能源科学等领域有着广泛的应用。

粒度作为纳米粒子的重要物理特性之一，对纳米粒子的分解热力学和动力学有着显著的影响。

本文将详细探讨粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响机制，并分析其在实际应用中的意义。

二、粒度与纳米粒子分解热力学1. 粒度对热力学稳定性的影响粒度对纳米粒子的热力学稳定性有着直接的影响。

一般而言，纳米粒子的粒度越小，其表面能越高，表面原子数目所占比例越大，使得纳米粒子更易受外界环境影响而发生分解反应。

因此，较小的粒度往往导致纳米粒子热力学稳定性的降低。

2. 粒度对分解反应能的影响粒度对纳米粒子分解反应的能也有显著影响。

随着粒度的减小，纳米粒子的比表面积增大，使得表面原子更容易与周围环境发生反应，从而降低分解反应的活化能。

此外，较小的粒度还可能改变纳米粒子的电子结构和化学键强度，进一步影响其分解反应的能。

三、粒度与纳米粒子分解动力学1. 粒度对反应速率的影响粒度对纳米粒子分解动力学的主要影响体现在反应速率上。

较小的粒度通常具有更高的比表面积，使得反应物分子更容易接触到纳米粒子表面，从而加快了分解反应的速率。

此外，较小的粒度还可能改变反应物分子在纳米粒子表面的扩散速率，进一步影响反应速率。

2. 粒度对反应机制的影响粒度还会影响纳米粒子分解反应的机制。

例如，在某些情况下，较小的粒度可能导致纳米粒子表面出现更多的缺陷或活性位点，从而改变反应的路径。

此外，粒度的变化还可能影响纳米粒子的晶体结构、电子结构和化学键强度等，进一步影响反应机制。

四、实际应用中的意义了解粒度对纳米粒子分解热力学和动力学的影响，对于优化纳米材料的制备、性能和应用具有重要意义。

例如，在催化剂设计中，可以通过控制纳米粒子的粒度来调节其催化活性、选择性和稳定性。

在电池材料中，粒度的大小直接影响着电池的性能和寿命。

在药物输送领域，纳5. 推荐措施及展望根据。

纳米颗粒分散技术的研究与发展

纳米颗粒分散技术的研究与发展文件类型：PDF/AdobeAcrobat 文件大小：字节更多搜索：纳米颗粒分散技术研究发展!!!!!!!!!化!!!工!!!进!!!展!!!!!!!!!!!!!!!"#$%!&'%()*+,-.&()#(/%(##-%(/0-1/-#++!!!!纳米颗粒分散技术的研究与发展宋晓岚!王海波!吴雪兰!曲!鹏!邱冠周!中南大学资源加工与生物工程学院无机材料系"长沙234456#摘!要!分析了纳米颗粒团聚形成的原因!阐述了研究纳米颗粒分散的意义!着重介绍了物理分散和化学分散技术研究进展!指出纳米颗粒分散技术的发展方向是设计高效分散机械!以提高有效分散体积和能量利用率"合成性能优异的超分散剂及研究不同的混合分散剂!以提高分散后的粒子稳定性!最终提高分散效果"加强纳米颗粒分散的基础理论研究及其与其他学科融合交叉!为纳米颗粒分散及分散剂的选择提供理论指导!并开发新的适合纳米材料制备的新工艺#关键词!纳米颗粒!团聚!分散技术!研究与发展中图分类号!,7656!!!!!文献标识码!&!!!!!文章编号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由于水解作用!表面呈较强的碱性'羟基性或配位水分子!它们可通过羟基和配位水分子缩合!生成硬团聚#显然!防止纳米颗粒团聚!获得分散性好的纳米粒子!是目前该领域亟待解决的问题之一(;)#9!纳米颗粒分散技术的研究进展颗粒分散是近年来发展起来的新兴边缘学科!是指粉体颗粒在液相介质中分离散开并在整个液相中均匀分布的过程!通常包括分为三个阶段*#液体润湿固体粒子"$通过外界作用力使较大的聚集体分散为较小的颗粒"%稳定分散粒子!保证粉体颗粒在液相中保持长期均匀分散!