纳米材料的合成与修饰文献综述

 2023-01-09 05:01

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

纳米材料的合成与修饰

1.研究背景及目的

纳米材料最早于上世纪80年代由德国学者Gleiter提出,是指在三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1--100nm)的材料。纳米粒子介于原子或分子和宏观物体交界的过渡区域,是数目有限的原子或分子组成的聚集体。根据纳米材料的维数可将其基本单位分为五类:零维粉末状材料,一维纤维状材料,二维薄膜状材料,三维块状材料以及包含上述结构单元的纳米复合材料。由于材料的超细化,绝大部分原子处于微粒的表面位置,产生了小尺寸效应,量子效应,表面效应和宏观量子隧道效应等,使其在电学,光学,磁学,力学,热学上拥有独特性质。基于纳米材料的大比表面积特性,其表面能够进一步修饰大量的功能基团;与此同时,由于纳米材料的合成修饰过程具有很强的可人为设计组合的特性,在制备过程中能够将各功能基团有机组合,从而设计合成出具有独特优越性质的功能化纳米材料以满足不同的应用需求。近年来,纳米材料的功能化与应用研究展现出蓬勃的发展,目前被已广泛应用于材料、生命、环境、信息、能源和国家安全等多个方面,被美国材料学会誉为21世纪最有前途的材料。

当前,新型纳米材料的合成与功能化研究是学术界研究的热点内容,每年均有数以千记的新材料被报道。基于纳米材料在色谱研究领域所具有的巨大潜力,设计一定的步骤进行相应的纳米材料的合成与功能化修饰,力图将其应用于药物分析相关研究中,具有较高的学术意义和研究价值。

2.研究手段

一、纳米材料的合成

纳米材料的形态与功能性质很大程度上取决于纳米材料的合成制备方法。目前,各种类型的纳米材料如无机的贵金属纳米材料(金、银等)、硅纳米材料(二氧化硅、介孔硅等)、磁纳米材料(四氧化三铁等),有机的各类复合物纳米材料(聚苯乙烯、壳聚糖等)以及金属-有机复合物纳米材料(纳米金属-有机框架等)均已有一定数量的相关文献对其合成修饰方法进行报道。纳米材料制备方法依据基本原理不同主要可分为:物理法,化学法,物理化学综合法等。其中化学法方法简单、设备需求较低,易于进行设计及后续功能化修饰,应用较为广泛。

a物理法

物理法是最早的纳米材料制备方法,其优点是产品纯度高,缺点是投入大,产量低。常见的方法有:分子束外延法,蒸发冷凝法,机械球磨法,扫描探针显微镜法,电弧法,惰性激光溅射法等。

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