基于电导法结合热力学理论研究球状纳米硫化镉热力学性质的尺寸效应和温度效应

表面结构对纳米粒子的物理和化学性质是至关重要的,为了设计出具有理想表面性能的纳米材料,需要精确的表面热力学参数来确定纳米粒子的构效关系.通过微乳法合成5种粒度在32～119 nm球状硫化镉(CdS),利用溶解热力学原理及热力学基本理论,通过实验获取了不同尺寸纳米CdS的溶解热力学函数,建立不同尺寸纳米球摩尔表面热力学和...     

纳米AgBr热力学性质的测定及温度效应研究

纳米材料的规定热力学函数和表面热力学函数是物质的本征函数,与材料的催化、吸附性质等具有紧密联系。因此采用科学的技术方法准确获取真实体系的表面热力学函数具有重要的意义,溶解热力学法因具有操作简单、灵敏度高及无假设条件等独特优势,相比其它方法更加科学。本文通过测定溴化银纳米颗粒在水溶液中的电导率,结合溶解热力学理论计算纳米材料的溶解平衡常数。以块体材料为比较标准,获取了纳米AgBr的溶解热力学函数、表面热力学函数、偏摩尔表面热力学和规定热力学函数。本工作为纳米AgBr在感光、催化、吸附等领域的应用提供了物理化学参数,对预测难溶盐类纳米材料溶解、催化、吸附等性质有重要的指导意义。     

基于粒径及温度效应的纳米MoS2热力学性质探究

为了进一步研究粒径和温度对纳米材料表面热力学性质的影响,采用溶剂热法并调控表面活性剂用量制备5种不同粒径的纳米二硫化钼(MoS₂)。采用X射线粉末衍射仪对MoS₂的物相组成进行表征;通过电导率测定和热化学循环理论以及热力学理论结合,研究MoS₂材料表面热力学性质的粒径和温度效应及规定热力学性质的粒径效应。结果表明,所有热力学函数均与材料粒径的倒数和温度有着良好的线性关系。     

基于溶解度法研究纳米AgI的表面热力学函数及规定热力学函数

溶解热力学法因具有操作简单、灵敏度高及无假设条件等独特优势,相比其它方法更加科学.该文通过沉淀法制备了69.3 nm碘化银纳米颗粒,测定了其在288.15 K、298.15 K、308.15 K、318.15 K、328.15 K温度下的水溶液中的电导率,结合溶解热力学理论计算纳米材料的溶解平衡常数.通过与块体AgI的热力学函数相关联,获取了纳米AgI的溶解热力学函数、表面热力学函数、偏摩尔表面热力学和规定热力学函数等热力学参数.     

溶解法测定纳米AgCl的热力学函数

为进一步丰富纳米热力学函数研究,采用微乳液法可控制备了纳米氯化银,利用X-射线衍射技术和场发射扫描电镜技术对其物相组成及形貌结构进行了表征。基于纳米溶解热力学理论,进一步得到了纳米AgCl的溶解热力学函数和表面热力学函数。计算了纳米AgCl的规定热力学函数,Δ_fH~θ_m为-115.35 kJ/mol,Δ_fG~θ_m为-105.38 kJ/mol,S~θ_m为121.89 J/(mol·K)。纳米AgCl溶解吉布斯自由能随温度呈正相关,表面吉布斯自由能与温度呈负相关。     

ZnS纳米球的水热法合成及其光催化性能

采用简单的一步水热法合成了立方闪锌矿结构的ZnS纳米球,直径在50～100nm．表面活性剂十二烷基磺酸钠作为模板,在ZnS纳米球的形成过程中发挥了重要的作用．采用扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射对ZnS纳米球进行了表征,并测定其UV—vis光谱．通过降解甲基橙考察了ZnS纳米球的催化性能,并对ZnS纳米球可能的合成机理以及光催化机理进行了简单的推断．     

