超声化学法制备纳米金属钯的分析

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取褥的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：五型三{Et、'期：主堕≤：座关于学位论文使用授权的声明本人完全了解济南大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借鉴；本人授权济南大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他

2、复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：蓝生l导师签名：2遂日期：塑!兰：!：￡济南大学硕士学位论文1．1纳米材料研究现状第一章文献综述纳米材料因其尺寸恰好处于原子簇和宏观物体的交界区域，因而和大块材料相比，具有光学、热学、电学、磁学、力学以及化学等方面【¨】的奇异性质。同时纳米材料的特性也因其粒径和形状的不同而表现出很大的差异性l们。纳米材料是纳米科学中的一个重要的研究发展方向，近年来已经在许多科学领域引起了广泛的重视，成为材料科学研究的热点。金属及其合金纳米粒子作为纳米材料的一个方面，在现代工业、国防和高技术发展中充当着重要的角

3、色。1992年国际纳米材料会议对纳米材料定义如下：一相任一维的尺寸达到100nnl以下的材料即为纳米材料阴。因而，纳米材料的几何形状既可以是粒径小于100nm的零维纳米粉末，也可以是径向尺寸小于100nm的一维纳米纤维或二维纳米膜、三维纳米块体等。纳米材料的材质可以是金属或非金属；相结构可以是单相或多相；原子排列可以是晶态或非晶态。当物质进入纳米级后，其在催化、光、电、热力学等方面都出现特异化，这种现象被称为“纳米效应"。1．1．1纳米材料特性纳米粒子是尺寸为1"--'100nm的超细粒子。纳米粒子的表面原子与总原子数之比随着粒径的减小而急剧增大，显示出强烈的体积效应(即

4、小尺寸效应)、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。1．1．1．1量子尺寸效应【81当粒子尺寸达到纳米级时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为分立能级的现象称为量子尺寸效应。能带理论表明：纳米金属粒子所包含的原子数有限，能级间距发生分裂。当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能量或超导态的凝聚能时，纳米粒子的磁、光、声、热、电及超导电性与宏观物体有着显著的不同。例如：纳米粒子所含电子数的奇偶性不同，低温下的热容和磁化率有极大差别；纳米粒子的光谱线频移和催化性质也与粒子所含电子数的奇偶有关。1．1．1．2体积效应【9l1蠢于粒子尺寸交小所引起的宏观物理性质的

5、变化称为体积效应。当纳米粒子的尺寸与德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件就会被破坏；非晶态纳米粒子的表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热力学等特性呈现新的体积效应。例如：磁有序态向磁无序态；超导相向正常相的转变；光吸收显著增加；声子谱发生改变；强磁性纳米粒子(Fe．Co合金，氧化铁等)尺寸为单磁畴临界尺寸时具有很高的矫顽力；纳米粒子的熔点远远低于块状金属；等离子体共振频率随颗粒尺寸变化而改变【10l。1．1．1．3表面效应【11l表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒径减小而急剧增大后所引起性质

6、上的改变。随着粒径减小，表面原子数迅速增加，粒子的表面张力和表面能增加，使得纳米粒子的活性增加。产生该种现象的原因是：原子配位不足及较高的表面能，使原子表面具有很高的化学活性，故而极不稳定，很容易与其他原子结合。表面原子的活性引起了纳米粒子表面输运和构型的变化，也引起了表面原子自旋构象和电予能谱的变化。例如：化学惰性的Pt制成纳米微粒Pt后成为活性极好的催化剂。1．1．1．4宏观量子隧道效应112l微观粒子具有穿越势垒的能力称为隧道效应。研究发现一些宏观量，例如：微粒的磁化强度和量子相干器件中心的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。量子隧道效应是未来微电子器件的基

7、础，它确定了现存微电子器件进一步微型化的极限。1．1．2金属纳米材料的应用及前景金属纳米材料具有优良的性能以及与其他材料复合时表现出来的独特性能，在以下方面具有广阔的应用前景。l。1．2。1催化剂113】纳米粒子作为催化剂有着许多优点。首先纳米粒子的粒径小、比表面积大、催化效率嵩。这是由于纳米粒子生成的电子和空穴在达到表面之前大部分不会重新结合，电子和空穴到达表面的数量多，故化学反应活性高。其次，纳米粒子分散在介质中往’济南人学硕卜学位论文往具有透明性，容易运用光学手段和方法来观察纳米粒子对界面间电荷转移、质子转移、半导体能级