下载文档原格式
第三章纳米微粒的基本特性一、纳米微粒的结构二、纳米微粒的基本特性热学、磁学、光学、动力学、表面活性、光催化性能一、纳米微粒的结构纳米态：物质的第?态！区别于固、液、气态，也区别于“等离子体态”（物质第四态）、地球内部的超高温、超高压态（物质第五态），与“超导态”、“超流态”也不同。
纳米态的物质一般是球形的。
物质在球形的时候，在等体积的条件下，它的界面最小、能量最低、自组织性最强、对称性也最高，有着很好的强关联性。
超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的，若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒（直径为2nm）进行电视摄像，实时观察发现这些颗粒没有固定的形态，随着时间的变化会自动形成各种形状（如立方八面体、十面体、二十面体等），它既不同于一般固体，又不同于液体，是一种准固体。
在电子显微镜的电子束照射下，表面原子仿佛进入了“沸腾”状态。
尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性，这时微颗粒具有稳定的结构状态。
纳米微粒一般为球形或类球形，可能还具有其他各种形状（与制备方法有关）。
纳米微粒的结构一般与大颗粒的相同，内部的原子排列比较整齐，但有时也会出现很大的差别：高表面能引起表层(甚至内部)晶格畸变。
二、纳米微粒的基本特性1. 纳米微粒的热学性质固态物质在其形态为大尺寸时，其熔点是固定的；超细微化后发现其熔点将显著降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。
➢大块Pb的熔点为600K，而20nm的的球形Pb微粒熔点降低288K。
➢ Ag的熔点：常规粗晶粒为960︒C；纳米Ag粉为100︒C ➢ Cu的熔点：粗晶粒为1053︒C；粒度40nm时为750︒C纳米微粒的熔点降低：由于颗粒小，纳米微粒的表面能高、比表面原子数多，这些表面原子近邻配位不全、活性大，因此纳米粒子熔化时所需增加的内能比块体材料小得多，使纳米微粒的熔点急剧下降。
✍应用：降低烧结温度。
纳米微粒尺寸小，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，空位团的湮没，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。
化学中的纳米颗粒研究纳米颗粒是近年来化学领域的一个研究热点。
随着人们对纳米材料的认识不断深入，纳米颗粒的应用也越来越广泛。
在本文中，我们将重点探讨纳米颗粒在化学中的研究进展。
一、纳米颗粒的基本性质首先，让我们来了解一下纳米颗粒的基本性质。
纳米颗粒是一种尺寸在1-100纳米之间的微粒，实际上这个尺寸范围只是参考值，国际标准组织将纳米定义为尺寸在1-1000纳米之间的物质。
纳米颗粒的异于传统颗粒的关键在于其尺寸。
由于纳米颗粒的尺寸很小，因此其表面积相对于体积来说非常大，其它的物理和化学性质也是因为这个原因产生了非常大的变化。
纳米颗粒的表面活性增强，与其它物质之间的相互作用更加复杂，具有一定的量子效应和容积效应。
二、纳米颗粒的制备方法纳米颗粒的制备方法非常多样化。
下面就介绍几种常用的制备方法。
1. 气相合成法：气相合成法又称为气相沉积法，是一种通过对金属、无机化合物、有机化合物等材料的热解生成气体和颗粒两种物质，再通过一定的装置将颗粒沉积在基体表面上的方法。
2. 溶剂热法：溶剂热法是通过在无水有机溶剂中混合金属盐，产生物化反应制备纳米颗粒，它的优点在于方法简单、操作方便，可以得到单分散的纳米颗粒。
3. 电化学合成法：电化学合成法是通过向溶液中加入离子并施加电压，促使阳极和阴极上的离子产生氧化还原反应，从而沉积纳米颗粒在目标材料或电极上的方法。
这种方法制备的纳米颗粒得到了广泛的应用。
三、纳米颗粒的应用目前，纳米颗粒在很多领域得到了广泛的应用。
下面简要介绍其主要应用领域：1. 生物医学领域：纳米颗粒的尺寸在细胞、DNA、蛋白质等生物体系的尺寸范围内，可以作为一种无毒、可靠的药物靶向载体，具有在癌症诊断和治疗方面的巨大潜力。
2. 新材料领域：纳米材料是新一代的先进材料。
纳米颗粒在材料界面处的大量存在，特定的物理化学性质使其在制备新材料过程中发挥重要作用。
3. 环境污染处理领域：纳米颗粒因其比表面积大、反应活性强等特性，在环境污染处理、水质净化、大气治理、土壤修复等领域也具有巨大的应用前景。
纳米颗粒的物理性质与应用纳米颗粒是指粒径在1到100纳米之间的微粒，具有许多优良的物理性质和应用潜力。
在纳米领域的发展背景下，人们对纳米颗粒的物理性质和应用开展了大量的探索和研究。
本文将就纳米颗粒的物理性质和应用这两个方面展开阐述。
纳米颗粒的物理性质纳米颗粒的物理性质是由其微观结构和组成决定的，其物理性质与其体积呈反比例关系。
当纳米颗粒的粒径变小时，晶体表面积相对于体积增大，其具有如下的物理性质：1.表面效应：表面积大幅增加导致了表面效应的显著增强，表面能和表面物种的吸附几率增加，这种表面效应可以体现在热力学稳定性，力学性能以及化学反应性等方面。
2.量子效应：当纳米颗粒小于其布拉格衍射极限时（该极限由晶胞尺寸决定），则其固有量子效应更加明显，对于纳米颗粒中的光子，其带电粒子的行为发生改变，化学反应速率也必然增加，因此对于荧光、磁性、光学、电学等性质也存在明显影响。
3.热力学性质：在纳米颗粒的热力学性质方面，由于表面边界对其能量和热力学性质的影响，导致纳米颗粒具有更高的表面能，故使其比同体积的材质具有更高的比表面能。
这种性质将离子通道和分子吸附提升到新的水平，引入了充分利用动力学的微纳流体学的可能性。
纳米颗粒的应用2.医药领域：在医药领域，纳米颗粒能被用作良好的微粒载体，可将药物封装在纳米颗粒中，因此就可以大大提高药物的生物利用度，降低药物毒性，强化药物效果和药物的稳定性。
3.电子领域：在电子领域，纳米颗粒的特殊物理性质使其成为探测器、传感器和信息存储设备的重要材料。
例如，纳米颗粒的荧光特性被用于生物传感和显微成像。
4.材料领域：在材料领域，纳米颗粒被用于合成纳米复合材料，如纳米结构材料、高分子纳米复合材料，材料的性质通过控制纳米颗粒的大小和形状等可调控结构性质的参数以及改变材料的组分来调控。
纳米颗粒的陆续应用领域还在不断扩大，各种新的应用和性能不断涌现。
因此，纳米颗粒具有非常广阔的发展前景，其应用前景也将会不断拓展。