防止已分散的粒子重新聚集(5!X)#根据分散方法的不同!可分为物理分散和化学分散#!物理分散物理分散方法主要有三种*机械搅拌分散'超声波分散和高能处理法分散(34)#机械搅拌分散是一种简单的物理分散!主要是借助外界剪切力或撞击力等机械能!使纳米粒子在介质中充分分散#事实上!这是一个非常复杂的分散过程!是通过对分散体系施加机械力!而引起体系内物质的物理'化学性质变化以及伴随的一系列化学反应来达到分散目的!这种特殊的现象称之为机械化学效应#机械搅拌分散的具体形式有研磨分散'胶体磨分散'球磨分散'高速搅拌等#在机械搅拌下!纳米颗粒的特殊表面结构容易产生化学反应!形成有机化合物支链或保护层使纳米颗粒更易分散#高效分散机的研制也是目前的一个热点!例如郑州大学研制的一种新型多级多层环形梳状齿高剪切均质分散机!该设备均质分散效率高'能耗低'质量轻'体积小'占地面积少'结构简单!采用模块化设计与制造!可用最少零部件组装成系列产品!提高了零部件的标准化率和通用性!使制造成本大幅度降低"黏度适应范围很广!可高达34 0>+I"该设备可广泛用于涂料'化工'化妆品及饮料'食品和医药等行业中悬浮液的均质分散#超声波分散是降低纳米颗粒团聚的有效方法!其作用机理认为与空化作用有关#利用超声空化产生的局部高温'高压或强冲击波和微射流等!可较大幅度地弱化纳米颗粒间的纳米作用能!有效地防止纳米颗粒团聚而使之充分分散#超声波对化合物的合成'聚合物的降解'颗粒物质的分散具有重要作用#纳米! +F9粒子$平均粒径34BA%加入到丙烯腈苯乙烯共聚物的四氢呋喃溶液中!经超声分散可得到包覆高分子材料的纳米晶体(33)"具有平均粒度为344BA的7>+12水悬浮液!在超声分散时!其最大分散作用的超声频率为X84!3844V"P!粒度增加!其频率相应降低(39)#+>VV>等(36)研究了94V"P超声频率下\ 19&H916浆料的黏度随超声时间的变化!结果表明经过超声作用!浆料黏度明显下降!且超声功率越大!黏度越低!即较大的功率可更有效地破坏颗粒间的团聚#但超声波分散时应避免超声时间过久而导致的过热!因为随着温度的升高!颗粒碰撞的概率也增加!反而会进一步加剧团聚(32)#因此!应选择适宜的超声分散时间#高能处理法是通过高能粒子作用!在纳米颗粒表面产生活性点!增加表面活性!使其易与其他物质发生化学反应或附着!对纳米颗粒表面改性而达到易分散的目的#高能粒子包括电晕'紫外光'微+52+!!!!!!!!!!!!!!化!!!工!!!进!!!展!!!!!!!!!!!!!!!""#年第!$卷万方数据波!等离子体射线等"3:#$例如用紫外光辐射将甲基丙烯酸甲酯接枝到纳米$E1上%这种表面改性的纳米颗粒在高密度聚乙烯中的分散性得到了明显改善"38#$<=<!化学分散纳米颗粒在介质中的分散是一个分散与絮凝平衡的过程$尽管物理方法可较好实现纳米颗粒在液相介质中的分散%但一旦外界作用力停止%粒子间由于分子间力作用%又会相互聚集$而采用化学分散%通过改变颗粒表面性质%使颗粒与液相介质!颗粒与颗粒间的相互作用发生变化%增强颗粒间的排斥力%将产生持久抑制絮凝团聚的作用$因此%实际过程中%应将物理分散和化学分散相结合%用物理手段解团聚%用化学方法保持分散稳定%以达到较好分散效果$化学分散实质上是利用表面化学方法加入表面处理剂来实现分散的方法$可通过纳米颗粒表面与处理剂之间进行化学反应%改变纳米颗粒的表面结构和状态%达到表面改性的目的"3;#&另外还可通过分散剂吸附改变粒子的表面电荷分布%产生静电稳定和空间位阻稳定作用来增强分散效果$9Z9Z3!偶联剂法偶联剂具有两性结构%其分子中的一部分基团可与颗粒表面的各种官能团反应%形成强有力的化学键合%另一部分基团可与有机高聚物发生某些化学反应或物理缠绕$经偶联剂处理后的颗粒%既抑制了颗粒本身的团聚%又增强了纳米颗粒在有机介质中的可溶性%使其能较好地分散在有机基体中% 增大了颗粒填充量%从而改善制品的综合性能%特别是抗张强度!