纳米材料文献综述资料

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纳米材料发展综述

纳米材料发展综述

纳米材料发展综述原来绝缘的氧化物在纳米化后会呈现出一定的导电性;铁磁性材料在纳米级下,其矫顽力比宏观材料提高了3一4个数量级,小于10nm时矫顽力变为零,成为顺磁性材料[s];纳米相陶瓷在室温下有良好的韧性,二氧化铁陶瓷甚至于在18OC发生弯曲而不产生裂纹,而烧结温度降低几百度;纳米相的有微孔的陶瓷小球的吸附力是普通净化剂三氧化铝的20倍;掺有纳米粒子的有机材料耐磨性可提高3~5倍,介电性也大大增加;陶瓷中掺人氧化物的纳米粒子,可提高致密度困;金属纳米粒子掺人陶瓷中可提高陶瓷的力学性能;纳米级的碳管有导电性和半导体性,具有半导体异质结的作用和库仑阻塞效应,强度是钢的几百倍,比重只有钢的六分之一……三、纳米材料的应用随着纳米科技的发展,利用纳米材料特异的光尹电、磁、热、声、力、化学和生物学性能,纳米材料已被广泛应用于宇航、电子、化工、冶金、军事、核工业、医学和生物工程等国民经济发展的许多领域。

不仅在高科技领域有不可替代的作用,也为传统产业带来生机和活力。

4.1催化剂材料中的应用纳米粒子作为催化剂,有着许多优点。

首先是粒径小,比表面积大,催化效率高。

另外,纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前,大部分不会重新结合,因此电子、空穴能够到达表面的数量多,则化学反应活性高。

如纳米级镍、铜锌混合制成的加氢反应催化剂,在相同使用条件下,其选择性比现在使用的雷尼镍(RaneyNi)高5一10倍。

纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂,将使燃烧效率提高100倍。

纳米铁粉可在几He气相热分解中起成核作用而制备出碳纤维。

Fe~(支}Ni等纳米离子可取代贵金属作汽车尾气净化的催化剂。

目前,工业上利用纳米二氧化钦一三氧化二铁作催化剂,用于废水处理(含3笼一或C几以一体系),取得了很好的效果。

陶瓷材料中的应用陶瓷材料作为材料的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。

但是,由于传统陶瓷材料质地较脆,韧性、强度较差,因而使其应用受到了较大的限制。

纳米材料综述范文

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。

纳米材料综述

纳米材料综述

纳米材料综述摘要纳米技术、纳米材料在21世纪将扮演重要角色,纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。

本文综述了纳米材料的定义、历史、特性、目前应用状况和应用前景等方面,并对目前国际上对研究纳米材料研究进行分析。

Abstract nanotechnology, nanomaterials in twenty-first Century will play an important role, nanotechnology is one of the world's most promising decisive technology nowadays. This paper reviews the definition, history, characteristics of nanometer materials, the current application status and application prospects, and analysis of the current international research on research of nanometer materials.关键字纳米材料;定义;发展历史;性能;应用;前景Keywords nanometer materials;definition; development history; properties; application; prospect1.1纳米材料的定义纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。

2.1发展历史纳米材料发展有三个阶段:第一阶段(1990年以前):主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体,研究评估表征的方法,探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能;研究对象一般局限在单一材料和单相材料,国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。

(完整word版)文献综述纳米催化化学

(完整word版)文献综述纳米催化化学

文献综述摘要纳米材料得特性决定了其应用前景,纳米四氧化三铁由于其纳米特性和超顺磁性,生物医学特性,再化学生物方面有着很重要得应用意义,本文通过介绍了纳米四氧化三铁得一般制备方法和一些合成及应用进展,并简单介绍其发展趋势。

关键字四氧化三铁磁流体化学合成1。

纳米材料概述纳米材料是指由尺寸小于100nm(1—100nm)的超精细颗粒构成的材料的总称。

由于纳米尺寸的物质具有突出的表面效应、小尺寸效应和量子限域效应,因而纳米材料具有异于普通材料的光、电、磁、热、力学、机械等性能.根据物理形态划分,纳米材料大致可分为纳米粉末(纳米颗粒)、纳米纤维(纳米管、纳米线)、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。

三维尺寸均为纳米量级的纳米粒子或人造原子被称为零维纳米材料,纳米纤维为一维纳米材料,而纳米膜(片、层)可以称为二维纳米材料,而有纳米结构的材料可以称为三维纳米材料。

