納米顆粒ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-18 04:46本頁(yè)面
【正文】 顆粒的分散穩(wěn)定理論 離子氛重疊 離子氛分離 表面電荷來(lái)源：電離、離子吸附、晶格取代。 ? 絮凝 (flocculation)：指由于體系表面積的增加，表面能增大，為了降低表面能而生成更加松散的結(jié)構(gòu)。 ? 凝聚體 (aggregate)：指以面相接的原級(jí)粒子，其表面積比單個(gè)粒子組成之和小得多，再分散困難。 光催化性能 ▲ 光催化基本原理： 當(dāng)半導(dǎo)體氧化物納米粒子受到大于 禁帶 寬度能量的光子照射后，電子從價(jià)帶躍遷到 導(dǎo)帶 ，產(chǎn)生了電子 空穴對(duì)，電子具有還原性，空穴具有氧化性，空穴與氧化物半導(dǎo)體納米粒子表面的 OH反應(yīng)生成氧化性很高的 OH自由基，活潑的 OH自由基可以把許多難降解的有機(jī)物氧化為 CO2和水等無(wú)機(jī)物。 磁學(xué)性能 光學(xué)性能 例：大塊金屬有顏色和光澤，而納米金屬微粒全部呈黑色。 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 , 16nmFe微粒，矯頑力 79600A/m （磁化率 ?不服從居里－外斯定律） 納米微粒小到一定臨界值時(shí)進(jìn)入超順磁狀態(tài)。 例：光吸收帶邊移動(dòng)（藍(lán)移、紅移等）。 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。 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) 。 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) 。 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。 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)。 (6)輻射化學(xué)合成法 ? 用 ?射線輻照金屬鹽的溶液制備納米顆粒； ? 制備種類： Cu、 Ag、 Au、 Pt、 Pd、 Co、 Ni、 Cd、 Sn、Pb、 AgCu、 AuCu、 Cu2O納米粉體或納米 Ag/非晶 SiO2復(fù)合材料 10
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