【正文】 提高了催化效能。納米鐵粉可在C 4H6氣相熱分解中起成核作用而制備出碳纖維。納米金屬催化劑有許多特殊的用處。用納米金屬粉還可制備過濾器，主要用于微電子工業(yè)、精細(xì)化工和生物工程中的氣體超凈化過濾 [17]。4. 納米金屬材料的應(yīng)用納米金屬材料在宇航、電子、化工、冶金、軍事、按工業(yè)、醫(yī)學(xué)和生物工程方面有著越來8越廣泛的應(yīng)用。人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，例如微粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中心的磁通量也具有隧道效應(yīng)，稱為宏觀量子隧道效應(yīng)。例如：化學(xué)惰性的Pt制成納米微粒Pt后成為活性極好的催化劑。原子配位不足及高的表面能，使原子表面具有很高的化學(xué)活性，極不穩(wěn)定，很容易與其他原子結(jié)合，這就是活性的原因。 表面效應(yīng) [31]表面效應(yīng)是指納米粒子的表面原子數(shù)與總原子數(shù)之比隨著粒徑減小而急劇增大后引起的性質(zhì)上的改變。當(dāng)納米粒子的尺寸與德布羅意波長以及超導(dǎo)態(tài)的相干長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將破壞；非晶態(tài)納米粒子的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)新的體積效應(yīng)。例如：納米粒子所含的電子數(shù)的奇偶性不同，低溫下的熱容、磁化率有極大差別；納米粒子的光譜線頻移、催化性質(zhì)也與粒子所含電子數(shù)的奇偶性有關(guān)。能帶理論表明：納米金屬粒子所包含的原子數(shù)有限，能級間距發(fā)生分裂。納米粒子的表面原子與總原子數(shù)之比隨著粒徑的減小而急劇增大，顯示出強(qiáng)烈的體積效應(yīng)(即小尺寸效應(yīng))、量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。此法結(jié)合壓制和熱處理可以制備納米塊體材料 [6]。該方法工藝簡單、制備效率高，并能制備出常規(guī)方法難以獲得的高熔點(diǎn)金屬和合金納米粒子，成本較低，不僅適用于制備純金屬納米材料，還可以制得互不相溶體系的固溶體、納米金屬問化合物以及通過顆粒的固相反應(yīng)直接合成碳化物、氮化物、氟化物等納米金屬陶瓷復(fù)合材料等。這是1970年美國ICO公司的Benjiamin為制作Ni基氧化物粒子彌散強(qiáng)化合金而研制成功的一種新方法。 固相法制備納米金屬粒子2．3．1 固相配位化學(xué)反應(yīng)法固相配位化學(xué)反應(yīng)法是在室溫下或低溫下，通過研磨反應(yīng)混合物，首先制備出在低溫下易分解的金屬配合物，然后分解此固相配合物，得到納米金屬粒子 [6]。何峰等人采用一種新型的電解法，制備出純度高、粒度整齊、且表面包覆的納米金屬粒子 [16]。水熱法操作簡單，條件易于控制，有很大的發(fā)展?jié)摿?。它大多被用在金屬氧化物的合成，王?xùn)等用水熱法合成了二氧化錳，氧化鐵等納米結(jié)構(gòu) [1823]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：制備成本很低，設(shè)備簡單且要求不高；反應(yīng)容易控制，可以通過對反應(yīng)過程中的溫度、反應(yīng)時(shí)問、還原劑余量等工藝參數(shù)的控制來控制晶形及顆粒尺寸 [6]。金屬鹽通常為氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽等可溶性鹽，或者這些鹽類的配合物(例如氨的配合物)。根據(jù)反應(yīng)中還原劑所處的狀態(tài)，又可分為氣相還原法(以氫氣為還原劑)和液相還原法。2．2．3 液相化學(xué)還原法液相化學(xué)還原法是制備納米金屬粉末的常用方法。自從Bouton等人首次用微乳液制備出單分散的納米金屬粒子以來 [5] ，該法已受到人們極大的重視。這種顆粒大小在幾至幾十納米之問，在一定條件下，具有保持特定穩(wěn)定小尺寸的特性，因此微乳液提供了制備均勻小尺寸粒子的理想微環(huán)境。微乳液通常是由表面活性劑、助表面活性劑(醇類)、油(碳?xì)浠衔?和水(電解質(zhì)水溶液)等組成的透明、各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。它可在低溫下制備純度高、粒度分布均勻、化學(xué)活性高的單、多組分混合物(分子級混合)，并可制備傳統(tǒng)方法不能或難以制備的產(chǎn)物，特別適用于制備非晶態(tài)材料 [6]。目前有溶膠凝膠法、反相微乳液法、液相化學(xué)還原法、輻射合成法、電解法等。氣相化學(xué)反應(yīng)法制備納米金屬粒子的優(yōu)點(diǎn)是：粒子均勻、純度高、粒度小、分散性好、化學(xué)反應(yīng)性與活性高等 [3]。 氣相化學(xué)反應(yīng)法氣相化學(xué)反應(yīng)法制備納米金屬粒子是利用揮發(fā)性的金屬化合物的蒸汽，通過化學(xué)反應(yīng)生成所需的化合物，然后在保護(hù)氣體環(huán)境下快速冷凝從而制備出各類金屬納米粒子。1995年許并社等人利用高能電子束照射母材，成功地獲得了表面非常潔凈的納米粒子，母材一般選用該金屬的氧化物，如用電子束照射A12O3后，表層的AlO鍵被高能電子“切斷”，蒸發(fā)的A1原子通過瞬間冷凝、形核、長大，形成A1的納米粒子。如果將不同種類的金屬同時(shí)融化，則可得到兩者的混合粉末。粉末蒸發(fā)法是向等離子體中供給適當(dāng)粒度的粉末，使其完全蒸發(fā)，并在等離子體外急劇冷卻、凝聚而產(chǎn)生合金粉末的方法。