2。

纳米四氧化三铁得制备和合成研究2.1 纳米四氧化三铁四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体,又称磁性氧化铁,不溶于酸或碱,是电的良导体。

结构和性质是材料表征中两个基本的属性,二者密不可分,因此,研究四氧化三铁的结构对于了解其性质以及探索其可能的应用具有十分重要的价值。

X射线衍射研究结构证明,Fe3O4为两种阳离子和氧离子形成的氧化物,是Fe2+和Fe3+混合氧化态的化合物或Fe3+酸,即化学式为Fe2+Fe3+(Fe3+O4),是反尖晶石结构。

习惯上仍用Fe3O4来表示,但不能看成FeO和Fe2O3的混合物氧化物.Fe3O4是由Fe2+、Fe3+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体。

离子键的排列方式与尖晶石构型相仿.在四氧化三铁的结构中,四氧化三铁是含有混合价态的物质,其中的离子多以链状交替存在,即—-—Fe2+-—-Fe3+-—- Fe2+-—-Fe3+---这样的结构是有利于电子在链上的传递,使得四氧化三铁有导电性。

Fe3O4 是一种非常重要的磁性材料,它独特的电学和磁学性能,使其广泛用作磁流体和磁记录材料等。

纳米材料综述

纳米材料综述

纳米材料综述一、基本定义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。

1、纳米纳米是一种长度单位,1纳米=1×10-9米,即1米的十亿分之一,单位符号为 nm。

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。

3、纳米材料材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料就称为纳米材料。

纳米材料和宏观材料迥然不同,它具有奇特的光学、电学、磁学、热学和力学等方面的性质。

图1 纳米颗粒材料SEM图由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题,可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。

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。

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述1. 引言1.1 研究背景目前国内镍纳米复合材料的研究还存在一些问题和挑战,如制备工艺不够成熟、性能不稳定、应用领域有限等。

对国内镍纳米复合材料问题进行深入研究,解决其存在的问题,提高其性能和应用范围,具有重要的理论和实际意义。

本文旨在对国内镍纳米复合材料的研究现状进行综述,分析存在的问题并提出改进方向,为未来的研究工作提供参考和指导。

1.2 研究目的研究目的是对国内镍纳米复合材料的问题进行深入分析和探讨,总结目前存在的研究成果和成就,找出其中存在的不足和问题,探讨可能的改进方向和发展趋势。

通过对国内镍纳米复合材料研究进展的综述,希望可以为该领域的研究人员提供参考和借鉴,促进该领域的进一步发展和提升。

通过对国内外纳米复合材料研究现状的比较分析,可以发现国内研究的优势和不足之处,并提出合理的改进方向,为国内镍纳米复合材料研究的未来发展提供有益的建议。

通过本文的综述,旨在为国内镍纳米复合材料研究的进一步推进和发展提供理论依据和实践指导。

2. 正文2.1 纳米复合材料的定义和特点纳米复合材料是指由两种或两种以上的材料通过一定方式组合而成的新型材料。

它具有以下几个特点:1. 界面效应:纳米复合材料的组成部分通常是纳米级的颗粒或纳米棒,这些纳米颗粒之间的界面对于材料的性能有着重要的影响。

界面效应可以改变材料的结构、力学性能、化学性质等,从而使材料具有优异的性能。

2. 尺寸效应:纳米复合材料的尺寸通常在纳米级别,与传统材料相比具有更大的比表面积和界面积,使得材料的物理、化学性质发生变化。

尺寸效应使纳米复合材料具有优异的力学、光学、磁学等性能。

3. 多功能性:纳米复合材料可以根据不同的需求设计并组合不同的功能材料,实现多种性能的综合优化。

通过调控纳米结构和组成,可以使纳米复合材料同时具有高强度、高导电性、高磁性等多种功能。

4. 可控性:纳米复合材料的制备过程相对复杂,但通过合适的方法可以实现对材料结构、性能的精确调控。

毕业论文(设计)纳米材料之综述

毕业论文(设计)纳米材料之综述

纳米材料之综述摘要:概述了纳米科技的内涵、纳米材料的特性、表征技术、制备及其应用。

并结合国内外对纳米材料的应用情况,概述了其研究进展。

关键词:纳米科技,纳米材料特性,表征,制备,研究进展Review of nanometer materials Abstract: The concept of nanotechnology and the strange characteristic, characterization, preparation and application of nano materials are summarized. Its development is prospected based on the situation at home and abroad.Key words: nanotechnology, characteristic , characterization,preparation,application引言:纳米科技是20世纪80年代末、90年代初逐步发展起来的新兴学科领域,它是在纳米尺度(0.1nm-100nm)上研究物质的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。