冲击强度!柔韧性和挠曲强度"35%3X#$例如制备聚甲基丙烯酸甲酯'二氧化硅纳米复合材料时%用甲基丙酰氧基丙基三甲氧基硅烷做偶联剂%其碳碳双键与聚甲基丙烯酸甲酯共聚% 丙基三甲氧基硅烷基团则与正硅酸乙酯水解生成二氧化硅键合%从而使复合体系分散均匀且稳定"94#$ 9Z9Z9!酯化反应金属氧化物与醇的反应称为酯化反应$用酯化反应对纳米颗粒表面修饰%重要的是使原来亲水疏油的表面变成亲油疏水的表面%这种表面功能的改性在实际应用中十分重要"93#$酯化反应表面改性% 对于表面为弱酸性和中性的纳米粒子最有效%例如+F19!])静电排斥稳定机理()'^1理论)!)'^1理论主要是通过粒子的双电层理论来解释分散体系稳定的机理及影响稳定性的因素$根据双电层理论%带电粒子溶于极性介质(如水)后%在固体与溶液接触的界面上形成双电层$粒子周围被离子氛所包围$如图3所示$图3!颗粒表面双电层!!当两个粒子趋近而离子氛尚未重叠时%粒子间并无排斥作用&当离子相互接近到离子氛发生重叠时%处于重叠区中的离子浓度显然较大%破坏了原来电荷分布的对称性%引起了离子氛中电荷的重新分布%即离子从浓度较大区间向未重叠区间扩散%使带正电的粒子受到斥力而相互脱离%这种斥力是通过粒子间距离表示$当两个这样的粒子碰撞时%在它们之间产生了斥力%从而使粒子保持分离状态%如图9所示$可通过调节溶液="值增加粒子所带电荷%加强它们之间的相互排斥&或加入一些在液体中能电解的物质%如六偏磷酸钠!氯化钠!硝酸钾!柠檬酸钠等于溶液中%这些电解质电解后产生的离子对纳米颗粒产生选择性吸附%使得粒子带上正电荷或负电荷%从而在布朗运动中%两粒子碰撞时产生排斥作用%阻止凝聚发生%实现粒子分散$*X2*!第%期!!!!!!!!!!!!!宋晓岚等+纳米颗粒分散技术的研究与发展!! 万方数据图!!由图6可知!当两粒子相距较远时!离子氛尚未重叠!粒子间"远距离#的吸引力在起作用!即引力占优势!曲线在横轴以下!总位能为负值$随着距离的缩短!离子氛重叠!此时斥力开始出现!总位能逐渐上升为正值!斥力也随距离变小而增大!至一定距离时出现一个能峰%位能上升至最大点!意味着两粒子间不能进一步靠近!或者说它们碰撞后又会分离开来%如越过位能峰!位能即迅速下降!说明当粒子间距离很近时!离子氛产生的斥力!正是颗粒避免团聚的重要因素!离子氛所产生的斥力的大小取决于双电层厚度%因此!可通过调节溶液="值增加粒子所带电荷!加强它们之间的相互排斥!也可通过向分散系中加入能电解的物质如氯化钠&硝酸钠于悬浮液中!这些电解质电解后产生的离子对纳米颗粒产生选择性吸附!使得粒子带上正电荷或负电荷!从而在布朗运动中!两粒子碰撞时产生排斥作用!阻止凝聚发生!实现粒子分散%也可以加入与颗粒表面电荷相同的离子表面活性剂!因为它们的吸附会导致表面动电位增大!从而使体系稳定性提高%图6!两颗粒位能与距离曲线'U(空间位阻稳定机制!高分子聚合物吸附在纳米颗粒的表面上!形成一层高分子保护膜!包围了纳米颗粒!把亲液基团伸向水中!并具有一定厚度!这一壳层增大了两粒子间最接近的距离!减小了范德华力的相互作用!从而使分散体系得以稳定%吸附了高分子聚合物的粒子在互相接近时将产生两种情况)#吸附层被压缩而不发生互相渗透$ $吸附层能发生互相渗透&互相重叠%这两种情况都会导致体系能量升高!自由能增大%第一种情况由于高分子失去结构熵而产生熵斥力位能$第二种情况由于重叠区域浓度升高!导致产生渗透斥力位能和混合斥力位能%因而!吸附了高分子的纳米粒子如果再发生团聚将十分困难R从而实现了粒子的分散%刘颖等*96+研究表明!利用阴离子表面活性剂能得到稳定性很好的纳米&H916&]<916分散体系!而非离子表面活性剂的分散作用则不如阴离子表面活性剂好%这可能是后者在纳米粒子表面产生吸附!