国外大学经典课件化学和纳米材料
纳米材料的化学性质
纳米材料的化学性质 摘要：本文主要阐述了纳米材料比表面积的特征结构，及由其结构而导致的独特的化学性能， 并讲述了纳米材料化学性能在催化剂方面的实际应用。 关键字：纳米材料纳米纳米化学纳米材料的应用纳米催化剂 Summary:This text mainly elaborated the Na rice's material accumulates than the surface of characteristic structure, and from its structure but cause of special chemistry function, and related the Na rice material chemistry function's actual application in catalyst. Key word:The applied Na rice of the Na rice material Na rice Na rice chemistry Na rice material catalyst 纳米微粒独特的比表面积 人们通常把粒径分布在1~100nm 的细微粒子称为纳米粒子,纳米粒子 的集合体称为纳米粉末。纳米粒子的 尺寸与化学中胶体粒子大致相当,介 于原子、分子与块状物体之间,用肉 眼或性能最优良的光学显微镜均无法 辩认,但可借助电子显微镜观察。纳 米粒子的比表面积是纳米微粒一个非 常重要的参数。 球体颗粒的表面积与直径的平方成正 比，其体积与直径的立方成正比，故 其表面积与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著增大，说明表面原子所占的 百分数将会显著增加。对直径大于0.1um的颗粒的表面效应可忽略不计，当尺寸小于0.1um 时，其表面原子百分数急剧增加，甚至1g超微颗粒表面积的总和可高达100平方米. ③ 纳米微粒的团聚 由于纳米微粒的比表面积大，表面能升高。如铜粉，粒度为100um时，每克的比表面 积为4.2×10∧3平方厘米，当它的粒度为1um时，4.2×10∧5平方厘米，大了100倍，表 面的原子数所占的比例也大大增加了，因而其表面活性增强，粒子之间的吸引力增加④。 团聚颗粒结构图⑤ 纳米微粒在团聚前后表面自由能的变化<0，可 见，团聚使系统自由能减少，根据热力学定律，纳 米微粒从分散向团聚变化是不可逆的、自发的过程。 在纳米微粒形成过程中，表面往往带有静电，这种 粒子极不稳定，在微粒的相互碰撞过程中，它们很 容易团聚在一起形成表面能较低的、带有弱连接界 面的、尺寸较大的团聚体。纳米微粒制备时，颗粒 间的范德华力远大于微粒本身的重力，他们的化学 键造成的粘附，对纳米微粒的制备造成了困难。
纳米材料物理热学性质
纳米材料的热学性质 纳米材料是一种既不同于晶态，又不同于非晶态的第三类固体材料，通常指三维空间尺寸至少有一维处于纳米量级 ( 1 n m～1 0 0 n m)的固体材料。由于纳米材料粒径小，比表面积大，处于粒子表面无序排列的原子百分比高达 l 5 ～5 0 ％。纳米粒子的这种特殊结构导致其具有不同于传统材料的物理化学特性。纳米材料的高浓度界面及原子能级的特殊结构使其具有不同于常规块体材料和单个分子的性质，纳米材料具有表面效应，体积效应，量子尺寸效应宏观量子隧道效应等，从而使得纳米材料热力学性质具有特殊性，纳米材料的各种热力学性质如晶格参数，结合能，熔点，熔解焓，熔解熵，热容等均显示出尺寸效应和形状效应。可见，纳米材料热力学性质在各方面均显现出与块体材料的差异性，研究纳米材料的热力学性质具有极其重要的科学意义和应用价值。 一热容 1996年，在低温下测定了纳米铁随粒度变化的比热，发现与正常的多晶铁相比，纳米铁出现了反常的比热行为，低温下的电子比热系数减50 %。 1998年，通过研究了粒度和温度对纳米粒子热容的影响，建立了一个预测热容的理论模型，结果表明:过剩的热容并不正比于纳米粒子的比表面，当比表面远小于其物质的特征表面积时，过剩的热容可以认为与粒度无关。 2002年，又把多相纳米体系的热容定义为体相和表面相的热容之和，因为表面热容为负值，所以随着粒径的减小和界面面积的扩大，将导致多相纳米体系总的热容的减小， 二.晶格参数，结合能，内聚能 纳米微粒的晶格畸变具有尺寸效应，利用惰性气体蒸发的方法在高分子基体上制备了1. 45nm 的pd纳米微粒，通过电子微衍射方法测试了其晶格参数，发现 Pd 纳米微粒的晶格参数随着微粒尺寸的减小而降低。结合能的确比相应块体材料的结合能要低。通过分子动力学方法，模拟 Pd 纳米微粒在热力学平衡时的稳定结构，并计算微粒尺寸和形状对 晶格参数和结合能的影响，定量给出形状对晶格参数和结合能变化量的贡献研究表明:在一定的形状下，纳米微粒的晶格参数和结合能随着微粒尺寸的减小而降低，在一定尺寸时，球形纳米微粒的晶格参数和结合能要高于立方体形纳米微粒的相应量。 三纳米粒子的熔解热力学 熔解温度是材料最基本的性能，几乎所有材料的性能如力学性能，物理性能以及化学性能都是工作温度比熔解温度( T /Tm )的函数，除了熔解温度外，熔解焓和熔解熵也是描述材料熔解热力学的重要参量；熔解焓表示体系在熔解的过程中，吸收热量的多少，而熔解熵则是体系熔解过程中熵值的变化。几乎整个熔解热力学理论就是围绕着熔解温度，熔解熵和熔解焓建立的块体材料的熔解温度(有时称熔点) 熔解焓(或称熔解热)和熔解熵一般是常数，但对于纳米材料则非如此实验表明:纳米微粒的熔解温度依赖于微粒的尺寸。 四反应体系的化学平衡 利用纳米氧化铜和纳米氧化锌分别与硫酸氢钠溶液的反应，测定出不同粒径，不同温度时每个组分反应的平衡浓度，从而计算出平衡常数，进而得到化学反应的标准摩尔吉布斯函数;通过不同温度的标准摩尔吉布斯函数，可得化学反