纳米材料是指晶粒和晶界等显微结构能到达纳米级尺度水平的材料,而纳米粒子是加工和制造纳米材料的原料。

由于材料的超细化,其表面的电子结构和晶体结构发生变化,产生了表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得纳米材料在磁性、非线性光学、光发射、光吸收、光电导、导热性、催化、化学活性、敏感特性、电学即力学方面表现出独特的性能,并在这些领域得到很好的应用。

纳米材料的化学组成及其结构是决定其性能和应用的关键因素。

因此在原子尺度和纳米尺度对纳米材料进行表征是非常重要的。

纳米材料的表征方法很多,发展也很快,而且往往需要多种表征技术相结合,才能得到可靠的信息,这大大地推动了纳米材料科学的发展。

纳米材料研究综述

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。

ZnO文献综述

ZnO文献综述

文献综述在纳米技术领域,最引人注目并且最具代表性的一维纳米结构主要有三种:碳纳米管、硅纳米线和ZnO纳米线。

ZnO纳米材料作为一种优良的纳米材料,已经得到了极大发展。

[1]ZnO晶体结构属于六方晶系,空间群C46V=p63mc,氧离子为六方密堆排列,锌离子填充半数的四面体空隙,1个Zn2+配4个O2—构成[Zn-O4]2-四面体,其中3个Zn-O键长为0.204nm,相应的3个氧离子构成的三角形面称为四面体的底面,它与晶体C轴垂直,另一个Zn-O键长为0.196nm,并与C轴平行。

[2] 四面体间顶角相连,其中一个角与-C(0001)面平行,1个角则指向-C(0001)面。

Zn2+在C轴向不对称分布,靠近+C方向,在C轴方向Zn-O4配位四面体结晶方位不同,上下两层在水平面上结晶方位偏差为600,这也就是ZnO本身有极性的内因。

ZnO结晶形态为六方单锥类,对称形为L6P,L6为Z轴,显露晶面为六方单锥p{1011}、p-{1011},六方柱m{1010},单面c{1001}。

[3] ZnO的结构决定了它属于带隙较宽( 室温下3. 37eV) 的半导体材料,且与其它传统半导体材料如Si、GaAS、CdS、GaN 等相比, ZnO 具有较高的激子束缚能( 60meV),且由于它的对称性较低,使得它有较复杂的能带结构,Thomas等最早研究了ZnO的能带结构。

[4],[5],[6] ZnO作为一种重要的半导体材料,其纳米材料有小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应、久保效应等许多宏观纳米材料所具有的特殊性质,有高的熔点(19750C)、高的激子增益。

这些优点使ZnO成为用途广泛的新一代短波长光电信息功能材料,又被称为“低温蓝光工程”材料。

[7],[8] 最近,ZnO又因优异的材料质量、高效的掺杂特性及可制备更好的可供应合金材料这三方面的突出特征而实现了全彩ZnO基LED[9]:不必使用荧光粉就可以将发光波长范围涵盖紫外到红光的整个区间,另外,当ZnO用于紫外LED时,它在结构、功耗、发光波长等方面比常规紫外灯具有显著的优点。

纳米材料综述

纳米材料综述

纳米材料综述机械工程学院11级机制班刘科显201100160224前言1,概述一纳米等于十亿分之一米,相当于人的头发丝直径的八万分之一。

纳米材料被誉为“21一世纪最具有前途的材料”,与信息技术和生物技术并成为21世纪社会经济发展的三大支柱之一和战略制高点。

材料的结构决定材料的性质,纳米材料的特殊结构决定它具有一些特异性质,从而纳米材料具有常规材料没有的性质,从而使纳米材料得到更广泛的应用。

纳米材料在化工,工程材料,信息,生物医学,军事等领域都得到了充分的应用。

现在纳米技术尚在初期阶段,但于社会效益与经济效益都产生的巨大的影响,在未来纳米材料必定大显身手。

纳米科技是研究结构尺度在1(0.1)~100nm范围内材料体系的运动规律,相互作用及实际应用的科学技术。

其基本内涵是在纳米尺寸范围内认识和改造自然,通过直接操作原子,分子创造新的物质。

纳米技术在材料学,生物学,电子学,化学,物理学,测量学,力学的若干领域得到应用。

纳米技术是许多基础理论,专业工程理论与当代高新技术的结晶。

以物理学,化学的微观理论为基础,以现代高精密检测仪器和先进的分析技术为手段。

美国IBM首席科学家曾经说到:“正像微电子技术产生了信息革命一样,纳米技术将成为下一代信息的核心。

”我国著名科学家钱学森也指出:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科学技术发展的重点,会是一次技术革命,从而引发21世纪的一次新的产业革命。