ZnS/PVP纳米纤维的制备及性质研究

通过静电纺丝的方法成功制备了ZnS/PVP纳米纤维。通过扫描电子显微镜可知,纤维的直径大约在400 nm,纤维中的无机物为立方ZnS晶体,从荧光光谱图中可以知道,发射峰的位置在415nm。     

金属超细颗粒热力学统计性质的量子尺寸效应

根据热力学统计理论证明,当计入量子尺寸效应时,由颗粒的尺寸及颗粒表面曲率决定的压力而引起振动谱的重整化,使半径为R的球形金属超细颗粒的德拜温度发生变化。随着颗粒尺寸的减小,颗粒的德拜温度与大块金属德拜温度的比值将减小,当颗粒的尺寸足够大时,其德拜温度趋近于大块金属的德拜温度。     

基于溶解度法的纳米镉、铅、银硫化物的热力学性质研究

可控合成纳米镉、铅、银硫化物半导体材料,并对其形貌、结构和组成进行表征和测定;基于粒状和纳米镉、铅、银硫化物的本质差异,结合溶解热力学原理,分别获取其溶解平衡常数、溶解热力学函数、偏摩尔和摩尔表面热力学函数及生成热力学函数,并探究热力学函数与温度变化关系。结果表明:随着粒径减小,纳米镉、铅、银硫化物的标准溶解吉布斯自由能比对应粒状材料的小;纳米和粒状镉、铅、银硫化物的溶解吉布斯自由能,均随着温度的升高而增大;纳米镉、铅、银硫化物的偏摩尔、摩尔表面吉布斯自由能均随着温度升高而减小。     

表面和界面效应对纳米晶粒尺寸的影响

应用热力学方法，讨论了非晶晶化法制取纳米晶体时所得最小晶粒与晶化温度的关系．发现当退火温度为物体熔点的1／2时，可制得最小晶粒，而在此温度下，过冷液体与晶体之间的Gibbs自由能之差达到最大值．考虑到样品较薄时较为明显的表面效应，计算了金属样品厚度对晶粒最小尺寸的影响．结果表明，晶粒的最小限度不仅受晶化过程中自由能差的影响，还与晶体厚度有关．样品厚度越小，对生成的最小晶粒尺寸影响越大．     

纳米铝的低温热容及其热力学性质

用扫描电子显微镜测定了纳米铝试样的粒径,结果表明Al试样平均粒径为18nm,在温度108～385K,用精密低温绝热量热计测定了Al的等压摩尔热容,拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式．根据热容与热力学温度的函数关系,计算了以298．15K为基准的纳米Al热力学函数,并与粗晶Al热容进行比较,从能量角度分析了不同粒径Al热容差别产生的原因。     

Ni纳米颗粒膜输运性质的尺寸效应

采用离子束溅射方法制备了不同名义厚度的非连续Ni金属膜。用原位的直流电导和交流介电谱方法研究了其活化能与薄膜名义厚度的关系；通过原子力显微镜测量了颗粒直径和颗粒间距，估算出薄膜的充电能。比较表明，薄膜的活化能和充电能近似相等，与薄膜名义厚度的关系也很相近，符合Sheng—Abeles模型关于活化能来源于充电能的假设。     

ZnS纳米陶瓷微球的制备

以ZnCl2和Na2 S2 O3为前驱物在二氯苯/水溶液界面上,在超重力为1000/g的条件下水热合成了高密度的ZnS 纳米陶瓷微球,研究了前驱物浓度、温度和超重力大小对ZnS 纳米陶瓷微球性能的影响。采用FE-SEM,TEM, XRD,FT-IR, UV-Vis和BET对样品的形貌、微结构、物相和性能进行表征。结果发现,ZnS纳米陶瓷微球是由尺寸为2-20 nm的ZnS晶粒组成的直径为300-500 nm的微球,其密度与施加的超重力大小有关。随着超重力的增大,晶粒粒度减小,制得的ZnS纳米陶瓷微球的密度就增大。在120℃,1000/g超重力的条件下,在二氯苯/水溶液界面上反应30 min制备得到的ZnS纳米陶瓷微球具有高分散性和较高的密度。     