改变了粒子的表面电荷分布!对粒子同时起到了静电稳定和空间位阻稳定作用!有效地防止了纳米&H916&]BE]A>V压力下!64AFB的滤失量分别为38Z2A'和99Z4A'!而表观黏度分别为:XZ;:A0>)I和25Z9:A0>)I"但脂肪醇酞胺加量继续增大时!分散体系的稳定性又降低"对于非水介质的分散体系!由于体系的介电常数较低!电性势垒对于体系分散或凝聚作用的贡献通常是极微小的"分散相粒子周围的空间势垒是体系分散稳定的主要因素"但是!若体系中存在微量水!电性斥力仍可成为稳定体系的主要原因"例如!用&1,稳定的氧化铝a环己烷体系"氧化铝粒子能稳定地分散于体系中!主要是吸附于粒子表面上的分散剂发生解离!使粒子间产生斥力所致" 该稳定作用仅发生于体系含有微量水条件下!若含水量增多!体系的沉降速度又会增大"6!纳米颗粒分散技术发展方向=>!研制高效分散机械有研究表明#9;$!大多数分散机械的有效体积为总体积的3'!而能量传输给团聚体的效率也只有3'!在分散过程中分散体系温度大幅度上升!能量浪费严重!用于分散的能量部分微乎其微%另外!团聚体分散的效率很低!说明分散的有效区域较小"原因主要在于团聚体进入有效区域内的概率较小限制了分散效率以及能量低水平传输给团聚体"则通过设计合适的分散机械以提高体积和能量利用率已成为纳米颗粒分散技术发展的方向之一" 设计出高效率的分散机械能使团聚体局限在一个合适的能量密度区域内!如前述采用超声波分散可使体积利用率提高到344'!但其能量利用率却还是很低"=<!高效分散剂的研究与开发各种分散技术在纳米颗粒制备尤其是纳米复合材料制备过程中被大量采用!并收到了较好的效果"而研究开发具有多种活性基团的高性能分散剂来分散稳定纳米颗粒!则是目前研究得比较活跃的一个领域"近年来出现了超分散剂分散和混合分散剂协同作用分散!是利用分散剂所含各基团间的以及不同分散剂间的协同效应!达到对浆料团聚的有效控制"超分散剂分散克服了传统分散剂在非水体系中的局限性!与传统分散剂相比!它可以在颗粒表面可形成多点锚固!提高了吸附牢固程度!不易被解析%其溶剂化链比传统分散剂亲油基团长!可起到有效的空间稳定作用%形成极弱的胶束!易于活动而迅速移向颗粒表面!起到润湿保护作用%不会在颗粒表面导入亲油膜!从而不至影响最终产品的应用性能"混合分散剂协同作用分散是将分散剂通过一定的比例进行复配后!形成的混合分散剂的某一性质'如临界胶束浓度及其对应的表面张力*起泡能力*洗涤能力等(均优于理想混合体系的分)3:)!第%期!!!!!!!!!!!!!宋晓岚等+纳米颗粒分散技术的研究与发展!! 万方数据散剂!两分散剂的混合物在一定条件下比各自的组分本身具有更为明显的界面性质!这种协同作用主要表现在水溶液"空气界面上的混合单分子层的表面张力低于分散剂组分表面张力的平均值乃至低于各自分散剂组分的表面张力#水介质中混合胶束的临界胶束浓度$!$!%低于分散剂组分的!$!平均值乃至低于各自分散剂组分的!$!&95'(目前!以有大量性能优异的分散剂被发现)合成!这些分散剂大多数为大分子!就其稳定机理的研究也空前热烈(= !加强纳米颗粒分散的基础理论研究着重与新的理论如分形理论等相结合!对液相中颗粒团聚的机理进行深入研究!为纳米粉体分散及分散剂的选择提供理论指导(=@!注重与其他学科的融合交叉注重颗粒分散学与其他学科!如生物学)高分子科学)陶瓷学等的交叉!在充分研究各种因素对纳米颗粒浆料分散性影响的基础上!开发新的适合纳米材料制备的新工艺!如陶瓷的胶态成型等(表面活性剂对纳米颗粒的分散机理∙类别：纳米材料加工∙作者：∙关键词：表面活性剂,纳米颗粒∙【内容】∙表面活性剂介质对纳米微粒的作用有三：①降低微粒表面张力，与水的亲和性提高，改善了微粒表面的润湿性；②降低颗粒之间的吸引能；③在颗粒之间形成有效的空间电阻，使微粒之间的排斥能提高。

