纳米材料表面修饰

表面修饰纳米ＳｉＯ２与聚丙烯共混制备聚丙烯／ｓｉｏ２纳米复合材料／欧宝立等　・２２９・　

表面修饰纳米ＳｉＯ２与聚丙烯共混制备聚丙烯／ｓｉｏ２纳米复合材料　

欧宝立ｈ　，李笃信　

（１湖南科技大学化学化工学院，湘潭４１１２０１；２中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙４１００８３）　

摘要　二氧化硅纳米粒子经表面修饰将丙烯酸酯键接到ｓｉ【）２表面制备出丙烯酸酯修饰Ｓｉ０２纳米粒子。丙烯　酸酯修饰Ｓｉ（）２纳米粒子与聚丙烯（ＰＰ）熔融共混制备ＰＰ／ＳｉＯｅ纳米复合材料。研究了纳米粒子对复合材料力学性能　

的影响，并对纳米粒子增韧机理进行了研究。研究结果表明：复合材料冲击强度在ＳｉＯｚ含量为３．５　ｗｔ　时达到最大　

值，Ｓｉ０ｚ纳米粒子对聚丙烯基体材料有很好的增强增韧效果　

关键词　纳米粒子表面修饰聚丙烯纳米复合材料　中图分类号：ＴＢ３３２；ＴＱ３２７　文献标识码：Ａ　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐ０ｌｙｐｒ０ｐｙｌｅｎｅ／Ｓｉｌｉｃａ　Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｂｙ　Ｍｅｌｔ－　

ｂｌｅｎｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｓｕｒｆａｃｅ－ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｓｉｌｉｃａ　ａｎｄ　Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　

０Ｕ　Ｂａｏｌｉ　～．ＬＩ　Ｄｕｘｉｎ　

（１　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ　４１１２０１；　

２　Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｐｏｗｄｅｒ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００８３）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ａｃｒｙｌａｔｅ￣ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｓｉｌｉｃａ　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｖｉａ　ｓｕｒｆａｃｅ￣ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ａｃｒｙｌａｔｅ．　

纳米材料的表面效应

材料0701 李愿

学号：1002070101

参考文献：

1、卢柯、卢磊 金属纳米材料力学性能的研究进展

金属学报 2000年8月第36卷第8期：785—789

摘要

金属纳米按体材料具有独特的力学性能如高强度、超高延展性等。近年来得到广泛深入的研究。在对其新进展进行简要评述的基础上，讨论了它的强度、塑性、弹性模量、应变强化、超塑性、蠕变及变形机理等相关问题。

2、吴锦雷 纳米材料的电学、光学和光电性能及应用前景

真空电子学术 2002年第4期：23—27

摘要：

简要介绍了纳米材料的电学性能以及单电子器件的基本原理和应用；纳米材料的光学性

能和光电性能，高的光吸收系数和光致荧光现象可使其应用于敏感元件，由于其光电特性具

有超快响应速度，可望在超快光电子器件中得到应用。

3、齐卫宏、汪明朴 纳米金属微粒表征量的基本关系

材料导报 2002年9月第16卷 第9期：76—77

摘要：

在假定纳米微粒近似成球形的前提下，推导出了粒径、微粒原子数、表面原子百分数及

比表面积之间的相互关系式，这些关系式对实验将会有一些指导作用。

4、梁海弋、倪向贵、王秀喜 表面效应对纳米铜杆拉伸性能影响的原子模拟

金属学报 2001年8月第37卷第8期 833—836

摘要：

采用EAM势对纳米铜杆的拉伸力学性能进行零温分子动力学模拟。研究表面效应对原子能量、截面应力分布的影响模拟结果表明，表面原子弛豫降低了纳米杆初始阶段的拉伸弹性模量。表面效应明显影响截面应力的发展与分布。

5、黄丹、陶伟明、郭乙木 分子动力学模拟纳米镍单晶的表面效应

固体力学学报 2005年6月第26卷第2期：241—244

摘要：

对单晶镍纳米丝、纳米薄膜零温准静态拉伸破坏过程进行了分子动力学模拟。模拟表明表

面效应对单晶纳米材料的原子运动及整体力学行为有显著影响。自由表面增加纳米材料的塑性、降低其强度，影响纳米材料的变形机制。受表面效应的作用，纳米镍丝强度与弹性模量均低于纳米镍薄膜。纳米薄膜的断裂接近脆性断裂，断裂强度符合Griffith理想晶体脆断理论；纳米镍丝在断裂过程中表现出微弱塑性。