ZnS纳米复合材料的制备及性质

以硫代乙酰胺、硝酸锌、桑色素为原料用液相沉淀法制备了ZnS纳米晶 /桑色素复合材料 .样品的测试结果表明 :ZnS表面原子能与桑色素形成较牢固的化学键 ,生成稳定的复合材料 .复合后ZnS纳米晶的稳定性和发光性能发生了改变 .这为进一步研究和开发ZnS纳米复合材料提供了实验依据 .     

纳米金属微粒的热力学性质研究

电子的分立能级和宇称效应是纳米颗粒的两个重要特征,它们强烈影响纳米金属颗粒的热力学性质.根据随机矩阵理论,考虑能级统计的影响,基于正则系综计算了具有奇数或偶数个电子的纳米金属颗粒的比热和自旋磁化率,并讨论了二者随温度、粒径和电子体密度的变化关系.     

纳米金属微粒的热力学性质研究

电子的分立能级和宇称效应是纳米颗粒的两个重要特征,它们强烈影响纳米金属颗粒的热力学性质.根据随机矩阵理论,考虑能级统计的影响,基于正则系综计算了具有奇数或偶数个电子的纳米金属颗粒的比热和自旋磁化率,并讨论了二者随温度、粒径和电子体密度的变化关系.     

量子尺寸效应与纳米金属小粒子超导电性

作者考虑到能级分布和能级关联的影响，采用随机矩阵理论，计算了无外场作用时不同粒径超导金属小粒子的两个重要自旋态(s=0，1／2)超导能隙随温度的变化关系，并在自旋s=0时，验证了实验观察所得的超导增强效应。     

单晶铜纳米压痕的取向效应和尺寸效应研究

采用离散位错动力学法(DDD)以及晶体塑性有限元法(CPFEM)对单晶(001)、(011)和(111)晶面进行纳米压痕模拟研究。分别分析了载荷-位移曲线、弹性模量、纳米硬度以及弹性回复率与晶粒取向和压入深度的关系。DDD和CPFEM的模拟结果均表明:压痕硬度均随压入深度的减小而增大,呈现明显的尺寸效应。不同的是DDD的模拟结果显示:不同压入晶面的硬度关系为(111)晶面(001)晶面(011)晶面,呈现明显的取向效应。而CPFEM的模拟结果显示:不同压入晶面的硬度大致相同。此外,DDD模拟相对于CPFEM模拟结果,得到3个压痕面的压痕响应差异较大。两种方法模拟结果的差异主要是因为模拟尺度的不同,DDD模拟的尺度较小,其硬度响应与位错结构紧密相关。而CPFEM相对唯象,其模拟的尺度较大,微结构敏感特性不明显。     

金属纳米晶的界面热力学及热稳定性研究

以六方相Co为例，采用界面膨胀模型和普适状态方程，引用固体比热的Debye函数，模拟计算了金属纳米多晶体界面的热力学性质，描述了纳米晶界面过剩焓、过剩熵和过剩Gibbs自由能随过剩体积的变化规律.利用界面过剩体积和过剩自由能的非单调关系，预测了发生失稳快速晶粒长大的临界过剩体积和临界温度.实验研究中发现的α-Co纳米晶在宽温度范围内退火时，在较低温区内晶粒长大非常缓慢、而在773—873K温区内纳米晶突发快速晶粒长大的结果与理论预测符合良好.     

磁控溅射法制备纳米级ZnS薄膜及其性能研究

用磁控溅射技术在玻璃衬底上获得了取向单一的纳米级ZnS薄膜. 研究了衬底温度对薄膜结构的影响. 得出400 ℃时沉积的薄膜结晶最好,为六方纤锌矿结构,在可见光范围内有较高的透过率,其光能隙为3.81 eV.