纳米材料的制备技术及其特点
纳米材料的制备技术及其特点 一纳米材料的性能 广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。 二纳米材料的制备方法
纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法 物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。 粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。 高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。 惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。 溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。 等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中
纳米材料论文
纳米材料的特性与应用 摘要：纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚爱好。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学特性，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工、催化、涂料等领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。 关键词：纳米材料特性应用 1. 纳米发展简史 1959年，着名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。 1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。 2．什么是纳米材料 纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。 一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。 3. 纳米材料的特性 广义地说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1-100nm）或由他们作为基本单元构成的材料。 3.1表面与界面效应 这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时，微粒包含4000个原子，表面原子占40%；粒子直径为1纳米时，微粒包含有30个原子，表面原子占99%。主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。再例如，粒子直径为10纳米和5纳米时，比表面积分别为90米2/克和180米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。 3.2小尺寸效应
项羽之死课件优秀教案
项羽之死课件优秀教案 项羽之死课件优秀教案 导语：教案是教师为顺利而有效地开展教学活动，根据教学大纲和教科书要求及学生的实际情况，以课时或课题为单位，对教学内容、教学步骤、教学方法等进行的具体设计和安排的一种实用性教学文书。以下是为大家整理的项羽之死课件优秀教案，希望能够帮助大家！ 一、教学目标 知识与技能：了解司马迁塑造人物的“多维透视”法，培养学生立足“多维透视”法解读文章的能力。 过程与方法：借助“多维透视”法自由品读文本，师生共同研读、探究司马迁如何运用多维透视法塑造项羽这一英雄人物。 情感态度与价值观：在解读司马迁笔下项人物魅力的同时，引导学生感悟《史记的魅力。 二、教学重点难点 1、重点：立足“多维透视”法，自由品读司马迁笔下的项羽。 2、难点：体味司马迁“多维透视”法的情感内涵。
三、教学思路 （一）以史入文：引项羽 郑板桥曾言：“《史记》百三十篇中，以《项羽本纪》为最，而《项羽本纪》中，又以巨鹿之战、鸿门宴、垓下之围为最，反复诵观，可欣可泣，有此数段耳。” 垓下之围记述了西楚霸王人生最后的历程，也是《项羽本纪》中最具悲剧性的一幕。今天，就让我们一同在司马迁的文字中走近项羽。(板书课题) 1、古人读书很讲究，曾有这样的说法：“花前赏《红楼》，月下品《聊斋》，风中诵楚辞，雨中吟唐诗；《汉书》伴茶，《史记》下酒。”可见，《史记》是必须用酒来读的。宋代名士苏舜钦，读至《史记留侯世家》中张良在博浪沙用大铁锤暗杀秦始皇，误中副车，猛击案道“惜乎，不中！”于是便浮一大白，就是执杯痛饮一口；读至《史记项羽本纪》巨鹿之战,于是又浮一大白，大呼“ 壮哉，英雄！”。 （以小事例说明读《史记》要与史事同呼吸，与古人相沟通，用真心去感知，以情感去共鸣，人物才会鲜活呈现于眼前。） （二）多维透视：品项羽 清代“桐城三祖”之一的刘大櫆曾说：“天下可告人者，唯法也。”读《史记》品人物，亦须有法，司马迁写人物，不