”纳米技术具有极大的战略意义,世界上许多国家都将其纳入重点发展项目。

本文将从纳米材料的现状,发展趋势及应用三方面加以主要叙述。

2,定义纳米材料是指特征尺寸在纳米数量级(1~100nm)的极细颗粒组成的固体材料。

广义上讲,纳米材料指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。

发展历史纳米材料的概念可以追溯到1959年,诺贝尔奖获得者理查德·费曼(Richard Phillips Feynman)_在一次名为“There is plenty of room at the bottom”演讲中提到的。

纳米材料综述论文

纳米材料综述论文

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。

纳米材料综述

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。

碳纳米管文献综述

碳纳米管文献综述

文献综述纳米碳管作为一种碳素新材料,具有优异的力学、电学、储氢等物理性质,在纳米材料、纳米生物学、纳米化学等方面具有潜在的应用价值,成为近年来人们的研究热点。

大批量、低成本合成纳米碳管是拓展纳米碳管应用研究的基础,因此对纳米碳管的合成研究也最多,并取得了一定的进展。

纳米碳管的机械强度高,比表面积大,界面效应强,容易吸附金属催化剂,而被认为在催化剂载体领域里有很好的应用前景。

一碳纳米管简史研究碳纳米管的历史,可以追溯到1889年,一项专利阐明了如何制备一维碳纳米材料,产物中可能有碳纳米管。

1970年,法国奥林大学(University of Orleans)的En-do 用气相生长技术制成了直径为7nm 的碳纤维,由于他没有对这些碳纤维的结构进行细致的评估和表征,所以并没有引起人们的注意。

后来科学家在研究C60,C70的基础上认识到产生无数种近石墨结构成为可能。

1991年1月,日本筑波NEC 实验室的饭岛澄男首先用高分辨率电镜观察到了他认为是一种螺旋状的微管,也就是碳纳米管,文章发表在《自然》(Nature)杂志上。

从而饭岛成为公认的碳纳米管发现者。

1993年,等和DS。

Bethune等同时报道了采用电弧法,在石墨电极中添加一定的催化剂,可以得到仅仅具有一层管壁的碳纳米管,即单壁碳纳米管产物。

1997年,等报道了单壁碳纳米管的中空管可储存和稳定氢分子,引起广泛的关注。

二碳纳米管的分类按照石墨烯片的层数,可分为:单壁碳纳米管(Single-walled nanotubes, SWNT s):由一层石墨烯片组成。

单壁管典型的直径和长度分别为~3nm和1~50μm。

又称富勒管(Fullerenes tubes);多壁碳纳米管(Multi-walled nanotubes, MWNTs):含有多层石墨烯片。

形状象个同轴电缆。

其层数从2~50不等,层间距为±,与石墨层间距相当。

多壁管的典型直径和长度分别为2~30nm和~50μm。

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述【摘要】本文对国内镍纳米复合材料问题展开了研究,首先介绍了纳米复合材料的定义和特点,然后探讨了国内镍纳米复合材料的研究现状和存在的问题。

在相关研究文献综述中,对已有的研究成果进行了总结和分析。

研究发现,国内镍纳米复合材料在应用过程中存在一些问题,需要进一步深入研究解决。

本文提出了展望未来研究方向,并总结了本文的研究意义。

通过本文的深入研究,有望推动国内镍纳米复合材料领域的发展,为相关领域的研究提供参考和借鉴。

【关键词】国内、镍、纳米复合材料、问题、研究文献、综述、展望、研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景国内镍纳米复合材料问题研究文献综述引言1.2 研究目的研究目的是对国内镍纳米复合材料问题进行深入研究,探讨其存在的不足并提出解决方案,以推动该领域的发展和进步。