纳米颗粒粒径大小、粒径分布及比表面积的测试方法与各种方法的特点

纳米微粒一般是指一次颗粒,它的尺度一般在1～100nm之间,是介于原子、分子和固体体相之间的物质状态。

由于纳米微粒具有尺寸小、比表面积大和量子尺寸效应,使它具有不同于常规固体的新的特性。

在纳米态下,颗粒尺寸更是对其性质有着强烈的影响,纳米材料的颗粒度的大小是衡量纳米材料最重要的参数之一。

因此,在纳米材料的研究中准确测量纳米颗粒的大小是很重要的。

目前可用于测定纳米颗粒粒径的方法有:透射电镜观察法(TEM观察法)、X射线衍射线宽法(谢乐公式)、X射线小角散射法、BET比表面积法、离心沉降法、动态光散射法等6种。

1.1透射电子显微镜(transmissionelectronmicroscopeTEM)。

其原理是:以高能电子(一般为50-200keV)穿透样品,根据样品不同位置的电子透过强度不同或电子透过晶体样品的衍射方向不同,经后面电磁透镜的放大后,在荧光屏上显示出图像。

TEM分辨率达0.3nm,晶格分辨率达到0.1nm～0.2nm,其样品可放在直径2mm～3mm的铜网上进行测试。

用电镜测量粒径首先应尽量多拍摄有代表性的纳米微粒形貌像,然后由这些电镜照片来测量粒径。

该方法是颗粒度观察测定的绝对方法,因而具有高可靠性和直观性。

用这种方法可以观察到纳米粒子的平均直径或粒径分布。

电镜观察法的缺点一是由于观察用的粉末极少,使得测量结果缺乏统计性;二是因为在制备超微粒子的电镜观察样品时,首先需用超声波分散法使超微粉末分散在载液中,有时候很难使它们全部分散成一次颗粒,特别是纳米粒子很难分散,往往使测得的颗粒粒径是团聚体的粒径。