熔融蒸發(fā)法于1964年由HolMgren等首先提出，是將金屬放在高強(qiáng)度直流輝光放電的陽極部位被加熱蒸發(fā)的方法。目前新開發(fā)出的電弧氣化法和混合等離子體法有望克服以上缺點(diǎn) [3]。同時(shí)為高沸點(diǎn)納米金屬粒子的制備開辟了前景。 等離子體法等離子體法是使用等離子體將金屬熔融、蒸發(fā)和冷凝以獲得納米粒子。 高頻感應(yīng)加熱法高頻感應(yīng)加熱法是以高頻線圈為加熱源，使坩堝內(nèi)的物質(zhì)在低壓(1～10 kPa)的He、N，等惰性氣體中蒸發(fā)，蒸發(fā)后的金屬原子與惰性氣體原子相碰撞，冷卻凝聚成顆粒。該鋁粉粒度相對較細(xì)且分布更集中，粉末產(chǎn)率也得到了極大的提高。其特點(diǎn)是：可制得粒徑小(小于50 nm)且粒度均勻的納米粒子，但激光器的效率低，電能消耗較大，投資大，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。這種方法可直接制備納米金屬材料，但僅適用于制備低熔點(diǎn)、成分單一的物質(zhì)，且裝置龐大，設(shè)備昂貴，成本高，產(chǎn)量極低，粒徑分布范圍較寬，目前還不宜工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，因而在很大的程度上限制了它的應(yīng)用 [3]。采用氣體蒸發(fā)法制備的納米金屬粒子已達(dá)幾十種，如AMg、Zn、Sn、Fe、Co、 Ca、Ag、Cu、Mo、Pd、Ta、Ti和V等。1984年Gleiter等首次用惰性氣體沉積和原位成形方法，研制成功了Pd、Cu、Fe等納米級金屬材料。惰性氣體蒸發(fā)凝聚法是制備納米金屬粒子的最直接、最有效的方法。科學(xué)家們發(fā)明了各種各樣制備納米粒子的方法 [3]。納米粒子制備的關(guān)鍵是如何控制顆粒的大小并獲得較窄且均勻的粒度分布 [2]。迄今為止納米材料在理論研究、制各技術(shù)、應(yīng)用研究上都取得了很大的進(jìn)步 [1]。納米材料為什么稱為二十一世紀(jì)材料發(fā)展的方向，這是因?yàn)榧{米材料研究在理論、應(yīng)用上都具有非常重要的意義，首先，從理論上講：納米材料的研究是物質(zhì)的宏觀狀態(tài)理論與微觀狀態(tài)理論相互聯(lián)系的橋梁；它的研究成果，完全可能將材料的宏觀的理論與微觀理論合二為一，形成完整的材料理論體系，這是科學(xué)界的重大進(jìn)步，具有非常重大的意義。 1990年以后，納米材料得到了迅速發(fā)展。人們開始看到，當(dāng)材料的尺寸處于納米尺度范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)許多不同的性能特征，這對新材料的研究和發(fā)展提供了新的思路和方向。但采用堿金屬摻雜后就成為導(dǎo)電性很好的材料，可以和金屬相比，甚至有望成為超導(dǎo)體。這種材料的碳原子數(shù)目是穩(wěn)定的。所以納米材料的發(fā)展以1990年7月為一個(gè)分界線，1990年7月以前為第一階段，在這之前，從20世紀(jì)60年代末開始，人們主要在實(shí)驗(yàn)室探索用各種手段制備不同種材料的納米粉末、合成塊體(包括薄膜)、研究評估表征的方法、探索納米材料不同于常規(guī)材料的特殊性；但研究大部分局限性在單一材料。在后來的催化劑研究中，人們制備出了鉑黑，這大約是納米金屬粉體的最早應(yīng)用。只要能夠在水溶液中穩(wěn)定存在的顆粒，都是膠體）。十八世紀(jì)中葉，膠體化學(xué)建立，科學(xué)家們開始研究納米的粒子系統(tǒng)。我國古代的銅鏡表面長久不發(fā)生銹鈍。、前沿和發(fā)展情況 納米材料的應(yīng)用實(shí)際上很早就有了，只是沒有上升成納米材料的概念。納米材料常比普通材料具有更好的力學(xué)性能(如強(qiáng)、塑性)，納米陶瓷可望解決陶瓷的脆性問題，并可能擁有類似于金屬的可塑性。納米材料包括納米粉體、納米線材料、納米管、納米帶、納米薄膜與納米塊體材料等。納米材料指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(～100 nm)的材料。學(xué)號：2022001002北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文開題報(bào)告論文題目：納米金屬材料的合成及其分離學(xué) 院 名 稱：理 學(xué) 院專 業(yè)：化學(xué)工程與技術(shù) 研究生姓名： 白 露導(dǎo) 師 姓 名 ： 孫 曉 明開 題 日 期 ： 2022/6/28考核成績姓 名 職 稱審核小組成員以及職稱2目錄一、 課題來源、項(xiàng)目名稱 ...............................................................................................................................3二、 文獻(xiàn)綜述部分 ...........................................................................................................................................前沿和發(fā)展情況 .........................................................................................3 ...................................................................................