纳米材料的发展历史、现状与发展趋势（上）

纳米（nanometer）的nano在希腊语中是”矮小”的意思。纳米是一种长度计量单位，用符号nm表示，纳米与米、微米、埃的关系为：1nm=10A=10^-3um=10^-9m，在纳米科技材料中，通常把0．1nm～100nm之间尺寸大小称为纳米尺度范围。把在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围的材料称为纳米材料；把材料只有在纳米尺度范围才能显示出来的性能叫做纳米效应。     

金属离子注入纳米结构和特性

材料中纳米弥散相的形成对材料强化有着非常重要的作用,离子注入技术在材料表面容易形成这种结构.透射电子显微镜观察表明,经过Ti注入的钢,表面形成了直径为10～30nm丝状的FeTi和FeTi2相,其长度为150～320nm, 当束流密度分别为25～50μA*cm-2时,弥散相的密度分别为1.2×1011和6.5×1010 cm-2,其平均直径则分别为10和18nm. 扫描电子显微镜观察C+Ti样品表明, 注入后表面形成的抗腐蚀钝化层也为丝状纳米结构, 细丝直径25～60nm,长度100～200nm,密度约2.2×109 cm-2.这种致密的结构具有很强的抗磨损特性和抗腐蚀特性.抗磨损特性提高了8倍.电化学测量结果表明,随注量的增加,腐蚀电流密度Jp明显下降,用3×1017 cm-2注量的Ti注入H13钢Jp比未经注入之值降低到0.125%～0.050%; W注入聚脂膜(PET)形成了10～20nm W的析出相,这种相的析出使PET表面硬度增加,抗磨损和抗腐蚀特性增强,并使之形成了优良的导电层.     

纳米技术手册

“纳米材料”是指在纳米尺度（0．1～100nm范围，1nm=10^-9m）上研究物质的特征和相互作用，以及利用纳米尺度的特征开发新产品的一门科学和技术。纳米科技包含纳米材料、纳米器件和对它们的检测与表征等应用性很强的研究和技术领域。通常说的纳米检测和表征是指在纳米尺度上分析纳米结构材料和器件的组成、构造，并且进一步探索新现象，作为发展新的器件和功能材料的手段。     

海藻酸钠-银纳米粒子的合成与表征

以天然大分子材料海藻酸钠为稳定剂,通过硼氢化钠还原,在水溶液中制备了室温下能稳定分散的银纳米粒子．通过x射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见光谱分析仪等对制备的银纳米粒子进行表征．结果表明,所制备的银纳米粒子具有立方相结构,粒径在10～35nm之间,在水溶液中能够保存3个月以上．     

NiAl(Co)金属间化合物纳米晶块体材料的制备及其性能

采用机械合金化方法获得NiAl(Co)纳米晶粉末,经过热压,成功地制备出NiAl(Co)块体纳米晶材料·其晶粒尺寸约在300～480nm,致密度可达到91%以上,室温压缩屈服强度达到1250～1400MPa,是铸态NiAl合金的31～35倍,室温塑性良好,有大约13%的压缩塑性·其中Ni50Al40Co10纳米晶块体材料压缩率可达30%,而无裂纹产生;Ni50Al45Co5,在980℃高温压缩至195%无裂纹产生,变形均匀·还发现含γ′相的NiAl(Co)的双相纳米晶块体材料压缩性能优于单相NiAl(Co)纳米晶块体材料     

纳米CeO2和Co3O4粉体的合成

用甲酸代替水作反应介质,以六水合硝酸亚铈为原料,采用非水溶剂水热法制备纳米CeO2;以六水合硝酸亚钴为原料,碳酸铵为沉淀剂,采用均相沉淀法在不同反应条件下,合成纳米Co3O4.用XRD,TEM,BET等手段测定产品的形貌和纳米尺度.实验表明,所合成的CeO2,Co3O4,粒径大小分别在10～20nm和20～30nm范围.该材料作为镍氢电池负极添加剂,大大改良电池的低温放电性能,增加可充电次数.     

