纳米材料研究进展 罗珊珊VIP免费

纳米材料的研究进展罗珊珊应用化学201303007（武汉轻工大学湖北武汉）摘要：本文主要简要介绍了纳米材料的发展历程，并结合国内外参考文献综述了纳米材料的制备方法，其中包括溶胶-凝胶法、气相反应法、固气相反应法相反应法。并且展望了纳米材料的应用前景和发展趋势。关键词：纳米材料；制备方法；应用；ProgressofNanometerMaterialsShan-ShanLuoAppliedChemistry201303007(WuhanPolytechnicUniversity,Wuhan,Hubei)Abstract:Thispaperbrieflyintroducesthedevelopmentofnanometermaterials,andcombiningwithdomesticandforeignreferencesinthispaper,thepreparationmethodsofnanometermaterialsareintroduced,includingsol-gelmethod,gasphasereactionmethod,andsolidreactionprocess.Thepotentialapplicationandthedevelopingprospectsofnanometermaterialsareproposed.Keywords:nanometermaterials;preparationmethod;application1前言纳米材料被称为21世纪的新材料。而纳米材料是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。也就是说，几十个原子、分子或成千个原子和分子“组合”在一起时，表现出既不同于单个原子、分子的性质。有时这种组合被称为“超分子”或“人工分子”，以区别于正常的原子和分子，这种“超分子”往往具有人们意想不到的性质。纳米材料的特殊性能主要体现在它的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应与它的特殊光电特性、高磁阻现象、非线形电阻现象及其在高温下仍具有高强、高韧、优良稳定性等特性,所以纳米材料具有非常广阔的应用领域。2纳米材料的发展历程真正有意识的研究纳米粒子可追溯到20世纪30年代的日本的为了军事需要而开展的“沉烟试验”，但受到当时试验水平和条件限制，虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微铅粉，但光吸收性能很不稳定。自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段：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。第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。1995年超低功耗和高集成的纳米结构单电子三级管在美国研制成功，使人们对于纳米结构的研究对下一代量子器件的诞生的重要性有了进一步认识[1]。3纳米材料的制备方法纳米微粒的制备方法，可以按制备原料状态分为3大类：气相法、液相法和固相法；按反应物状态分为干法和湿法；另外按反应的过程分为物理法和综合法[2]。其中大部分方法都具有粒径均匀，粒度可控，操作简单等优点；但是有的也存在可生产材料范围较窄，反应条件较高，如高温高压等缺点。3.1液相法液相法制备纳米微粒是将均相溶液通过各种途径使溶质和溶剂分离，溶质形成一定形状和大小的颗粒，得到所需粉末的前驱体，热解后得到纳米微粒[3]。液相法具有设备简单。原料容易获得、纯度高、均匀性好、化学组成控制准确等优点，主要用于氧化物系超微粉的制备。液相法包括沉淀法，水解法，喷雾法，乳液法，溶胶-凝胶法，其中应用最广的是溶胶-凝胶法、沉淀法。近年来，人们已经利用溶胶-凝胶工艺在多种衬底上制备出了不同成分的优质薄膜。乔振亮等人[4]在玻璃基片上获得了性能良好的Cu2O薄膜；张新安等人[5]在(100)Si及石英衬底上成功地制备了均匀致密的多晶钙钛矿结构钙改性钛酸铅铁电薄膜；ChengJianGong等人[6]在Pt/Ti/SiO2/Si基底上得到了热电Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜，具有低耗散因数(介...