举例说明纳米材料的结构与其性质的关系
代鹏程无机化学2009级硕博连读学号：200911461 题目：举例说明纳米材料的结构与其性质的关系 答： 目录 1、纳米材料定义 2、纳米材料的结构 3、纳米材料的性能 4、以量子点为例说明纳米材料结构与其性质的关系 5、以纳米线为例说明纳米材料结构与其性质的关系 1、纳米材料定义 纳米材料是纳米级结构材料的简称。狭指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最多不超过100纳米，在通常情况下不超过10纳米；从广义上说，纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1～100nm）限制的各种固体超细材料，它包括零维的原子团簇（几十个原子的聚集体）和纳米微粒；一维纳米纤维；二维纳米微粒膜（涂层）及三维纳米材料。 2、纳米材料的结构 材料学研究认为：材料的结构决定材料的性能，同时材料的性能反映材料的结构。纳米材料也同样如此。对于纳米材料，其特性既不同于原子，又不同于结晶体，可以说它是一种不同于本体材料的新材料，其物理化学性质与块体材料有明显的差异。 纳米材料的结构特点是：纳米尺度结构单元，大量的界面或自由表面，以及结构单元与大量界面单元之间存在的交互作用。在结构上，大多数纳米粒子呈现为理想单晶，也有呈现非晶态或亚稳态的纳米粒子。纳米材料的结构上存在两种结构单元；即晶体单元和界面单元。晶体单元由所有晶粒中的原子组成，这些原子严格地位于晶格位置；界面单元由处于各晶粒之间的界面原子组成，这些原子由超微晶粒的表面原子转化而来。 纳米材料由于非常小，使纳米材料的几何特点之一是比表面积（单位质量材料的表面积）很大，一般在102～104m2/g。它的另一个特点是组成纳米材料的单元表面上的原子个数与单元中所有原子个数相差不大。例如：一个由5个原子组成的正方体纳米颗粒，总共有原子个数53=125个，而表面上就有约89个原子，占了纳米颗粒材料整体原子个数的71%以上。这些特点完全不同于普通的材料。例如，普通材料的比表面积在10m2/g以下，其表面原子的个数与组成单元的整体原子个数相比较完全可以忽略不计。 由于以上纳米材料的两上显著不同于普通材料的几何特点，从物理学的观点来看，就使得纳米材料有两个不同于普通材料的物理效应表现出来，这是一个由量变到质变的过程。一个效应我们称之为量子尺寸效应，另一个被称之为表面效应。量子尺寸效应是由于材料的维度不断缩小时，描述它的物理规律完全不同
纳米材料的制备与性质
纳米材料的制备与性质 杨旭 应化一班 学号05 1摘要 今天，世界各国的科学家都不约而同地把目光投向一种完全新型的材料——纳米材料，并且预言，纳米材料的应用标志着人类的科学技术已经进入了一个新时代。那么究竟是什么让小小的纳米材料进入世界上众多科学家的眼中呢？我想纳米材料的性质无疑起了重大的作用，首先它们十分细小，也因此拥有了巨大的比表面积，这点是任何催化剂材料所不能比拟的；其次它的性质也较其他材料更加的特殊，因为上述的两项原因，纳米材料更加让世界的科学家为止倾倒。 对于纳米材料，首先顾名思义是因为其尺寸的原因称之为纳米材料，然而它在各个方面的表现让我们不能忽视着小小的纳米材料，正如人不可貌相，海水不可斗量一样，一切的原因还是要从其不同于别的材料的性质开始讲起。 2正文 2.1纳米材料的性质 纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造的一种新体系。它包括纳米阵列体系、介孔组装体系、薄膜嵌镶体系。目前对纳米阵列体系的研究集中在由金属纳米微粒或半导体纳米微粒在一个绝缘的衬底上整齐排列所形成的二位体系上。而纳米微粒与介孔固体组装体系由于微粒本身的特性，以及与界面的基体耦合所产生的一些新的效应，也使其成为了研究热点，按照其中支撑体的种类可将它划分为无机介孔复合体和高分子介孔复合体两大类，按支撑体的状态又可将它划分为有序介孔复合体和无序介孔复合体。在薄膜嵌镶体系中，对纳米颗粒膜的主要研究是基于体系的电学特性和磁学特性而展开的。美国科学家利用自组装技术将几百只单壁纳米碳管组成晶体索“Ropes”，这种索具
有金属特性，室温下电阻率小于0.0001Ω/m;将纳米三碘化铅组装到尼龙-11上，在X射线照射下具有光电导性能, 利用这种性能为发展数字射线照相奠定了基础。 复合氧化物一维和零维单晶纳米材料稀土纳米材料 2.1.1 体积效应 体积效应又称小尺寸效应，当纳米粒子的尺寸与传导电子的de Broglle波长以及超导态的相干波长等物理尺寸相当或更小时，周期性的边界将被破坏，熔点、磁性、光吸收、热阻、化学性质、催化性等于普通粒子相比都有很大变化，这就是纳米粒子的体积效应，该效应大大扩充了纳米材料的物理、化学特性范围，为纳米粒子的应用开拓了广阔的新领域。 2.1.2表面效应 表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒长变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。也就是随着粒径的变小，纳米粒子表面原子所占的比例急剧增大。纳米晶粒减小的结果，导致其表面积、表面能及表面结合能都迅速增大，具有不饱和性质、致使它表现出很高的活性。 2.1.3量子尺寸效应 量子尺寸效应指的是微粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为分立能级，吸收光谱闭值向短波方向移动的现象。纳米材料中处于分立的量子化能级中的电子的波动性带来了纳米材料的一系列特殊性质，如强氧化性和还原性、特异性催化和光催化性质等。