通过对镍纳米复合材料的定义、特点和现状进行分析,找出其中存在的问题和挑战,并结合相关研究文献进行综述,为今后进一步的研究提供参考和借鉴。

研究的最终目的是为了完善国内的镍纳米复合材料技术,促进材料科学的发展,同时为相关工业领域提供更好的材料选择和技术支持。

通过本文的研究,希望能够为国内镍纳米复合材料的研究和应用开辟新的方向和方法,为我国的材料科学和工程技术的发展做出贡献。

2. 正文2.1 纳米复合材料的定义和特点纳米复合材料是由两种或更多种不同材料在纳米尺度下混合形成的材料,具有优异的物理、化学性质和性能。

其主要特点包括以下几点:1. 尺寸效应:纳米复合材料颗粒尺寸在纳米级以下,具有大比表面积和高比表面积积,表面原子数增加,因而导致材料性质发生明显变化。

2. 界面效应:纳米复合材料由不同材料组成,具有明显的界面效应,界面结构和性质直接影响整体材料性能。

3. 协同效应:不同成分之间相互作用、协同作用,使纳米复合材料表现出优异的综合性能,具有独特的功效。

4. 可调控性:通过调节纳米复合材料中的成分、结构和形貌,可以实现对材料性能的调控和优化。

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述

国内镍纳米复合材料问题研究文献综述【摘要】纳米复合材料是近年来备受关注的新型材料,具有独特的结构和性能。

本文通过对国内镍纳米复合材料的研究进行了综述。

在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。

接着正文部分分别阐述了纳米复合材料的定义和特点、国内纳米镍复合材料的研究现状以及存在的问题,研究趋势和未来发展方向。

在结论部分总结了目前研究的现状,展望了未来的发展,并给出了相关的研究建议。

通过本文的综述,有助于更好地了解国内镍纳米复合材料的研究现状和问题,为未来的研究提供参考和指导。

【关键词】纳米复合材料、镍、国内研究、问题、未来发展、研究建议、综述1. 引言1.1 研究背景随着科学技术的不断发展,国内对镍纳米复合材料的研究在近年来也取得了一定的成果和突破,但同时也面临着一些问题和挑战。

本文将对国内镍纳米复合材料研究的现状、存在的问题、趋势和未来发展方向进行系统梳理和分析,为相关领域的科研工作者提供更多的思路和创新点。

通过对国内镍纳米复合材料问题的系统研究和综述,有助于促进该领域的学术交流和合作,推动材料科学领域的发展和进步。

希望本文能够激发更多科研工作者的研究热情和创新思维,为推动镍纳米复合材料领域的发展做出更多的贡献。

1.2 研究目的国内镍纳米复合材料问题研究的目的是为了探究纳米镍复合材料在材料科学领域的潜在应用和发展趋势,以及解决目前存在的问题和挑战。

通过对国内镍纳米复合材料研究现状的调查和分析,可以更深入地了解该领域的发展状况和存在的瓶颈。

通过研究国内镍纳米复合材料的未来发展方向,可以为相关领域的研究提供指导和借鉴,推动科技创新和产业升级。

深入探讨国内镍纳米复合材料存在的问题和挑战,有助于进一步完善材料的性能和结构,促进材料领域的发展和创新。

本研究旨在从理论和实践的角度出发,探讨国内镍纳米复合材料的研究现状、问题、趋势和未来发展方向,为相关领域的研究者和决策者提供参考和借鉴。

1.3 研究意义国内镍纳米复合材料的研究意义主要表现在以下几个方面:一、拓展材料应用领域:纳米镍复合材料具有优异的力学性能、导电性能和热稳定性,可以广泛应用于电子、航空航天、能源等领域,为现代工业技术的发展提供新的材料选择。

纳米材料综述

纳米材料综述

NANCHANG UNIVERSITY题目:纳米材料综述学院:高等研究院专业:本硕实验班班级:本硕141 学号: 5801414056 学生姓名:侯阳辉2016年4月目录纳米材料综述 (3)一、引言 (3)二、纳米材料的种类 (3)三、纳米材料的结构特征 (3)四、纳米材料的性能 (4)1.小尺寸效应 (4)2.表面与界面效应 (5)3.量子尺寸效应 (5)4.宏观量子隧道效应 (5)五、纳米材料的制备方法 (5)1.惰性气体沉积法 (5)2.还原法 (5)3.化学气相沉淀法 (6)4.溶胶-凝胶法 (6)5.球磨法 (6)六、纳米材料的应用 (6)1.在催化方面的应用 (6)2.在生物医学方面的应用 (7)3.在精细化工方面的应用 (7)七、参考文献 (7)纳米材料综述摘要:纳米材料是当今非常热门的新型材料。

