纳米材料研究方法课程论文

《纳米材料研究方法课程论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、纳米材料研究方法——《材料现代研究方法》课程论文学院:材料学院姓名：龚永艳学号：102011087纳米材料研究方法摘要：本文以纳米材料为主要研究对象,阐述了其分析使用的分析方法。关键词：纳米材料分析方法表征1前言纳米材料具有许多优良的物理及化学特性以及一系列新异的力、光、声、热、电、磁及催化特性，被广泛应用于国防、电子、化工、建材、医药、航空、能源、环境及日常生活用品中，具有重大的现实与潜在的高科技应用前景［1-2］。纳米科技是未来高科技的基础,而适合纳米科技研究的仪器分析方法是纳米科技中必不可少的实验手段。因此,纳米材料的分析和表征对纳米材料和纳

2、米科技发展具有重要的意义和作用[3]。分析科学是人类知识宝库中最重要、最活跃的领域之一,它不仅是研究的对象,而且又是观察和探索世界特别是微观世界的重要手段[4]。随着纳米材料科学技术的发展,要求改进和发展新分析方法、新分析技术和新概念,提高其灵敏度、准确度和可靠性,从中提取更多信息,提高测试质量、效率和经济性[5]。纳米材料主要性质有:小尺寸效应[6-8]、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应。目前表征纳米材料的技术很多，采用各种不同的测量信号形成了各种不同的材料分析方法，大体可以分为以下几种方法。2X射线衍射分析（XRD)[9]X射线粉

3、末衍射法的基本原理是:一束单色X射线碰击到研成细粉的样品上，在理想情况下，样品中晶体按各个可能的取向随机排列。在这样的粉末样品中，各种点阵面也以每个可能的取向存在。因此，对每套点阵面，至少有一些晶体的取向与入射束成Bragg角e，于是对这些晶体和晶面发生衍射。衍射束采用与图象记录仪相连的可移动检测仪Geiger，如计数器(衍射仪)检测，在记录纸上画出一系列峰。峰度位置和强度很容易从谱图上得到，从而使它成为物相分析的极为有用和快速的方法。3光谱分析方法3.1激光拉曼光谱分析(LR)拉曼散射的过程涉及光的弹性散射和非弹性散射，当一束频率为n。的单色光照

4、射到样品上时，都会发生散射现象，产生散射光，将产生弹性散射(Rayleighscattering)和非弹性散射(Ramanscattering)。散射光的大部分具有与入射光(激发光)相同的频率，即散射光的光子能量与入射光的相同，这就是弹性散射，称为瑞利散射。当散射光的光子能量发生改变与入射光不同时，其频率高于和低于入射光即非弹性散射，称为拉曼散射。频率低于激发光的拉曼散射叫斯托克斯散射，频率高于激发光的拉曼散射叫反斯托克散射。其中Stokes线(v0一△v)与Anti-stokes线(v0+△v)对称分布在激发线(n0)。由于拉曼位移△、只取决于散

5、射分子的结构而与v0无关，所以拉曼光谱可以作为分子振动能级的指纹光谱。拉曼位移△v(散射光的波数与入射光波数之差)反映了分子内部的振动和转动方式。由此可以研究分子的结构和分析鉴定化合物。3.2紫外一可见吸收光谱分析(UV-VIS)电磁波可以和物质发生作用，物质吸收电磁波就可以产生电磁波谱。物质的运动包括宏观运动和微观运动。在微观运动中组成分子的原子之间的键在不断振动，当电磁波的频率等于振动的频率时，分子就可以吸收电磁波，使振动加剧。化学键的振动频率位于红外区，所以这种吸收光谱称为红外吸收光谱。原子由原子核和核外电子组成，核外电子在不断的运动着。当用

6、紫外光照射分子时，电子就会吸收紫外光跃迁到能量更高的轨道上运动，由此产生的电磁波谱称为电子波谱或称为紫外一可见吸收光谱。原子核也处于不断的运动中，具有自旋的原子核置于外磁场中时可以吸收特定波段的电磁波，发生核磁共振，由此得到核磁共振谱。3.3红外光谱分析(IR)红外光谱是根据物质吸收红外辐射能量后引起分子振动和转动的能级跃迁，记录跃迁过程吸收或发射的电磁波，而获得该分子的红外吸收光谱。不同物质对红外辐射的吸收不同，其红外光谱图也不相同。3.4原子吸收光谱分析(AAS)原子吸收光谱法是上世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法

7、，这种方法根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。它在地质、冶金、农业、食品、轻工、机械、化工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态(一般情况下都是第一激发态)所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。3.5原子发射光谱分析(AES)原子发射光谱分析(AES)以直流电弧，交流电弧或高压火花等为信号激发源，其能量使样品蒸发为气态原子并将气态原

8、子外层电子激发至高能态，处于激发态的原子向低能级跃迁产生辐射，产生的辐射经过分光仪器分光，按波长顺序记录在感光板上，从而获