国外名牌大学课件下载(全)
国外名牌大学课件下载（全） 大家好，本人辛苦整理除了国外比较好的大学的课件下载地址，希望对于那些想出国留学的学生有帮助，当然了，对于不想出国的也可以看看，增长一下阅 历嘛 一、伯克利加州大学伯克利分校http: //webcast.berkeley.edu/courses.php作为美国第一的公立大学，伯克利分校提供了许多优秀教授的播客和视频讲座，可以跟踪最新的讲座。想看教授布置的作业和课堂笔记，可以点击该教授的网页，通常，他/她都会第一堂课留下网址。实在不行，用google搜搜吧！伯克利的视频都是.rm格式，请注意转换 二、"麻省理工学院http: 二、"xxxxhttp: 四、"xx大学http: //ocw.usu.edu/front-page/Courese_listing犹他大学类似于麻省理工，提供大量的课程课件 五、"塔夫xx大学http: //ocw.tufts.edu塔夫茨大学也是“开放式教育课程”的先驱之一，初期提供的课程着重在本校专长的生命科学、跨领域方法、国际 观点以及对美国地区性、全国性社群服务的基础理论。 六、"公开xx公开大学http: //openlearn.open.ac.uk/course/index.php英国十几所大学联合起来，组建了英国公开大学。 的能力，因为你要不停地淘，才能找到宝贝。
七、"约翰霍普金斯http: 亲和儿童健康、心理卫生、营养、人口科学、公共卫生准备和难民卫生等。 八、"Connexionshttp: 九、"xx大学http: 十、"华盛顿大学 http: 妇女、计算机与合作。课程不但提供讲座介绍、课堂笔记、有些课程还提//ci.columbia.edu/ci伯克利音乐学院http: //ocw.nd.edu英国格雷莎姆学院http: //ocw.uci.edu富布莱特学校http: //ocw.fetp.edu.vn/home.cfm日本东京大学http: //ocw.u-tokyo.ac.jp/english日本早稻田大学http: //ocw.osaka-u.ac.jp/index.php法国巴黎高科http: //graduateschool.paristech.org再给个看大学视频播客的斯坦福大学http: //itunes.stanford.edu加州大学伯克利分校http: //itunes.berkeley.edu普渡大学http: //boilercast.itap.purdue.edu:1013/Boilercast美国西南理工 http:
纳米材料的特性
目录 1 引言............................................. 错误！未定义书签。 2 纳米材料的概述 (2) 2.1相关概念的介绍 (2) 2.2纳米材料的分类 (3) 3 纳米材料的基本性质 (3) 3.1表面效应 (3) 3.2小尺寸效应 (4) 3.3量子尺寸效应 (4) 3.4宏观隧道效应效应 (5) 4 纳米材料的特殊性能 (5) 4.1力学性能 (5) 4.2 电磁学性能 (6) 4.3 热学性能 (6) 4.4 光学性能 (7) 4.5 分散体系动力学性能 (8) 4.6 化学特性和催化性能 (10) 4.7 生物学性能 (10) 5 纳米材料的应用 (11) 6 我国纳米材料研究的现状和产业化 (12) 参考文献： (13) 致谢 (14)
纳米材料的特性 摘要：本文简述了纳米、纳米材料的基本概念，纳米材料所具有的力学、电磁学、热学、光学、分散体系动力学、化学性和催化性、生物学的特性及其在我们的衣、食、住、行各个领域的应用，同时介绍我国纳米材料的研究现状和产业化。 关键词：纳米；纳米材料；纳米材料的特性； The characteristics of nano materials Abstract：This paper briefly describes the basic concept of nano and nanometer materials. Nano material has the mechanics, electromagnetism, heat, light, decentralized system dynamics, chemical and catalytic, biology characteristic and in our food, clothing, shelter and transportation all application fields. Meanwhile introducing nanometer material research situation and industrialization in our country.. Key words：Nano ；Nano materials；The characteristics of nano materials