本文阐述了纳米材料的种类、结构特征、性能、制备方法及其应用。

关键词:纳米材料种类结构性能制备应用。

一、引言“namometer”这个英文单词翻译成汉文的意思是“纳米”,而“纳米”的译名也是由此得来的。

如果物质的长度介于1~100纳米这个范围内,即介于纳米尺度范围内时,物质的性能随之会发生剧变,会在其他方面表现出特殊性能,如将导致声、电、光、热、磁性呈现新的特性。

通常情况下把不同于物质微观组成的原子、分子和宏观物质构成的性能的材料,称之为纳米材料。

纳米材料是一类材料的概称,而并非指某一种具体的材料。

二、纳米材料的种类纳米材料按其颗粒组成的尺寸和排列状态,可分为纳米晶体和纳米非晶体。

前者指所包含的纳米微晶为晶态,后者由具有短程序的非晶态纳米微粒组成,如纳米非晶态薄膜纳米材料按其结构可分为四类:1.晶粒尺寸至少在一个方向上在几个纳米范围内的称为三维纳米材料;2.具有层状结构的称为二维纳米材料;3.具有纤维结构的称为一维纳米材料;4.具有原子簇和原子束结构的称为零维纳米材料。

三、纳米材料的结构特征纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成。

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北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY碳纳米管的性质与应用姓名:赵开专业:应用化学班级: 0804学号: 0801050972011年05月文献综述前言本人论题为《碳纳米管的性质与应用》。

碳纳米管是一维碳基纳米材料,其径向尺寸为纳米级,轴向尺寸为微米量级,管子两端基本上都封口。

碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等力学,电磁学特点。

近年来,碳纳米管在力学、电磁学、医学等方面得到了广泛应用。

本文根据众多学者对碳纳米管的研究成果,借鉴他们的成功经验,就碳纳米管的性质及其功能等方面结合最新碳纳米管的应用做一些简要介绍。

本文主要查阅近几年关于碳纳米管相关研究的文献期刊。

碳纳米管(CNT)是碳的同素异形体之一,是由六元碳环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管,其中每个碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。

碳纳米管是由一层或多层石墨按照一定方式卷曲而成的具有管状结构的纳米材料。

由单层石墨平面卷曲形成单壁碳纳米管(SWNT),多层石墨平面卷曲形成多壁碳纳米管(MWNT)。

自从1991年日本科学家lijima发现碳纳米管以来,其以优异的力学、热学以及光电特性受到了化学、物理、生物、医学、材料等多个领域研究者的广关注。

一、碳纳米管的性质碳纳米管的分类研究碳纳米管的性质首先要对其进行分类。

(1)按照石墨层数分类,碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。

(2)按照手性分类,碳纳米管可分为手性管和非手性管。

其中非手性管又可分为扶手椅型管和锯齿型管。

(3)按照导电性能分类,碳纳米管可分为导体管和半导体管。

碳纳米管的力学性能碳纳米管无缝管状结构和管身良好的石墨化程度赋予了碳纳米管优异的力学性能。

其拉伸强度是钢的100倍,而质量只有钢的1/ 6,并且延伸率可达到20 %,其长度和直径之比可达100~1000,远远超出一般材料的长径比,因而被称为“超强纤维”。

碳纳米管具有如此优良的力学性能是一种绝好的纤维材料。

它具有碳纤维的固有性质,强度及韧性均远优于其他纤维材料[1]。

单壁碳纳米管的杨氏模量在1012Pa范围内,在轴向施加压力或弯曲碳纳米管时,当外力大于欧拉强度极限或弯曲强度,它不会断裂而是先发生大角度弯曲然后打卷形成麻花状物体,但是当外力释放后碳纳米管仍可以恢复原状。

碳纳米管的电磁性能在纳米碳管内,由于电子的量子限域,电子只能在石墨片中沿着纳米碳管的轴向运动,因此纳米碳管表现出独特的电学性能。

它既可以表现出金属的电学性能又可以表现出半导体的电学性能。

碳纳米管具有独特的导电性、很高的热稳定性和本征迁移率,比表面积大,微孔集中在一定范围内,满足理想的超级电容器电极材料的要求[2]。

此外,碳纳米管还可以用作锂离子电池的材料。

碳纳米管的磁化率比石墨、富勒烯、活性炭、碳黑等其它材料要高。

由于碳纳米管的尖端具有纳米尺度的曲率,在相对比较低的电压下就能够发射大量的电子,因此碳纳米管材料能够呈现出良好的场致发射特性,很适合用作各种场致发射器件的阴极。

碳纳米管的光学性能研究碳纳米管的发光性质从其发光位置着手研究。

单壁纳米碳管的发光是从支撑纳米碳管的金针顶附近发射的,并且发光强度随发射电流的增大而增强;多壁纳米碳管的发光位置主要限制在面对着电极的薄膜部分,发光位置是非均匀的,发光强度也是随着发射电流的增大而增强。

