3.2 激光烧蚀时间对纳米羟基锡酸锌制备的影响 11
3.3 放置时间对纳米羟基锡酸锌制备的影响 13
结论 14
致谢 15
参考文献 16
1 引言
1.1 纳米材料的概念
1.1.1 纳米材料的定义和分类
纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”[1][2]。纳米是长度单位,1米等于109纳米。纳米材料是指组成材料的的基本结构至少有一维在纳米尺度上,即1-100纳米。按照材料在三维尺度上,处于纳米尺度的维数划分,纳米材料可以分为零维、一维、二维纳米材料。0维纳米材料指所有维数都处于纳米的范围,主要包括,量子点,原子团,纳米颗粒等等;一维纳米材料指在空间有两维处于纳米尺度,典型材料有纳米线纳米棒,前阵子热门的碳纳米管也是;二维纳米材料指只有一维在纳米尺度,其他两维不在纳米尺度,主要有一些纳米薄膜结构,例如石墨烯,二硫化钼等等;三维纳米材料指在三维空间都处于纳米尺度,主要包括一些块体材料。除上述材料外,由于材料制备技术的发展,新型复合材料的合成扩大了纳米材料的内涵,因此也不妨称它们为继上述四类之后的第五类和第六类纳米材料。按功能分也可分为纳米生物材料,纳米磁性材料,纳米热敏材料等等。
1.2 纳米材料的理化性质
纳米是于原子分子这种微观尺度和宏观世界之间,当材料尺寸降低到纳米尺度时会出现一些奇异的效应,经研究发现纳米材料往往具有表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观隧道效应等,这些奇异的效应给纳米材料的物理化学等性质带来一些变化,甚至是巨大的变化。因此在以上述的定义界定纳米材料的时候必须与作为纳米材料所必有的效应和特性联系起来。是否具有这些效应与特性可以看作是纳米材料的特征,而不仅仅考虑材料颗粒的尺寸是否在纳米尺度。
1.2.1 量子尺寸效应
量子尺寸效应——当材料的尺寸小到纳米量级时,其金属费米能级附近的电子能级会发生能级的分裂现象,导致能带变宽。对于宏观物体,由于所含原子数巨大,平均而言电子能级间距几乎可以认为是0,因此其金属费米能级处的电子能级是连续的。但是一旦物体尺寸降到纳米尺度,由于包含的原子数有限,就不得不考虑能级间距的影响,能级就会发生分裂。当能级间距大到一定程度就会表现出量子尺寸效应,使纳米微粒的声光电热力磁等方面的性质受到影响。具体表现在纳米材料的导电性,磁化率,催化性等物理化学性质会发生奇异的变化。
1.2.2 小体积效应
小体积效应,也可称为小尺寸效应。是指当纳米材料的颗粒尺寸降到物质的德布罗意波长或光波波长其它特征长度时,会影响物质的很多物理性质发生改变导致例如对光吸收的增强,磁有序态像磁无序态转变以及超导性方面的变化。例如当Fe-Co合金、氧化铁等这样一些强磁性材料的颗粒尺寸变为纳米尺度时,矫顽力大大增强可制成磁卡、磁性液体金属颗粒尺寸降到纳米尺度还会造成熔点的变化。比如金呈块状时的熔点为1100℃,而当金颗粒尺寸降到2nm时熔点下降到330℃,随粒径的减少,熔点迅速降低。