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纳米材料的物理化学性能
第四章纳米材料的物理化学性能 纳米微粒的物理性能 第一节热学性能 ※1.1. 纳米颗粒的熔点下降 由于颗粒小，纳米颗粒的表面能高、比表面原子多，这些表面原子近邻配位不全，活性大以及体积远小于大块材料的纳米粒子熔化时所需要增加的内能小得多，这就使纳米微粒熔点急剧下降。 金的熔点：1064o C；2nm的金粒子的熔点为327o C。 银的熔点：960.5o C；银纳米粒子在低于100o C开始熔化。 铅的熔点：327.4o C；20nm球形铅粒子的熔点降低至39o C。 铜的熔点：1053o C；平均粒径为40nm的铜粒子，750o C。 ※1.2. 开始烧结温度下降 所谓烧结温度是指把粉末先用高压压制成形，然后在低于熔点的温度下使这些粉末结合成块，密度接近常规材料的最低加热温度。 纳米颗粒尺寸小，表面能高，压制成块材后的界面具有高能量，在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力，有利于界面中的孔洞收缩，空位团的湮灭，因此，在较低的温度下烧结就能达到致密化的目的，即烧结温度降低。 ※1.3. NPs 晶化温度降低 非晶纳米颗粒的晶化温度低于常规粉末，且纳米颗粒开始长大温度随粒径的减小而降低。 ※熔点降低、烧结温度降低、晶化温度降低等热学性质的显著变化来源于纳米材料的表（界）面效应。 第二节电学性能 2.1 纳米金属与合金的电阻特性 1. 与常规材料相比，Pd纳米相固体的比电阻增大； 2. 比电阻随粒径的减小而逐渐增加； 3. 比电阻随温度的升高而上升 4. 随粒子尺寸的减小，电阻温度系数逐渐下降。电阻的温度变化规律与常规粗晶基本相似，差别在于温度系数强烈依赖于晶粒尺寸。 随着尺寸的不断减小，温度依赖关系发生根本性变化。当粒径为11nm时，电阻随温度的升高而下降。 5. 当颗粒小于某一临界尺寸时（电子平均自由程），电阻的温度系数可能会由正变负，即随着温度的升高，电阻反而下降（与半导体性质类似）. 电子在晶体中传播由于散射使其运动受阻，而产生电阻。 ※纳米材料的电阻来源可以分为两部分： 颗粒组元（晶内）：当晶粒大于电子平均自由程时主要来自晶内散射 界面组元（晶界）：晶粒尺寸与电子平均自由程相当时，主要来自界面电子散射?纳米材料中大量的晶界存在，几乎使大量电子运动局限在小颗粒范围。 ?晶界原子排列越混乱，晶界厚度越大，对电子散射能力就越强。 ?界面的这种高能垒是使电阻升高的主要原因。 总之：纳米材料体系的大量界面使得界面散射对电阻的贡献非常大，当纳米材料尺寸非常小时，这种贡献对总电阻占支配地位。当粒径低于临界尺寸时，量子尺寸效应造成的能级离散性不可忽视，最后温升造成的热激发电子对电导的贡献增大，即温度系数变负。 ※金属纳米颗粒材料的电阻增大的现象主要归因于小尺寸效应。 第三节磁学性能 许多生物体内就有天然的纳米磁性粒子，如向磁性细菌，蜜蜂，螃蟹，海龟等。
国外名校公开课资源
国外名校公开课资源简介 抛砖 引玉 幻灯片2 背景 ●本学期第一周学院开学工作会议上，围绕教育教学中心工作，黄冬梅院长提出了将世界 最顶尖的优质教育资源引入我们的教学工作中的理念。 ●重点课程建设、双语课程建设、日常教学工作中应改充分利用网络教学平台等现代教育 手段，吸收消化世界最顶尖的开放课程，为我所用。 ●站在巨人的肩上，迅速提高我们的教学水平、教育质量。 ●为此我们对“国外名校公开课”资源作了初步梳理，在这里汇报，与大家共享。 ●关注重点：计算机科学与技术、数学、物理 ●获得资源的途径：公开的、开放的、获授权的网络资源 幻灯片3 内容提要 ● 1 校园网--网络教学综合平台—教学资源库 ● 2 中国开放教育资源协会 ● 3 各大学网站公开课 ● 4 iTunes U （apple） ● 5 网易公开课 ● 6 新浪公开课 ●7 在线学习课程
1 校园网—网络教学综合平台—教学资源库（1） ●由我校校园网的“网络教学综合平台”，进入“教学资源库”，可见一些知名大学开的开 放课程，如： ●斯坦福大学开放课程 ●耶鲁大学开放课程 ●英国格雷莎姆学院讲座 ●约翰霍普金斯开放课程 ●日本开放课程 ●麻省理工开放课程 ●圣母大学开放课程 ●索非亚开放课程 ●塔夫茨开放课程 ●还有我国的精品课程 ●清华精品课、台湾国立交通大学课程 幻灯片5 1 校园网—网络教学综合平台—教学资源库（2）
下载/浏览数极少 幻灯片6 1 校园网—网络教学综合平台—教学资源库（3） ●注意 ●网页左侧“红色加重字符”表示资源的“学科范围”，右侧“资源类型”由“红色字符” 表示；
纳米材料的特性和种类