碳纳米管的发光是由电子在与场发射有关的两个能级上的跃迁而导致的。

研究表明单壁纳米碳管的光吸收随压力的增大而减弱,其原因在于压力的变化会导致纳米碳管对称性的改变。

碳纳米管的敏感性能碳纳米管对多种气体有敏感性能[3],如碳纳米管对氧气极为敏感,这是电子在氧原子和碳纳米管之间的转移所造成的结果。

在室温下,放置在氧气中的半导体性碳纳米管会转化成金属性的。

碳纳米管在吸附氧原子后电阻会下降15%。

如果把半导体性的单壁碳纳米管放置在含二氧化氮或氨气中,很快碳纳米管的电阻变化可达3个数量级。

其吸附二氧化氮后,使其电阻下降,吸附氨气后导致其电阻增大。

这是由于空穴是碳纳米管中的主要载流子,吸附二氧化氮会引起费米能级下移从而靠近价带,吸附氮气会引起费米能级上移从而靠近导带。

碳纳米管的催化性能在催化研究方面,碳纳米管已被用于分散和稳定纳米级的金属小颗粒。

由碳纳米管制得的催化剂可以改善多相催化的选择性。

如果直接用碳纳米管做催化剂可明显转换率。

此外,利用碳纳米管的管状腔进行管道有机合成,在生物化学以及制药化学领域有重要意义。

碳纳米管的其他性能碳纳米管还具有超导性能,研究发现单壁碳纳米管的电导率随外磁场的变化而改变,这说明管内电子的自旋与外磁场之间有较强的相互作用,因此由外界改变单壁碳纳米管内的磁序列是可能的。

有学者研究表明,纳米碳管在低温区表现出超导性能并且有很高的临界超导电流。

纳米碳管的超导性能研究为热敏电阻辐射器件的研制和开发提供了条件。

碳纳米管具有很好的热稳定性,在真空状态高温下保持稳定。

碳纳米管具有良好的导热性,它的导热性是金刚石的两倍。

由上述可知,正是因为碳纳米管具有力学、电学、磁学、热学以及物理、化学等方面独特的性能,使得其在诸多领域都有着广泛的应用。

探索和研究碳纳米管的应用已成为当务之急,具有重大的实用价值。

二、碳纳米管的应用碳纳米管在力学领域的应用碳纳米管具有十分优良的力学性能,具有异常高的扬氏模量,同时还具有极高的韧性,被认为是未来的“超级纤维”。

基于碳纳米管的优良力学性能可以将其作为结构复合材料的增强剂。

例如,碳纤维增强复合材料在航空航天等高技术领域早已得到广泛的应用,但碳纤维韧性不高的弱点也带来了很多制约。

[4]如果用碳纳米管取代碳纤维而成为复合材料的优异的增强剂,可以大大增强纤维的韧性。

另外,碳纳米管可以承受重击,所以它是很好的装甲和防弹衣的材料。

碳纳米管还可以用于场发射、微电极和SPM探针显微镜的针尖等。

在纳米机械方面,已经研制出可称量单个病毒质量的“纳米秤”。

纳米秤与悬挂的钟摆很相似,通过测量振动频率便可以测出粘结在悬臂梁一端的颗粒的质量。

利用这个原理可以测量出粘结在碳纳米管自由端顶部的微小质量。

碳纳米管在电磁学领域的应用碳纳米管具有良好的导电性,是一种可用于制备修饰电极和电化学传感器的优良材料。

将碳纳米管对传统电极进行修饰可以降低氧化过电势,增加峰电流,从而改善分析性能,提高方法选择性和灵敏度。

[5]因此,碳纳米管作为修饰电极材料已广泛应用于分析化学领域。

由于碳纳米管的尖端具有纳米尺度的曲率在相对比较低的电压下就能够发射大量的电子,因此碳纳米管材料能够呈现出良好的场致发射特性,非常适合于用作各种场致发射器件的阴极。

利用碳纳米管的场致电子发射性能可用于制作平面显示装置,使之更薄、更省电,从而取代笨重和低效的电视和计算机显示器。

碳纳米管的优异场发射性能还可使其应用于微波放大器、真空电源开关和制版技术上。

由于碳纳米管是理想的一维量子导线,其独特的结构不仅可作成分子导线而且可作为生产分子导线的模具,所以可用于大规模集成电路、超导线材、超电容器,也可用于电池电极和半导体器件。