热氧化法在镀铜锌箔上制备ZnO纳米片

温度500℃时,在CuSO₄浸蚀过的锌箔上用直接氧化法制取纳米氧化锌。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电子显微镜分别对其形貌、物相、微观结构进行表征和分析。研究结果表明:在500℃氧化硫酸铜浸蚀锌箔可以得到较好的纳米片状结构。经过分析发现氧化锌纳米片厚度为50～100 mm,它由晶粒尺寸10nm的六方晶体组成。用直接氧化法在CuSO₄浸蚀过的锌箔可实现低温条件下制备出纳米片材料,将来可能会成为一种制备纳米氧化锌材料的重要方法。     

In2S3纳米结构微球的水热制备及其发光性质

报道一种以氧化铟、盐酸和硫脲为原料,采用水热法制备纳米片和纳米颗粒自组装In2S3微米球的简易方法.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征.SEM结果表明:于140 ℃、恒温24 h得到In2S3纳米片自组装微球,直径3～4 μm,纳米片厚度约20 nm,大小为0.5～0.8μm,于160℃恒温24 h得到In2S3纳米颗粒自组装微球.直径2.5～10 μm,纳米颗粒大小为20～200 nm.XRD结果表明制备的产物均为纯相立方晶相的In2S3;发光性能研究表明两种微球具有发冷光的性质.     

Ti02纳米管状结构的可控制备及形成机理研究

利用自制的锐钛矿相TiO2纳米粉体为反应底物,在浓碱条件下,采用水热方法制备了长度100～200 nm,直径约10 nm的TiO2纳米管。通过研究碱种类及浓度、水热反应温度、反应时间及清洗方式对产物形貌及物相组成的影响来探究其形成机理。利用TEM及XRD对不同工艺条件下获得产物的形貌及物相组成进行了分析表征。研究表明,TiO2纳米管状结构在水热处理过程中可由部分片状结构自发卷曲而成,酸处理可促进片状结构向管状结构转化。调整清洗溶液的pH值为1时,可直接得到晶型完整的锐钛矿型TiO2纳米管。     

致密碳酸盐岩油藏纳米微乳相渗调节作用机制

对致密油藏进行相渗调节,可有效启动基质,改善油水渗流状况。纳米材料由于具有比表面积大、尺寸小等优点,可作为相渗调节剂。以分散纳米SiO_2的柴油为油相制备纳米级相渗调节剂,并对其进行性能评价。结果表明:纳米相渗调节剂为粒径中值4.351 nm的O/W型纳米微乳液,可稳定存在3个月;不同质量分数相渗调节剂粒径中值为3～7 nm;油水间界面张力为0.5～5 mN/m,在碳酸盐岩压片上的平均接触角为40°～75°;经纳米相渗调节剂处理后岩石表面均匀平滑,且被纳米吸附膜包覆;经纳米相渗调节剂处理后岩心油相相对渗透率下降幅度小于20%,水相相对渗透率下降幅度大于60%。     

富含氧空位的W18O49纳米结构的光催化抗菌性能

利用一步水热法合成了W_(18)O_(49)纳米结构。通过X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱,对所制备材料的晶体结构、形貌和元素价态进行了分析,并采用琼脂稀释法对材料的抗菌特性进行了评价。研究结果表明:W_(18)O_(49)纳米结构为单斜晶相,并沿b轴择优生长。微观形貌为由纳米线组成的外形似海胆的纳米结构,纳米线的直径小于10 nm,长度为200～250 nm。W~(6+)和W~(5+)共存于材料中。氧空位诱导的施主W 5d缺陷态位于费米能级以下约0.5 eV处。与暗光条件相比,在可见光照射下,W_(18)O_(49)纳米结构对大肠杆菌的抑菌率达到90%,这得益于缺陷能级诱导产生了较多的反应活性氧抑菌物质。     

氢钨青铜的微波辅助合成

氢钨青铜是一类光学和电学性能都非常优异的应用前景广阔的材料.快速简便的合成方法对其实际应用具有非常重要的意义.通过微波加热辅助合成了单相的立方相氢钨青铜H0.25WO3,其空间群和晶胞参数分别为Im-3和a=0.767 3(1) nm.样品的微观形貌为均匀的片状颗粒,厚度约50 nm,边长约100～200 nm.该纳米...     

