微乳法制备纳米粒子.ppt

微乳法制备纳米粒子
张丽
201021021856
指导老师:柳松
讲课内容
第一部分:有关纳米粒子的简单介绍
第二部分:微乳法的相关内容
第三部分:微乳法制备纳米粒子的举例

四大特点
尺寸小
比表面积大
表面能高
表面原子比例大
四大效应
小尺寸效应
量子尺寸效应
宏观量子隧道效应
表面效应

表面效应是指纳米颗粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后引起的性质上的变化。纳米粒子尺寸小,表面能高,表面原子占相当大的比例。
下表表列出纳米粒子尺寸与表面原子数的关系,可以看出随着粒径的减小表面原子数迅速增加。这是由于粒径小,表面积急剧变大所致。这样高的比表面,使处于表面的原子数越来越多,同时表面能迅速增加。Cu纳米粒子粒径从100nm→
10nm→1nm,其比表面积和表面能增加了2个数量级。
纳米粒子尺寸与表面原子数的关系.
纳米粒子尺寸d(nm)
包含总原子数(个)
表面原子所占比例(%)
10
30000
20
4
4000
40
2
250
80
1
30
99
表面效应公式:Etotal= e1V + γA;
(Etotal)v= e1+ γ(A/V)
e1:单位体积内能;γ单位面积表面能; V:体积;A:面积
铁纳米颗粒•3 nm:50%原子在表面•10 nm:20%原子在表面•30 nm:5%原子在表面。
由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,很容易与其他原子结合而稳定下来。例如金属纳米粒子在空气中会燃烧,无机纳米粒子暴露在空气中会吸附气体,并与气体进行反应。

随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对纳米粒子而言,尺寸变小,同时其比表面积亦显著增加,从而产生如下一系列新奇的性质。
(1)特殊的光学性质
(2)特殊的热学性质
(3)特殊的磁学性质
(4)特殊的力学性质
纳米粒子的小尺寸效应还表现在超导电性、介电性能、声学特性以及化学性能等方面。

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,吸收光谱阙值向短波方向移动,这种现象称为量子尺寸效应。
Kubo理论:金属纳米粒子的能级间距
δ=4Ef /3N
Ef为费米能级,N为纳米粒子的原子数。

隧道效应是基本的量子现象之一,即当微观粒子的总能量小于势垒高度时,该粒子仍能穿越这一势垒。近年来,人们发现一些宏观量如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量及电荷也具有隧道效应,他们可以穿越宏观系统的势阱而产生变化,故称之为宏观量子隧道效应。
☆环保领域
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􀂾解决空气污染的问题
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