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1、學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：王玲年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保障、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關(guān)學位論文管理部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學士學位論文評選機構(gòu)將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印
2、、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1、保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密□。(請在以上相應方框內(nèi)打“√”)作者簽名：年月日導師簽名：年月日BN納米粒子的制備與研究系部：化學與環(huán)境工程學院學生姓名:王玲專業(yè)班級：化學工程與工藝1班指導教師:袁頌東副教授1納米粒子與納米材料的特性1.1納米粒子的定義納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。納米材料根據(jù)三維空間被納米尺度約束的自由度來計，大致可分為零維的納米粉（顆粒和原子團簇）、一維的納米纖維（管、線、柱），、二維的納米膜、三維的
3、納米塊體等。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料，包括結(jié)晶和非結(jié)晶材料。按組成可分為：無機納米微粒、有機納米微粒、有機/無機復合微粒。無機納米微粒包括金屬與非金屬（半導體，陶瓷，鐵氧體等），有機納米微粒主要是高分子和納米藥物。1.2納米粒子的特性當小粒子尺寸達到納米級時，其本身和由它構(gòu)成的納米固體主要有如下四個方面的效應：表面效應、量子尺寸效應、小尺寸效應、宏觀量子隧道效應及許多大塊固體所不具有的特殊性質(zhì)。它具有表面效應、小尺
4、寸效應和宏觀量子隧道效應等。它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質(zhì)和大塊固體時相比將會有顯著的不同。按照材料的形態(tài)，可將其分四種：納米顆粒型材料、納米固體材料、納米膜材料、納米磁性液體材料。1.2.1表面效應球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比，其體積與直徑的立方成正比，故其比表面積(表面積/體積)與直徑成反比。隨著顆粒直徑的變小，比表面積將會顯著地增加。例如粒徑為10nm時，比表面積為90m2/g；粒徑為5nm時，比表面積為180m2/g；粒徑下降到2nm時，比表面積猛增到450m2/g。粒子直徑
5、減小到納米級，不僅引起表面原子數(shù)的迅速增加，而且納米粒子的表面積、表面能都會迅速增加。這主要是因為處于表面的原子數(shù)較多，表面原子的晶場環(huán)境和結(jié)合能與內(nèi)部原子不同所引起的。表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性質(zhì)，易與其它原子相結(jié)合而穩(wěn)定下來，故具有很大的化學活性，晶體微粒化伴有這種活性表面原子的增多，其表面能大大增加。這種表面原子的活性不但引起納米粒子表面原子輸運和構(gòu)型變化，同時也引起表面電子自旋構(gòu)象和電子能譜的變化。1.2.2量子尺寸效應大塊材料的能帶可以看成是連續(xù)的，而介于原子和大塊材料之
6、間的納米材料的能帶將分裂為分立的能級。能級間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當熱能、電場能、或者磁場能比平均的能級間距還小時就會呈現(xiàn)出一系列與宏觀物體截然不同的反常特性，稱之為量子效應。這一效應可使納米粒子具有高的光學非線性、特異催化性和光催化性質(zhì)等。1.2.3小尺寸效應隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應。對納米顆粒而言尺寸變小，同時其比表面積亦顯著增加，從而磁性、內(nèi)壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等都較普通粒子發(fā)生了很大的變化，
7、產(chǎn)生一系列新奇的性質(zhì)。例如金屬納米顆粒對光吸收顯著增加，并產(chǎn)生吸收峰的等離子共振頻移；小尺寸的納米顆粒磁性與大塊材料有明顯的區(qū)別，由磁有序態(tài)向磁無序態(tài)，超導相向正常相轉(zhuǎn)變。與大尺寸固態(tài)物質(zhì)相比納米顆粒的熔點會顯著下降。1.2.4宏觀量子隧道效應微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，例如微顆粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統(tǒng)的勢壘而產(chǎn)生變化，故稱為宏觀的量子隧道效應MQT（MacroscopicQuantumTunneling）。這一
8、效應與量子尺寸效應一起，確定了微電子器件進一步微型化的極限，也限定了采用磁帶磁盤進行信息儲存的最短時間。上述的各種效應是納米微粒與納米固體的基本特性。它使納米微粒與納米固體呈現(xiàn)許多不同于常規(guī)固體的新奇特性，展示了廣闊的應用前景；同時它也為常規(guī)的復合材料的研究增添了新的內(nèi)容，含有納米單元相的納米復合材料，通常以實際應用為直接目標，是納米材料工程的重要組成部分，正成為當前納米材料發(fā)展的新動向，其中高分子