1.2 X射线衍射线宽法(谢乐公式)由衍射原理可知,物质的X射线衍射峰(花样)与物质内部的晶体结构有关。

每种结晶物质都有其特定的结构参数(包括晶体结构类型,晶胞大小,晶胞中原子、离子或分子的位置和数目等)。

因此,没有两种不同的结晶物质会给出完全相同的衍射峰。

通过分析待测试样的X 射线衍射峰,不仅可以知道物质的化学成分,还能知道它们的存在状态,即能知道某元素是以单质存在或者以化合物、混合物及同素异构体存在。

单个金属纳米颗粒的散射特性分析

单个金属纳米颗粒的散射特性分析摘要本文第一章从表面等离激元入手，运用Drude模型解释了表面等离激元是如何产生的。

并阐述了表面等离激元由于金属结构的不同而产生的两种分类：局域的表面等离激元和传导的表面等离激元。

在第二章中，主要阐述3种理论模型，Mie模型、Drude模型以及Lorentz Drude模型，并对他们各自的优缺点、适用条件进行了简单的说明。

第三章则是用COMSOL Multiphysics对单个金属纳米颗粒的散射特性进行仿真模拟，得到了不同尺寸（半径20、30、40、50、60nm）金球的吸收截面和散射截面曲线、并观测到了表面等离激元对光的选择性吸收和散射现象，以及吸收、散射峰的红移效应。

最后也模拟了s偏振光和p偏振光以不同角度入射时金球的散射情况，可以发现s偏振光在有角度入射时的散射情况与垂直入射时基本一致，而p偏振光有角度入射时的散射情况与垂直入射时有很大的却别。

得出的结果基本与理论一致，从而也验证了该仿真模拟的可行性。

关键词：表面等离激元，Mie模型，Drude模型，Lorentz Drude模型，散射截面，COMSOL Multiphysics仿真模拟Study of single nano gold particle’s scattering characteristicABSTRACTThe first chapter of this thesis is started from surface plasmon, using the Drude model to interpret the production of the surface plasmon. And we show the two kinds of the surface plasmon, caused by the difference of the metal structure. The first is the localized surface plasmon and the second is the propagating surface plasmon polarization. Then we display Mie model,Drude model and Lorentz Drude model mainly in chapter 2, moreover gave an exhibition of the appliance of them. In the third chapter using COMSOL, we stimulate single nano gold particle's scattering characteristic and get the absorption cross section and scattering cross section curve of gold sphere with different sizes. Consequently, the selective absorption and scattering phenomena,and the red-shift of absorption,scattering peaks are both achieved in our experiments. Finally,we show gold sphere scattering properties with s- and p- polarization light incident at different angles. S polarization light was observed that it gave no difference at minor or normal incidence, while p polarization light showed distinct differences at any incident angles. We arrive at the same conclusion with theory, which confirms the availability of this stimulation.KEY WORDS：surface plasmon,Mie model,Drude model,Lorents model,scattering cross section,COMSOL Multiphysics目录单个金属纳米颗粒的散射特性分析 (I)摘要 (I)Study of single nano gold particle’s scattering characteristic (II)前言 (1)1 表面等离激元（surface plasmons，SPs） (2)1.1 用Drude模型解释表面等离激元的产生 (2)1.2 表面等离激元的分类 (3)1.2.1 局域的表面等离激元 (3)1.2.2 传导的表面等离激元 (4)2 表面等离激元的解析计算与相应模型 (6)2.1 Mie模型 (6)2.2 Drude模型 (6)2.3 Lorentz Drude模型 (8)2.4 三种模型的适用情况及优缺点比较 (8)3 COMSOL仿真模拟 (9)3.1 COMSOL介绍 (9)3.1.1 COMSOL Multiphysics发展历史 (9)3.1.2 COMSOL Multiphysics适用模块 (9)3.1.3 COMSOL Multiphysics的求解方式 (9)3.2 Comsol仿真模拟：单个金属纳米颗粒的散射特性分析 (9)3.2.1 几何模型建立 (9)3.2.2 参数设置 (12)3.2.3 模拟结果及分析 (15)4 总结和展望 (22)4.1 总结 (22)4.2 工作展望 (22)4.2.1 模拟的准确性 (22)4.2.2 实验可行性 (23)4.2.3 误差分析及改进 (23)参考文献 (25)致谢 (26)前言对光与物质之间相互作用的理解和控制，一直是人们梦寐追逐的目标,也是科技领域中至关重要的课题。