目前的扫描探针显微镜是采用一个极微小的探针在样品表面极小距离内移动来得到样品表面的信息。

碳纳米管的直径比以往用的针尖小得多,用碳纳米管作为扫描探针能大大提高其分辨率。

利用碳纳米管的金属导电性和半导体性能,碳纳米管还被用于制作分子级开关、半导体器件等。

碳纳米管在催化剂材料领域的应用碳纳米管管壁的官能化的进展与其优良的电子传导性、对反应物种和反应产物的特殊吸附及脱附性能、特殊的孔腔空间立体选择性、碳与金属催化剂的金属--载体强相互作用以及碳纳米管由于量子效应而导致的特异性催化和光催化性质、强的氧化性和还原性,使人们对碳纳米管在催化化学中的应用产生了极大的兴趣。

[6]由于碳纳米管特有的电子、孔腔结构和吸附性能等,碳纳米管在催化方面主要是当载体来使用,直接用碳纳米管作催化剂并不多。

有关纳米材料量子效应在催化化学中的一个成功应用例子是将比表面为180m2/g的碳纳米管直接应用于NO X的催化还原,在573K获得8%的NO转化率,而当温度升至873K 可得到100 %的NO转化率。

碳纳米管在合成氨催化方面也有突出贡献。

有研究者在钌基氨合成催化剂研究中发现,在同等条件下以碳纳米管为载体的钾促进的钌基催化剂,这比以氧化物为载体的钌基氨合成催化剂的活性高得多,这有利于氨的合成。

应当注意的是碳纳米管其特殊的孔腔多层结构为氮及氢的吸附和反应提供了足够的空间以及快速吸附、脱附的通道。

碳纳米管在储氢材料领域的应用能源危机和环境污染已经成为一个国际关注的重大问题。

开发氢气这种新型清洁能源,对于解决世界性能源危机,实现可持续发展具有重大的现实意义。

碳纳米管作为储氢材料已经引起了人们广泛的关注与研究。

直径为零点几纳米到几十纳米的碳纳米管具有纳米尺度的中空孔道,被认为是一种极具潜力的储氢材料。

纯净的单壁碳纳米管的储氢能力质量分数可达5%~10%。

单壁碳纳米管是目前唯一能满足氢能源燃料电池汽车的一种储氢材料。

[7]利用碳纳米管的储氢能力,可用于制造质子交换膜燃料电池,这种燃料电池通过消耗氢产生电力,排出的废气为水蒸气,故没有污染。

用碳纳米管储氢材料储氢后供应氢,也可通过分解汽油和其他碳氢化合物或直接从空气中获取氢给燃料电池提供氢源。

碳纳米管储氢的优越性将使碳纳米管燃料电池成为最具发展潜力的新型汽车动力源,这预示着氢能源的储存及利用将可能取得技术上的重大突破。

单壁碳纳米管的储气和解吸的温度、压力和动力学可能与纳米管的直径和长径比有关,控制这些参数并提高产量、纯度等条件将能得到具有实际应用价值的储氢材料,有望推动和促进氢能源的利用。

此外,碳纳米管还可以用来储存其它气体,如氩气、氪气、氙气等。

碳纳米管在医学领域的应用碳纳米管以其极高的稳定性、良好的生物相容性成为生物纳米材料中的佼佼者,在医学领域应用前景值得期待[8]。

癌症已经成为危害人类健康的第二大杀手,目前还没有完全治愈的方法。

研究表明将特定序列的RNA修饰到碳纳米管表面,这些功能化碳纳米管可以特异性结合到癌细胞表面,在一定小波长激光的照射下,这种RNA功能化碳纳米管就可以特异地杀死癌细胞圈。

有学者研究在无线电场的作用下,碳纳米管可在一定条件下杀死肝脏肿瘤细胞,而对附近的健康细胞伤害较小。

这些研究预示着碳纳米管在未来可能作为新一代抗癌药物,从而取代目前使用的副作用较大的抗癌药物。

碳纳米管管道合成是有机合成、生物化学和制药化学的重点研究领域。

碳纳米管声学传感器可以用作“纳米听诊器”,使诊断更为准确。

由碳纳米管制成的微型纳米钳,有望成为科学家和医生装配纳米机械和进行微型手术的新工具。

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