納米材料概述-制備方法-課件

納米材料

1ppt課件什么是納米材料

顆粒尺寸為納米量級(jí)的材料即為納米材料顆粒狀的叫納米顆粒如果是由納米顆粒凝聚而成的塊體、薄膜多層膜和纖維，則叫納米結(jié)構(gòu)材料（nano-structuredmaterials)2ppt課件納米材料的自然歷史宇宙大爆炸以后的冷卻時(shí)期，當(dāng)時(shí)原始凝聚物質(zhì)形成早期星體中的納米結(jié)構(gòu)自然界又演變出許多構(gòu)成地球生物的納米結(jié)構(gòu)------貝殼和動(dòng)物骨骼原始人類發(fā)現(xiàn)火的時(shí)候，他們創(chuàng)造了“人工納米材料”------煙粒3ppt課件A,B:無(wú)脊椎動(dòng)物；C:哺乳動(dòng)物：鼠牙；D:植物；E，F(xiàn):細(xì)菌4ppt課件納米材料科學(xué)史RichardFeynman(lateraNobellaureate)(1959):“Icanhardlydoubtthatwhenwehavesomecontrolofthearrangementofthingsonasmallscale,wewillgetanenormouslygreaterrangeofpossiblepropertiesthatsubstancescanhave.”5ppt課件多樣的結(jié)構(gòu)與形貌LargeArraysofWell-AlignedCarbonNanotubesSamplesofcoilednanotubes6ppt課件self-orientednanotubesSEMimagesoffullerenepipes7ppt課件納米材料的奇特物理性能力學(xué)性能-改善材料的強(qiáng)度、塑性與韌性8ppt課件StrengthandBreakingMechanismofMultiwalledCarbonNanotubesUnderTensileLoad9ppt課件熱學(xué)性能

熔點(diǎn)降低開始燒結(jié)溫度降低晶化溫度降低10ppt課件光學(xué)性能寬頻帶強(qiáng)吸收藍(lán)移現(xiàn)象納米微粒發(fā)光丁達(dá)爾現(xiàn)象拉曼散射變化11ppt課件Diameter-SelectiveRamanScatteringfromVibrationalModesinCarbonNanotubes12ppt課件電學(xué)性能

電阻變化介電效應(yīng)變化壓電效應(yīng)變化13ppt課件磁學(xué)性能超順磁性矯頑力升高居里溫度降低磁化率14ppt課件催化性能改進(jìn)

比表面積很大，增強(qiáng)了催化劑吸附反應(yīng)物的能力。吸收光譜吸收帶邊藍(lán)移和半導(dǎo)體催化劑光催化活性提高。粒徑通常小于空間電荷層的厚度，使電子從內(nèi)部擴(kuò)散到表面的時(shí)間減少，提高了光致電荷分離的效率。

15ppt課件納米材料理論基礎(chǔ)-認(rèn)識(shí)突破納米材料的結(jié)構(gòu)模型電子能級(jí)的不連續(xù)性-kubo理論量子尺寸效應(yīng)小尺寸效應(yīng)表面效應(yīng)宏觀量子隧道效應(yīng)16ppt課件納米材料的結(jié)構(gòu)模型納米固體可分為兩種組元晶粒組元界面組元界面的結(jié)構(gòu)模型Gleiter：類氣態(tài)模型Siegel：有序模型多樣結(jié)構(gòu)–有序、短程有序、無(wú)序結(jié)構(gòu)17ppt課件電子能級(jí)的不連續(xù)性-kubo理論

18ppt課件量子尺寸效應(yīng)

19ppt課件小尺寸效應(yīng)

當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長(zhǎng)、德布羅意波長(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，導(dǎo)致聲、光、電磁、熱力學(xué)等特性呈現(xiàn)小尺寸效應(yīng)20ppt課件表面效應(yīng)

表面原子特點(diǎn)：原子配位不滿，多懸空鍵高表面能，高表面活性引發(fā)性能：導(dǎo)致表面原子輸運(yùn)構(gòu)型變化-催化電子自旋構(gòu)象能譜變化-光學(xué)性能21ppt課件宏觀量子隧道效應(yīng)隧道效應(yīng)：微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力宏觀量子隧道效應(yīng)：一些宏觀量（如微顆粒的磁化強(qiáng)度，量子相干器件中的磁通量）具有的隧道效應(yīng)意義:它確立了現(xiàn)存微電子器件進(jìn)一步微型化的極限22ppt課件納米材料的檢測(cè)手段-技術(shù)基礎(chǔ)晶體結(jié)構(gòu)分析XRD(X-raydiffraction)X射線衍射儀謝樂公式：B=0.89λ/Dcosθ