纳米材料的特性和种类 纳米材料是指粒子平均粒径在l00 nm以下的材料。其中平均粒径为20～100nm的称为超细粉，平均粒径小于20nm的称为超微粉。纳米材料具有相当大的相界面面积，它具有许多宏观物体所不具备的新异的物理、化学特性，既是一种多组分物质的分散体系，又是一种新型的材料。纳米材料的研究是从金属粉末、陶瓷等领域开始的，现已在微电子、冶金、化工、电子、国防、核技术、航天、医学和生物工程等领域得到了广泛的应用。 近年来将纳米材料分散于聚合物中以提高高分子材料性能的研究也日益活跃，并取得了许多可观的成果。 ——纳米材料的特性 由于纳米材料晶粒极小，表面积特大，在晶粒表面无序排列的原子分数远远大于晶态材料表面原子所占的百分数，导致了纳米材料具有传统固体所不具备的许多特殊基本性质，如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应等，从而使纳米材料具有微波吸收性能、高表面活性、强氧化性、超顺磁性及吸收光谱表现明显的蓝移或红移现象等。除上述的基本特性，纳米材料还具有特殊的光学性质、催化性质、光催化性质、光电化学性质、化学反应性质、化学反应动力学性质和特殊的物理机械性质。 ——纳米材料的种类 1、纳米二氧化硅。纳米二氧化硅的团聚体是无定型白色粉末，表面分子状态呈 三维网状结构。这种结构赋予涂料优良的触变性能和分散稳定性。纳米二氧化硅具有极强的紫外线吸收、红外线反射特性，能提高涂料的抗老化性能。对纳米二氧化硅表面进行处理，可使二氧化硅纳米粒子表面同时具有亲水基团和亲油基团，纳米材料的
这种两亲性大大扩大了其应用领域。针对不同类型的涂料，纳米二氧化硅的添加量一般为0.1％一1.0％，最多不超过5％。 2、纳米二氧化钛。纳米二氧化钛是20世纪80年代末发展起来的主要纳米材料之一。纳米二氧化钛的光学效应随粒径而变，尤其是纳米金红石二氧化钛具有随角度变色效应。纳米二氧化钛的粒度一般为10～50 nm，添加量控制在1.0％以下。 3、纳米氧化锌。纳米氧化锌具有一般氧化锌无法比拟的新性能和新用途，具有屏蔽紫外线、吸收红外线及杀菌防霉作用。纳米氧化锌还具有增稠作用，有助于颜料分散的稳定性。 4、其他纳米材料。常用的其他纳米材料还有超细炭黑、气相二氧化硅、纳米级碳酸钙等，均属于纳米材料范畴。但炭黑的分散问题、气相二氧化硅的添加问题及碳酸钙合理使用仍需进一步研究。
大学纳米材料复习
第一部分 1.科学发展史的三个阶段和相关尺度 18世纪中叶，人类跨入了以机械代替人力的机械化工业时代，它的标志尺度是毫米。20世纪以电子技术为代表，它的标志是微米技术的应用。21世纪，以纳米技术为代表的新兴科技，将给人类带来第三次工业革命。 2.什么是纳米？（纳米粒子(1~ 100 nm） 3.自然界的纳米现象（荷花、观音土、壁虎、徽墨、玻璃、蜘蛛、水黾、沙蜥、蝴蝶、蜜蜂、螃蟹、海蛇尾等） 例如：荷花为什么出污泥而不染？（荷花自净与其表面微观结构有关，其表面分布很多疏水性的突起，使液滴无法浸润，顺着倾斜的表面滑落并带走灰尘） 壁虎飞檐走壁（壁虎的脚底部长着数百万根极细的刚毛每根刚毛末端又有一千多根顶部呈刮铲状的更细的分支毛，使得手掌与墙间产生巨大的分子引力） 4.21世纪的三大高科技和三剑客 影响21世纪的三大科技是：信息技术、生物技术和纳米技术。 5.纳米科技的最高境界是什么？ 它的最高境界是直接操纵原子、分子来构建具有特定功能的纳米结构、纳米材料和纳米器件。 6.为什么纳米材料产生特殊的性能。 （四大效应）这些具有特殊结构的纳米材料，则会产生包括表面效应、特殊的光学性质、磁性质以及力学性质等和往常材质不同的效应，使得相同的原料可以在加工后产生不同的用途。 8.纳米材料没有副作用吗？（有） 9.什么是DNA芯片？ DNA芯片或称作基因芯片(Gene chips)，实质上是一种高密度的寡聚核苷酸(DNA探针)阵列。 10.纳米科技的科学意义是什么？ 纳米技术将实现超高密度的信息存储器、量子光电器件、纳米功能材料、自组装高分子薄膜材料、分子识别型的新药物和传感器，这将对21世纪的信息科学和生命科学产生深远的影响 第二部分 1.纳米材料的发展大致划分为3个阶段（时间和具体工作） 第一阶段(1990年以前)主要是在实验室探索用各种手段制备各种材料的纳米颗粒粉体，合成块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法。 第二阶段(1994年前)人们关注的热点是如何利用纳米材料已挖掘出来的奇特物理、化学和力学性能，设计纳米复合材料。 第三阶段(从1994年到现在)纳米组装体系的研究。 2.纳米结构单元有哪些？如何区分和表达？具体的代表性材料是有哪些？ 纳米结构单元零维（量子点）：团簇、纳米粒子（金属纳米颗粒）一维（量子线）：纳米线、纳米管、纳米棒（纳米纤维）二维（量子肼）：纳米带、超薄膜、多层膜三维：纳米块体（纳米孔洞）
纳米材料的结构及其热力学特性的研究与应用
纳米材料的结构及其热力学特性的研究与应用 张成12721617 （上海大学材料科学与工程学院，上海200072） 摘要：文章简要地概述了纳米材料的结构和基本效应，分别从纳米材料的热容、晶格参数、及纳米材料参与反应时反应体系的化学平衡吸附能等方面对纳米材料热力学的研究进展进行了阐述，并对热力学在纳米材料中的应用做了介绍，同时对其应用前景进行了展望。 