材料工程论文范例：过渡金属氧化纳米材料之制作及锂离子电池之运用研究

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1、材料工程论文范例：过渡金属氧化纳米材料之制作及锂离子电池之运用研究第一章绪论1.1引言随着社会生产的不断进步与发展，人类对自然的论文范文认识和改造也不断的深入。人类对自然的认识和改造自然，使我们人类获得巨大的物质财富，丰富我们的物质生活。同时，对自然的改造也伴随着对自然界的破坏。出现了一系列新的问题，如能源危机、温室效应、水体污染、自然资源的日益减少等等。新问题的出现迫使人们去寻找解决问题的手段。纳米材料由于其许多奇异的物理化学特性，受到人们得广泛重视。也为人们解决现阶段的问题，提供新的途径和手段。纳米科学起源于20世纪50年代末期，并迅速发展为的新科学领域，它主要是研究微观尺度（1-

2、100nm)范畴内原子、分子等运动和变化规律的科学。由于纳米科技的产生和迅速发展，使人们可以在分子、原子的水平对物质进行理想的改造和构建，用以达到造福人类的结果。也使得人们改造自然的能力从传统的块体材料领域扩展到分子、原子领域，标志着人类的科学技术进入了一个全新的时代-纳米时代。由于物质在纳米尺度表现许多奇异的物理化学特性，所以引起了化学、材料、生物、医药等领域的大量的科学家的广泛关注。纳米科技也成为21世纪最为活跃的研究方向和领域之一。纳米科技融合前沿科学与高新技术为一体。极大的推动了人类的科技发展，改变人类的认知方式。随着纳米科技的发展与进步，它己经分化出包括纳米材料学、纳米物理学

3、、纳米电子学、纳米医学、纳米化学和纳米生物学等科学分支。在这些分支中，纳米材料学因在理论上的重要科学意义和生产实践上的巨大应用潜力而成为科学研究的热点和重点。[6]近年来，许多科学工对纳米材料的研究取得了突破性成果，如纳米化的锂离子电池电极材料，己经进入商品化阶段。[7]为解决当前的能源危机和温室效应提供了新的途径。纳米碳酸转己广泛的运用于造纸等行业。替代传统的有毒物质，减少对自然界的污染。建立和完善了系统研究纳米材料结构、性能的表征方法。如扫描險道显微镜以及原位观测技术等。为更好的认识和利用纳米材料建立了科学基础。但是，纳米材料的广泛使用还需要有很长的路的要走。现阶段纳米材料广泛应用

4、所存在的关键技术问题主要是，在宏量制备的质量控制过程中如何做到产品具有良好的均勻性、分散性及稳定性。?以保证产品具有均一良好的性會巨。第一节纳米材料的基本概念1.1纳米材料旳概念和基本性质纳米材料就是指材料至少有一个维度处于纳米尺度的范围（1-100nm),或者以其为基本结构单元构筑而成的材料。根据不同的空间的维数约束，纳米材料可以分为以下三类：零维材料，即材料的三维尺度均处在纳米尺度内，如纳米颗粒、原子团簇和纳米空洞等[9-1；一维材料，材料在空间有二维处于纳米尺度内，如纳米线、纳米带、纳米棒和纳米管等二维纳米材料，材料在空间有一维处于纳米尺度，如纳米片、纳米薄膜和超晶格等[38由于

5、纳米材料的尺寸非常接近电子的相千长度，它的物理化学性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大不同1。而且，其尺度已接近光的波长，加上其特殊的表面的特殊效应，使其所表现的性能，例如擦点、化学反应活性、磁性、光学、力学、导电特性等等，往往于该物质的块体材料所表现的性质存在巨大差异1.2纳米材料的特性在纳米材料中，由于纳米粒子的尺寸较小，界面原子所占的比例较大，界面部分的微结构既与长程有序的晶态不同，也和短程有序的非晶态不同_。所以纳米结构材料具有与常规块体材料不同的结构和性质_。因此，在描述纳米结构材料时需要考虑的因素有：纳米颗粒的尺寸、原子组态或价键组态、界面的形态、颗粒内和界面的缺陷

6、种类、数量及组态，颗粒内和界面的化学组成，杂质元素的分布等。这些特殊的性质导致纳米结构材料宏观的电、磁、热、声、光、力学等的物理效应与常规材料有所不同，体现为纳米材料表面效应、纳米材料小尺寸效应、纳米材料量子限制效应和纳米材料宏观隨道效应等。1.3纳米材料的应用由于纳米材料具有的一系列特性，如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子險道效应和介电限域效应等。使得纳米材料具有了很多奇异的光学、非线性光学、电磁学、磁学、热学、催化和粒子输运等物理化学特性，这些特性使得纳米材料作为一种新型材料在微电子、金属冶炼、宇航航天、化工工程、生物工程、医疗医药及新能源等领域展现出极其广阔的应用前景

7、。受到了科研工的广泛关注。近年来由于能源危机和温室效应的日益加剧，使得纳米材料在新能源领域的应用越来越受到重视。尤其是纳米材料作为锂离子电池的电极材料更是被广泛研究。第二章多枝状多孔Mn304纳米棒的合成及其催化和电池性能的表征2.1引言多孔的过渡金属氧化物由于其具有优异的催化、电化学、磁学和吸附性能受到了研究者的广泛关注。传统合成多孔材料的方法多为模板法。模板法分为软模板法（常用的为表面活性剂，如嵌段共聚物F127用来合成多孔的二氧化鞋和多孔