23ppt課件微結(jié)構(gòu)與形貌分析TEM(transmissionelectromicroscopy)透射電鏡HRTEM(highresolutiontransmissionelectromicroscopy)AFM(atomicforcemicroscopy)原子力顯微鏡STM(scanningtunnellingmicroscopy)掃描隧道顯微鏡24ppt課件Landscapewithclouds.Inthiscrosssectionofasemiconductorlaser,whitepatchesofoxidationareformingnearajunctionbetweengalliumarsenideatoms(upperright)andaluminumgalliumarsenide.Atomicrankandfile.Thecontoursofagoldsurface.25ppt課件表面成分分析AES俄歇電子能譜分析IMF離子探針FIM場(chǎng)離子顯微鏡和原子探針XPS X射線電子能譜26ppt課件納米材料與化學(xué)的關(guān)系納米材料為化學(xué)研究開辟了一個(gè)新的層次化學(xué)為納米材料創(chuàng)造了豐富的研究對(duì)象27ppt課件分子以上層次的化學(xué)化學(xué)傳統(tǒng)的研究層次:一向限定在分子與原子之間的層次。表面化學(xué)和膠體化學(xué)早就提示分子以上還有一個(gè)新世界,化學(xué)沒有理會(huì)。納米材料給化學(xué)的啟示:決定功能的不僅是構(gòu)成系統(tǒng)的基本分子的理化性質(zhì)，還要看分子怎樣組裝成為分子聚集體的。發(fā)展分子以上層次化學(xué)已成為一個(gè)趨勢(shì)。28ppt課件化學(xué)為納米材料創(chuàng)造了豐富的研究對(duì)象

化學(xué)的特長(zhǎng)研究自然,了解它創(chuàng)造新物質(zhì),完成新變化化學(xué)對(duì)納米材料的意義-提供了豐富的制備方法固相法氣相法液相法29ppt課件固相法高能球磨法--以機(jī)械粉碎與研磨為主體來(lái)實(shí)現(xiàn)粉末微細(xì)化優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高，可獲得常規(guī)方法難以獲得的高熔點(diǎn)金屬或合金納米材料缺點(diǎn)：晶粒尺寸不均勻，易引入雜質(zhì)非晶晶化法適用某些成核激活能小晶粒長(zhǎng)大激活能大的非晶合金30ppt課件氣體冷凝法

特點(diǎn)：可通過調(diào)節(jié)惰性氣體壓力、溫度、蒸發(fā)物質(zhì)的分壓即蒸發(fā)溫度或速率來(lái)控制納米微粒粒徑的大小31ppt課件濺射法優(yōu)點(diǎn)：制備高熔點(diǎn)金屬制備多組元化合物32ppt課件流動(dòng)液面上真空蒸度產(chǎn)物優(yōu)點(diǎn)：多種金屬的超微粒粒徑均勻，分布窄尺寸可控33ppt課件通電加熱蒸發(fā)法

可制得多種碳化物超微粒子34ppt課件混合等離子體分類：等離子蒸發(fā)法反應(yīng)性等離子蒸發(fā)法等離子CVD法優(yōu)點(diǎn)：不采用電極無(wú)電極雜質(zhì)摻入35ppt課件激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：清潔表面粒子大小可精確控制無(wú)粘結(jié)36ppt課件Nanotubegrowthandself-orientationonporoussiliconsubstrate.37ppt課件沉淀法分類：共沉淀法均相沉淀法醇鹽水解法優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單易行工藝過程易控制38ppt課件噴霧法

通過各種物理手段進(jìn)行霧化獲得超微粒子的方法分為：噴霧干燥法霧化水解法霧化焙燒法特點(diǎn)：粒度分布比較均勻缺點(diǎn)：顆粒尺寸為亞微米到10微米39ppt課件溶劑熱