关键字：纳米材料；热力学；效应；结构 Development and Application forTheStructure and ThermodynamicFunctions of TheNanomaterials ZhangCheng 12721617 （School of Materials Science and Engineering，Shanghai University，Shanghai 200072，china）Abstract: The structure of the nanometer materials and the characterristics of nano material are briefly introduced in this paper. The thermodynamics properties of nanomaterials are usually different from the status of bulk materials. Thus,it is very important to stuty the thermodynamics of nanomatericals. The review focuses the status of research on thermodynamics of nanomaterials including heat capacity, lattice parameters and other thermodynamic functions. In addition, the development of thermodynamics in this field is introduced with the prospection for its application. Keywords:nanomaterials; thermodynamics; structure; functions 1.前言 纳米材料已成为材料科学和凝聚态物理领域中一个研究热点。这是由于它不仅具有独特的结构特征( 含有大量的内界面)，能为深入研究固体内界面结构与性能提供良好的条件，而且它还表现出一系列优异的物理、化学及力学性能，能为提高材料的综合性能发展新一代高性能材料创造优异的条件。 纳米热力学(nanothermodynamics)这个名词最早正式出现在2000年，美国亚利桑那州立大学的Chamberlin在研究铁磁体的临界行为时使用了这一名词[1],Giebultowicz在nature上撰文认为纳米尺度热力学为热力学这一传统理论提供了新的发展契机[2]。美国加利福尼亚大学的Hill是最早真正涉足纳米热力学这一领域的科学家，他的一系列工作为纳米热力学理论的应用奠定了基础[3-5]。事实上，近年来已经有科研工作者利用这一理论得出了一些传统热力学理论难以
纳米材料的性质和用途
纳米材料的性质和用途 机电5班张忍201202070226 摘要：本文介绍了纳米材料的一些常用性质以及在环境污染、医学等领域的应用。并对纳米材料的发 展前景进行了展望，最后根据自己的理解对纳米材料在环境污染上的进一步使用作了预测关键词：纳米材料；性质；用途 一、前言 纳米是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一，相当于万分之一头发丝粗细。当物质到纳米尺度以后，大约是在1-100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料即为纳米材料[1]。纳米材料处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，即接近于分子或原子的临界状态。在纳米材料中，纳米晶粒和由此而产生的高浓度晶界是它的两个重要特征。纳米晶粒中的原子排列已不能处理成无限长程有序，通常大晶体的连续能带分裂成接近分子轨道的能级，高浓度晶界及晶界原子的特殊结构导致材料的力学性能、磁性、介电性、超导性、光学乃至热力学性能的改变。纳米相材料跟普通的金属、陶瓷，和其他固体 材料都是由同样的原子组成，只不过这些原子排列成了纳米级的原子团，成为组成这些新材料的结构粒子或结构单元。由于纳米材料从根本上改变了材料的结构，使得它成为当今新材料研究领域最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象[2]。 二、纳米材料的性质 纳米材料高度的弥散性和大量的界面为原子提供了短程扩散途径，导致了高扩散率，它对蠕变，超塑性有显著影响，并使有限固溶体的固溶性增强、烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强。因此纳米材料与同组成的微米晶体材料相比，在力、磁、电、热、光等方面有许多奇异的性能[3]，因而成为材料科学和凝聚态物理领域中的研究热点。 2.1 力学性质 根据经典的Hall—Petch关系式，当晶粒减小到纳米级时，材料的强度和硬度随粒径的减小而增大。纳米材料的位错密度很低, 位错滑移和增殖符合Frank- Reed 模型, 其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大, 增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大, 所以纳迷材料中位错滑移和增殖不会发生。纳米材料的这个特性可以应用到韧性包装上面，以提高在以前韧性包装技术上出现的问题。例如纳米二氧化钛、纳米碳酸钙等纳米材料能使塑料改性。通过对塑料进行填充改性，可以提高塑料的力学性能，还可以开发各种功能塑料，如导电塑料、磁性塑料、抗降解塑料、抗紫外耐老化塑料等。在塑料中均匀分散无机纳米材料所制成的纳米塑料具有优异的物理力学性能、强度高、耐热性好、密度较低，良好的透明度和较高的光泽度。还有使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海等。 2.2 热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值, 这是
