纳米金属材料的合成及其分离硕士研究生学位论文开题报告.doc

学号：2007001002 北京化工大学 硕士研究生学位论文开题报告 论文题目：纳米金属材料的合成及其分离 学 院 名 称：理 学 院 专 业：化学工程与技术 研究生姓名：白 露 导师姓名：孙晓明 开题日期：2008/6/28 考核 成绩 审核 小组 成员 以及 职称 姓 名 职 称 目录 一、 课题来源、项目名称 3 二、 文献综述部分 3 1.纳米金属的合成相关的历史、前沿和发展情况 3 2.纳米金属的合成方法 4 2.1 气相法制备金属纳米粒子 4 2.1.1 惰性气体蒸发冷凝法(简称IGC法) 4 2.1.2 激光加热蒸发法 4 2.1.3 高频感应加热法 4 2.1.4 等离子体法 4 2.1.5 电子束照射法 5 2.1.6 气相化学反应法 5 2.2 液相法制备纳米金属粒子 5 2.2.1 溶胶-凝胶法(Sol—Gel—Method) 5 2.2.2 反相微乳液法 5 2.2.3 液相化学还原法 6 2.2.4 水热法 6 2.2.5 电解法 6 2.3 固相法制备纳米金属粒子 6 2.3.1 固相配位化学反应法 6 2.3.2 机械合金化法(MA) 6 3. 纳米金属粒子的性能 7 4. 纳米金属材料的应用 7 5.纳米粒子的分离 9 6. 本课题的创新之处 10 7. 已查阅的文献目录 10 三、 研究计划部分 11 3.1论文选题的立论、目的和意义 12 3.2 本课题的主要研究内容 12 3.3 研究方案 12 一、 课题来源、项目名称 文献综述部分2010年纳米技术的市场会达到1．4万亿美元。纳米材料指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(0.1～100 nm)的材料。它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。纳米材料包括纳米粉体、纳米线材料、纳米管、纳米带、纳米薄膜与纳米块体材料等。 纳米材料有着许多特殊性能，如都具有巨大外表面积，由小尺寸所产生的量子尺寸效应，产生特殊的光、电、热等。纳米材料常比普通材料具有更好的力学性能(如强、塑性)，纳米陶瓷可望解决陶瓷的脆性问题，并可能拥有类似于金属的可塑性。因此纳米材料的研发十分迅猛，在国内外都取得了巨大的发展。 1.纳米材料的合成相关的历史、前沿和发展情况 纳米材料的应用实际上很早就有了，只是没有上升成纳米材料的概念。早在1000多年前，我国古代利用燃烧蜡烛来收集的碳黑作为墨的原料及染料。我国古代的铜镜表面长久不发生锈钝。经检验发现其表面有一层纳米氧化锡颗粒构成的薄膜。十八世纪中叶，胶体化学建立，科学家们开始研究纳米的粒子系统。即所谓的胶体溶液（胶体的范围达到1微米。只要能够在水溶液中稳定存在的颗粒，都是胶体）。事实上这种液态的胶体体系就是我们现在所说的纳米溶胶，只是当时的化学家们并没有意识到，这样一个尺寸范围是人们认识世界的一个新的层次。在后来的催化剂研究中，人们制备出了铂黑，这大约是纳米金属粉体的最早应用。把纳米材料正式作为材料科学的一个新的分支是在1990年7月在美国巴尔的摩召开的国际第一届纳米科学技术学术会议上确定的。所以纳米材料的发展以1990年7月为一个分界线，1990年7月以前为第一阶段，在这之前，从20世纪60年代末开始，人们主要在实验室探索用各种手段制备不同种材料的纳米粉末、合成块体(包括薄膜)、研究评估表征的方法、探索纳米材料不同于常规材料的特殊性；但研究大部分局限性在单一材料。在这一阶段中最值得一提的是1985年发现的碳纳米原子团簇C60、C70，这种材料的研制成功使人们看到了它具有与普通尺寸碳材料不具备的特殊性能。这种材料的碳原子数目是稳定的。纯的同体C60为绝缘体。但采用碱金属掺杂后就成为导电性很好的材料，可以和金属相比，甚至有望成为超导体。同时发现C60在低温下呈现铁磁性，这些都与常规尺寸碳材料的性能完全不同，得到了科学的广泛重视。人们开始看到，当材料的尺寸处于纳米尺度范围内时，会呈现许多不同的性能特征，这对新材料的研究和发展提供了新的思路和方向。这为后来纳米科技的建立和纳米材料作为一个新学科的诞生奠定了坚实的基础，为纳米科技、纳米材料的迅速发展创造了有利条件[1]。 1990年以后，纳米材料得到了迅速发展。在理论研究方面，纳米科技的诞生，给人们的思维带来了一次革命。纳米材料为什么称为二十一世纪材料发展的方向，这是因为纳米材料研究在理论、应用上都具有非常重要的意义，首先，从理论上讲：纳米材料的研究是物质的宏观状态理论与微观状态理论相互联系的桥梁；它的研究成果，完全可能将材料的宏观的理论与微观理论合二为一，形成完整的材料理论体系，这是科学界的重大进步，具有非常重大的意义。在应用上：纳米材料具有了许多普通尺寸材料所不具有的性能，拓