纳米材料的表面修饰和功能化方法

随着纳米材料在各个领域的应用不断拓展，对纳米材料的表面修饰和功能化方法的需求也越来越迫切。纳米材料的表面修饰和功能化可以赋予其特定的性能和功能，从而扩大其应用范围。在本文中，将介绍纳米材料表面修饰和功能化的一些常用方法。

一、化学修饰方法

1. 化学还原法：通过添加还原剂，如氨或亚偏磷酸钠等，在纳米材料表面形成一层金属或合金的修饰层。这种方法可以改变纳米材料的表面性质，如电导性、稳定性等。

2. 化学键合法：通过纳米材料表面的官能团与化合物之间发生化学键合反应，将功能分子固定在纳米材料表面。例如，利用硫化银纳米颗粒表面的硫原子与巯基化合物发生反应，将荧光染料固定在银纳米颗粒表面。

3. 化学沉积法：通过化学反应，在纳米材料表面沉积一层具有特定功能的材料。例如，利用化学还原法在纳米颗粒表面沉积一层金属或合金的修饰层，从而增加其机械强度和稳定性。

二、物理修饰方法

1. 等离子体修饰法：利用等离子体技术对纳米材料表面进行修饰。等离子体修饰可以改变纳米材料的表面形貌和性质。例如，利用等离子体辐照法可以在纳米材料表面形成纳米阵列，从而增加纳米材料的比表面积。

2. 溅射法：通过溅射技术，在纳米材料表面沉积一层具有特定功能的材料。溅射法可以在纳米材料表面形成薄膜或纳米颗粒。例如，利用磁控溅射技术在纳米材料表面沉积一层金属薄膜，从而增加纳米材料的导电性。 3. 热处理法：通过控制纳米材料的热处理条件，改变其表面形貌和晶体结构，从而实现表面修饰和功能化。例如，通过高温处理可以使纳米材料表面形成一层氧化物薄膜，从而增加其化学稳定性和耐热性。

三、生物修饰方法

1. 生物功能分子修饰法：利用生物功能分子（如蛋白质、酶等）与纳米材料表面发生特异性结合，实现表面修饰和功能化。例如，通过将抗体固定在纳米材料表面，可以实现纳米材料的特异性识别和生物传感功能。

2. 生物矿化法：利用生物矿化过程，在纳米材料表面沉积一层具有特定功能的无机材料。生物矿化法可以使纳米材料表面形成无机保护层，从而增强其稳定性和生物相容性。

表面活性剂与纳米催化材料的制备

摘要：随着纳米技术的发展，发现与合成新型的、高质量、性能优异的纳米结构材料成为多学科交叉研究的热点。本论文首先介绍了纳米催化材料的在催化应用方面的优异特性及其制备方法，其次介绍了在纳米催化材料制备中用到的表面活性剂的性质，最后介绍了表面活性剂在纳米催化材料制备中所起的重要作用。

关键词：表面活性剂 纳米材料

一、研究背景

纳米材料出现许多既不同于宏观体系，也不同于微观体系的奇异性能，比如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其得到越来越多的关注。在催化方面，纳米材料也有很大的用武之地，由于纳米材料极小的尺寸，导致其具有很大的比表面积，更多的活性位将会暴漏出来，显现极高的催化活性。另外，纳米粒子的表面原子所处晶体场环境及结合能与内部原子不同，存在较多的悬空键，具有不饱和性质，活性很高，使其极易与其他原子或者分子发生相互作用，尤其是在催化方面，能够很好的活化反应分子，降低活化能，极大的提高反应速率。而合成形貌可控的纳米金属结构的方法中，有些会涉及到了表面活性剂的使用。

二、纳米催化材料特性及其制备方法

区别于一般催化剂，纳米催化剂表现出如下这些特性:

(1)表面特性:在纳米催化剂颗粒中，由于表面原子与总原子周边缺少相邻原子，因而出现许多悬空键，显示出不饱和性，极易与其它原子结合而稳定下来[1]。当颗粒直径较接近原子直径时，催化剂表面原子占总原子的百分比急剧增加，催化剂的表面积、表面能及表面结合能都迅速增大，具有很强的化学活性。

(2)吸附特性:氧在纳米催化剂上的吸附则更为明显，几乎所有的纳米颗粒在有氧条件下都能够发生氧化反应，即使是热力学上稳定性很好的贵金属，经纳米技术处理也能发生氧化反应。氢在催化剂上的吸附方式将对催化反应起着至关重要的作用。氢在某些过渡金属纳米催化剂表面呈解离吸附，这对催化部分有机化合物的还原有很好的促进作用。如，镍铝骨架负载高分散性镍所制成的雷尼镍纳米催化剂，呈现了对有机化合物还原反应非常高的活性与选择性。