溶劑熱是在高溫高壓下在水（水溶液或其他溶劑）或蒸汽等流體中進(jìn)行有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的方法。優(yōu)點(diǎn)：可獲得通常條件下難以獲得的幾納米至幾十納米的粉末。粒度分布窄，團(tuán)聚程度低，純度高，晶格發(fā)育完整，有良好的燒結(jié)活性。在制備過程中污染小，能量消耗少。溶劑熱中選擇合適的原料配比尤為重要，對(duì)原料的純度要求高。40ppt課件微乳液法微乳液是指兩種互不相溶的液體組成的宏觀上均一而微觀上不均勻的混合物由分別包有兩種反應(yīng)物的微乳液混合使微液滴發(fā)生碰撞發(fā)生反應(yīng)一種反應(yīng)物微乳液與另一種反應(yīng)物相互作用生成沉淀沉淀顆粒非常微小，而且均勻。41ppt課件溶膠--凝膠法基本原理：溶膠的制備；溶膠-凝膠轉(zhuǎn)化；凝膠干燥。產(chǎn)品特點(diǎn)：化學(xué)均勻性好高純度，顆粒細(xì)42ppt課件超分子自組裝-1膠態(tài)晶體法:是利用膠體溶液的自組裝特性將納米團(tuán)簇組裝成超晶格，可得到二維或三維有序的超晶格。Schematicoftheassemblymethod43ppt課件scanningelectronmicrographofatypicalareaonthesurfaceoftheassembliesOpticalmicrographsofstructuredsphericalassemblies44ppt課件Examplesofshapecontrolduringassembly.

Examplesofanisotropicparticles.45ppt課件超分子自組裝-2

模板法利用納米團(tuán)簇與組裝模板間的識(shí)別作用來(lái)帶動(dòng)團(tuán)簇的組裝固態(tài)高分子膜模板單分子膜模板簡(jiǎn)單有機(jī)分子模板生物分子模板混合模板法46ppt課件47ppt課件混合模板法48ppt課件TransmissionelectronmicrographsofthreemolecularlymanipulatedmicrostructuresofII-VIsemiconductors49ppt課件Supramolecular

Materials:Self-OrganizedNanostructures50ppt課件納米材料與化學(xué)攜手創(chuàng)造的奇跡信息技術(shù)生物芯片能源環(huán)境碳納米管51ppt課件信息磁記錄材料特異性能：尺寸小單磁疇矯頑力很高優(yōu)點(diǎn)：提高信噪比改善圖像質(zhì)量52ppt課件微電子-由從上到下到從下到上從上到下

從下到上“Dippen”-Nanolithography53ppt課件普通的光刻芯片-um級(jí)54ppt課件

NanoscalemolecularletterswrittenonanAu(111)surfacewithMHAmoleculesbyDPN

SAMsintheshapesofpolygonsdrawnbyDPNwithMHAonanamorphousAusurface.AnODTSAMhasbeenoverwrittenaroundthepolygons.55ppt課件生物芯片

(A)SchematicofaZnS-cappedCdSeQDthatiscovalentlycoupledtoaproteinbymercaptoaceticacid.(B)TEMofQD-transferrin(aniron-transportprotein)conjugates.Scalebar,100

nm.56ppt課件(A)Size-andmaterial-dependentemissionspectraofseveralsurfactant-coatedsemiconductornanocrystalsinavarietyofsizes.

(B)Atrue-colorimageofaseriesofsilica-coatedcore(CdSe)-shell(ZnSorCdS)nanocrystalprobesinaqueousbuffer,allilluminatedsimultaneouslywithahandheldultravioletlamp.57ppt課件58ppt課件能源

光化學(xué)電池

光解水制氫納米材料儲(chǔ)氫TheamountofH2inweight%

forSWNTsamples,andthepressurechangeversustheadsorptiontime.59ppt課件環(huán)境納米材料的光催化原理60ppt課件61ppt課件碳納米管

TemplatetoSynthesizenanoparticlesandnanotubesandgalliumnitridenanorods62ppt課件CableCapillary63ppt課件Sensors64ppt課件QuantumResistors65ppt課件NanotubeNanotweezers66ppt課件MusclesandActuators67ppt課件國(guó)際動(dòng)態(tài)

如果將納米技術(shù)比作奧運(yùn)