【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 混合體（即納米晶構(gòu)成的微米或亞微米級(jí)粒子的大顆粒） ? 種類 ? 缺點(diǎn)： 晶粒尺寸不均勻，易引入某些雜質(zhì) ? 優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)量高，工藝簡(jiǎn)單，可用于制備常規(guī)方法難以獲得的高熔點(diǎn)的金屬或合金納米材料。 ① 納米晶純金屬： Fe、 Nb、 W、 Hf、 Zr、 Co、 Ru、 Cr ② 不互溶體系納米結(jié)構(gòu)的形成： FeCu、 AgCu、 AlFe、 CuTa、 CuW等 ③納米金屬間化合物： FeB、 TiSi、 TiAl(B)、 NiSi、 VC、 WC、 SiC、PdSi、 NiMo、 NbAl、 NiZr等 ④ 納米尺度的金屬 陶瓷粉復(fù)合材料： CoNiZr+Y2O3,Cu+MgO, Cu+CaO ? 有機(jī)納米粒子的制備 種類 制備方法 有機(jī)染料納米粒子 沉淀法 激光熔融法 聚合物納米粒子 聚合法 聚合物后分散法 嵌段共聚物自組裝法 納米顆粒的制備方法 有機(jī)染料納米粒子的制備方法 ? 沉淀法 1,3Diphenyl5(2anthryl)2pyrazoline(DAP) 1,3二苯基 5(2蒽基 )2吡唑啉的乙腈溶液 超純水 倒入 DAP納米粒子的水分散液 1phenyl3((dimethylamino)styryl)5((dimethylamino)phenyl)2pyrazoline (PDDP) 1,3diphenyl5pyrenyl2pyrazoline (DPP) 具有不同于溶液的熒光發(fā)射光譜 ? 激光熔融法 (Laser ablation) 有機(jī)染料納米粒子的制備方法 ① Oxo(phthalocyaninato) vanadium (IV) (VOPc)氧橋聯(lián)酞菁釩 ② copper phthalocyanine(CuPc) ③ Iron phthalocyanine (FePc) laser After laser irradiation Opaque colorless water suspension Transparent colorful colloidal solution Quartz cell Fig. 1. Absorption spectra of aqueous VOPc suspension: (a) before irradiation and after different irradiation times at 80 mJ/cm2, (b) 10 min,(c) 20 min, (d) 30 min, (e) 40 min, (f) 60 min, (g) 80 min, and after stopping irradiation: (h) 2 days later at (g). 需加入表面活性劑 聚合物納米粒子的制備方法 ? 聚合法 (2) 細(xì)乳液聚合 (miniemulsion polymerization) (1) 微乳液聚合 (microemulsion polymerization) ? 聚合物后分散法 聚合物溶液倒入另一種不相容溶劑中，在乳化劑存在下高速攪拌剪切分散，細(xì)化成納米尺寸液滴，脫除溶劑后制得納米顆粒 ? 兩親性嵌段共聚物自組裝法 例：聚乙交酯丙交酯共聚物 (PLGA)有機(jī)溶液＋水 聚合物納米粒子的制備方法 總結(jié) （從納米粒子種類分） 納米粒子種類 實(shí)例 制備方法 金屬或合金納米粉體 Ag、 Cu、 Au、 Ni、 Fe等 氣相法及部分液相法（如水熱合成還原及輻射化學(xué)合成法）、高能球磨法 碳化物或氮化物納米粒子 如 SiC、 Si3N4等 氣相法 納米氧化物和復(fù)合金屬氧化物 SiO TiO Al2O3等；BaTiO BaSnOMnFe2O Pb(Ti1xZrx)O3 液相法 納米無(wú)機(jī)鹽 CaCO BaSO4等 液相法、 超重力法 有機(jī)納米粒子 如聚苯胺、咪唑啉納米粒子 聚合法、沉淀法 納米顆粒的特性 基本物理效應(yīng) 熱學(xué)性能 磁學(xué)性能 光學(xué)性能 催化性能 表面活性及敏感特性 基本物理效應(yīng) 當(dāng)粒子尺寸下降到某一值時(shí)，金屬 費(fèi)米能級(jí) 附近的 電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí)的現(xiàn)象 和納米微粒半導(dǎo)體 存在不連續(xù)的最高被占據(jù)分子軌道和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí) ， 能隙變寬現(xiàn)象 均稱為量子尺寸效應(yīng)。例：導(dǎo)體由于量子尺寸效應(yīng)變成絕緣體，如納米 Ag b. 小尺寸效應(yīng) 當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長(zhǎng)、德波羅意波長(zhǎng)以及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，晶體周期性的邊界條件被破壞；非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近原子密度減小，導(dǎo)致聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等特性呈現(xiàn)新的小尺寸效應(yīng)。 例：納米 FeCo合金，磁性強(qiáng)，用于磁性信用卡、磁性鑰匙等 c. 表面效應(yīng) 隨著粒子尺寸的減小，使處于表面的原子數(shù)越來(lái)越多，表面能迅速增加。原子配位不足及高的表面能，使這些表面原子具有高的活性，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合。 例：金屬納米粒子易燃燒，無(wú)機(jī)納米粒子易吸附氣體等 d. 宏觀量子隧道效應(yīng) 微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為 隧道效應(yīng) 。一些宏觀量，例如，微顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效應(yīng)，稱為宏觀的量子隧道效應(yīng)。 例：鐵磁性物質(zhì)，多疇變?yōu)閱萎? 上述為納米粒子的四大納米效應(yīng) 基本物理效應(yīng) 庫(kù)侖堵塞能是前一個(gè)電子對(duì)后一個(gè)電子的庫(kù)侖排斥能，這就導(dǎo)致了對(duì)一個(gè)小體系的充放電過(guò)程，電子不能集體傳輸，而是一個(gè)一個(gè)單電子的傳輸，通常把小體系這種單電子輸運(yùn)行為成為 庫(kù)侖堵塞效應(yīng) 。 如果量子點(diǎn)通過(guò)一個(gè) “ 結(jié) ” 連接起來(lái)，一個(gè)量子點(diǎn)上的單個(gè)電子穿過(guò)能壘到另一個(gè)量子點(diǎn)上的行為稱作 量子隧穿 。 納米顆粒尺寸越小，產(chǎn)生庫(kù)侖堵塞和量子隧穿效應(yīng)的溫度越高。 f. 介電限域效應(yīng) 介電限域是納米微粒分散在異質(zhì)介質(zhì)中由于界面引起的體系介電增強(qiáng)現(xiàn)象。 例：光吸收帶邊移動(dòng)（藍(lán)移、紅移等）。 基本物理效應(yīng) 熱學(xué)性能 例：常規(guī) Ag熔點(diǎn) 1173K，納米 Ag 373K b. 開始 燒結(jié)溫度 降低 燒結(jié)溫度：在低于熔點(diǎn)的溫度下，使壓制成型的粉末互相結(jié)合成塊，密度接近常規(guī)材料的最低加熱溫度。 例：常規(guī) Al2O3燒結(jié)溫度 2073～ 2173K 納米 Al2O3 1423～ 1773K 例：傳統(tǒng)非晶氮化硅在 1793K晶化成 ?相， 納米氮化硅 1673K晶化 熱學(xué)性能 磁學(xué)性能 矯頑力 例：常規(guī) Fe塊，矯頑力