两种纳米结构VO2(B)的合成、表征和生长机理的研究

在水热条件下,分别以表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）为软模板合成了VO2纳米粉和纳米针,用SEM,TEM,XRD表征了材料的表面形貌和晶体结构．结果表明,产物的晶体结构为单斜相结构VO2（B）,纳米粉的粒径为50-100nm,纳米针直径为50-100nm,长为1～2μm,水热时间和表面活性剂的种类对产物的形貌及大小起到了调控作用;同时对不同形貌VO2纳米晶的形成机制进行了理论探讨．     

铌酸盐纳米薄膜对微量铜离子检测及定量分析

为了扩充HNbWO_6和HNbMoO_6材料的应用范围和水体微量重金属离子的定量检测手段,通过层层自组装法制备HNbWO_6和HNbMoO_6纳米薄膜材料,采用XRD、UV-vis、CV曲线、I-t曲线以及EIS曲线等表征方式对HNbWO_6和HNbMoO_6纳米薄膜材料的晶相和电化学性质进行测试。比较HNbWO_6和HNbMoO_6纳米薄膜材料的电化学性能,选取性能优异的纳米薄膜,考察薄膜材料层数对其电化学性质的影响。研究具有最优层数的多层薄膜材料对微量元素的检测和定量分析。结果显示,HNbWO_6纳米薄膜具有比HNbMoO_6纳米薄膜更优异的电化学性能。在1～10层范围内,10层的HNbWO_6纳米薄膜材料具有更强的电化学性质和更高的稳定性。通过促进电子-空穴的复合,选择性的检测环境中的微量铜离子,并定量分析Cu~(2+)浓度。     

复合纳米材料TiO_2-SiO_2的制备及光催化降对硫磷的研究

以Ti(OC4H9)4和Si(OC2H5)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及TiO2-SiO2复合材料.确定制备纳米TiO2-SiO2复合材料的最佳条件,即Ti∶Si=1∶0.5,煅烧温度为500℃,制备溶胶pH取5～6.通过SEM测试,发现纳米复合材料的基本粒子为分散均匀的球形颗粒状结构;XRD分析结果表明,复合材料中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,颗粒粒径在10～30nm.光催化降解实验表明,复合纳米TiO2-SiO2材料的降解效果好于纳米TiO2,改性材料的降解效果好于未改性材料.     

纳米粉体制备方法及其应用前景

近年来,随着科学技术的发展,世界各地许多科学家都在积极开展新材料尤其是纳米材料的研究。纳米材料包括零维颗粒材料、一维纳米针、二维纳米膜材料以及三维纳米晶体材料。纳米颗粒一般在1～100nm 之间,处于微观粒子和宏观物体之间的过渡区域。它具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性。这些特性使其呈现出一系列奇异的物理、化学性质,目前在国防、电     

液相法制备纳米TiO2

采用醇-水溶液加热法、硬脂酸法和PEG(聚已二醇)法制备纳米TiO2粉体,并用X射线对所制备的TiO2粉体的晶粒尺寸和晶相进行分析。结果表明,用上述方法分别可制备9-15nm、10-25nm和9-20nm的纳米TiO2。500℃PEG法和醇- 水法焙烧的样品都为锐钛矿相,硬脂酸法550℃焙烧的样品为金红石和锐铁矿两相共存。     

医用纳米控释系统的研究进展

纳米控释系统包括纳米粒子(Nanoparticles)和纳米胶囊(Nanocapsules),它们是粒径10nm 到500nm之间的固状胶态粒子,活性组分(药物、生物活性材料等)通过溶解、包裹作用位于粒子内部,或者通过吸附、附着作用位于粒子表面。制备纳米控释系统的载体材料都是高分子化合物,以合成的可生物降解的聚合物体系和天然的大分子体系为主,前者如     

液氮球磨制备Al-Zn-Mg-Cu纳米晶粉末及组织分析

利用液氮球磨技术制备了Al-Zn-Mg-Cu纳米合金粉末. 采用X射线衍射对材料在球磨过程中的固态相变、晶粒尺寸和微观应变进行了研究,利用金相显微镜和透射电镜观察了微观组织. 研究表明,随着球磨的进行,雾化粉末中的MgZn2第二相逐步减少,并最终完全超饱和固溶于α-Al之中. 低速(200 r·min-1)球磨10 h后仍有少部分粗晶存在于粉末心部;高速(400 r·min-1)球磨能够使粉末纳米晶粒更加均匀. 材料经过低速液氮球磨6 h以后平均晶粒大小稳定在45 nm,并保持到10 h不再变化;增加主轴转速到400 r·min-1继续球磨5 h后,粉末平均晶粒大小降到34 nm. 微观应变随着球磨进行呈现先增大后降低的趋势.     

聚合物基纳米复合材料的研究进展

1 前言纳米材料是纳米科学的一个重要的研究发展方向.近年来,纳米材料已在许多科学领域引起了广泛的重视,成为材料科学研究的热点.许多科学家认为它是21世纪最有前途的材料之一.一般来说,纳米材料是指材料两相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸,100nm)的材料.纳米材料的研制开发工作在