纳米材料的特性与应用摘要
纳米材料的特性与应用摘要：纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材摘要料学家和化学家的浓厚爱好。80 年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学特性，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工、催化、涂料等领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。关键词：纳米材料定义、分类、特性、制备、应用关键词1.纳米发展简史纳米发展简1959 年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。1991 年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10 倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999 年，纳米产品的年营业额达到500 亿美元。2．什么是纳米材料．纳米（nm）是长度单位，1 纳米是10-9 米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1 埃相当于1 个氢原子的直径，1 纳米是10 埃。一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm 之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。3.纳米科技的内容纳米科技主要包含：纳米物理学；纳米电子学；纳米材料学；纳米机械学；纳米生物学；纳米显微学；纳米计量学；纳米制造学等。4. 纳米材料的特性广义地说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1-100nm）或由他们作为基本单元构成的材料。4.1 表面与界面效应这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10 纳米时，微粒包含4000 个原子，表面原子占40%；粒子直径为1 纳米时，微粒包含有30 个原子，表面原子占99%。主要原因就在于直径减少，表面原子数量增多。再例如，粒子直径为10 纳米和5 纳米时，比表面积分别为90 米2/克和180 米2/克。如此高的比表面积会出现一些极为奇特的现象，如金属纳米粒子在空中会燃烧，无机纳米粒子会吸附气体等等。3.2 小尺寸效应当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出“新奇”的现象。例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；绝缘的二氧化硅颗粒在20 纳米时却开始导电。再譬如，高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能，此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等等。 3.3 量子尺寸效应当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级。当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料的量子效应，从而使其磁、光、声、热、电、超导电性能变化。例如，有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强，在 1.1365 千克水里只要放入千分之一这种粒子，水就会变得完全不透明。3.4 宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也有隧道效应，它们可以穿过宏观系统的势垒而产生变化，这种被称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。4.气相法气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。气相法又大致可分为：气体中蒸发法、化学气相反应法、化学气相凝聚法和溅射法等。2.1.2 液相法（1）沉淀法（2）共沉淀法(1)单相共沉淀(2) 混合物共沉淀6）雾化水解法4）喷雾法5）喷雾干燥法（7）雾化焙烧法3）均相沉淀法5. 纳米材料的应用5.1.在催化方面的应用 4. 1.在催化方面的应用1. 催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15 倍。纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，非凡是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，