『壹』 為什麼金屬納米粒子小於10nm會是黑色分析下,不要只是說因為小尺寸效應。
黑色不是顏色,它只是物體反射的可見光強非常低而產生的視覺感受。
非常細的金屬顆粒表面向各個方向反射光線,從不同角度上觀察,眼睛接受到的反射光的強度總是入射光強的很小一部分,所以看上去遠不如大尺寸的金屬表面光亮。
而大量的金屬顆粒堆積在一起,相鄰金屬顆粒的反射光線彼此之間會因相位關系產生消光,進一步降低了反射光強,所以看上去就更「黑」。
這還是微米級的金屬顆粒。如果是納米級顆粒,甚至直徑在10nm以內的顆粒,由於其尺度已經小於可見光的波長了,光波在遇到金屬顆粒會產生「繞過」的現象,即完全不反射可見光,所以嚴格來說,細到10nm的顆粒對可見光是不可見的,或者說是完全透明的。而所謂看到的黑色金屬納米粉,實際上是金屬粉互相之間通過吸附、冷焊等形成的團聚體。這些團聚體的體量應該至少達到了微米級了,所以才能被肉眼看到。而這些微米級的團聚體之所以看上去是黑色,參見前幾段。
『貳』 什麼叫納米金屬顆粒,它是金屬單質還是包括氧化物
基本化學性質是差不多的,只是納米金屬氧化物常常會有一些新的性質,比如說更好的穩定性或是光催化活性等等,更具體的講不清楚
『叄』 金屬納米粒子和金屬納米簇的區別
首先納米簇的粒徑小於金納米粒子,在強烈的量子效應作用下,納米簇可呈現出可見區域熒光,發光效率遠高於納米粒子,再次納米粒子可發生表面等離子共振,納米簇一般沒有。
『肆』 黃金納米顆粒是什麼顏色
納米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性,如原本導電的銅到某一納米級界限就不導電,原來絕緣的二氧化硅、晶體等,在某一納米級界限時開始導電。這是由於納米材料具有顆粒尺寸小、比表面積大、表面能高、表面原子所佔比例大等特點,以及其特有的三大效應:表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。
表面效應
球形顆粒的表面積與直徑的平方成正比,其體積與直徑的立方成正比,故其比表面積(表面積/體積)與直徑成反比。隨著顆粒直徑變小,比表面積將會顯著增大,說明表面原子所佔的百分數將會顯著地增加。對直徑大於 0.1微米的顆粒表面效應可忽略不計,當尺寸小於 0.1微米時,其表面原子百分數激劇增長,甚至1克超微顆粒表面積的總和可高達100米2,這時的表面效應將不容忽略。
超微顆粒的表面與大塊物體的表面是十分不同的,若用高倍率電子顯微鏡對金超微顆粒(直徑為 2*10-3微米)進行電視攝像,實時觀察發現這些顆粒沒有固定的形態,隨著時間的變化會自動形成各種形狀(如立方八面體,十面體,二十面體多李晶等),它既不同於一般固體,又不同於液體,是一種准固體。在電子顯微鏡的電子束照射下,表面原子彷彿進入了「沸騰」狀態,尺寸大於10納米後才看不到這種顆粒結構的不穩定性,這時微顆粒具有穩定的結構狀態。
超微顆粒的表面具有很高的活性,在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。如要防止自燃,可採用表麵包覆或有意識地控制氧化速率,使其緩慢氧化生成一層極薄而緻密的氧化層,確保表面穩定化。利用表面活性,金屬超微顆粒可望成為新一代的高效催化劑和貯氣材料以及低熔點材料。
小尺寸效應
隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由於顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言,尺寸變小,同時其比表面積亦顯著增加,從而產生如下一系列新奇的性質。
(1)特殊的光學性質
當黃金被細分到小於光波波長的尺寸時,即失去了原有的富貴光澤而呈黑色。事實上,所有的金屬在超微顆粒狀態都呈現為黑色。尺寸越小,顏色愈黑,銀白色的鉑(白金)變成鉑黑,金屬鉻變成鉻黑。由此可見,金屬超微顆粒對光的反射率很低,通常可低於l%,大約幾微米的厚度就能完全消光。利用這個特性可以作為高效率的光熱、光電等轉換材料,可以高效率地將太陽能轉變為熱能、電能。此外又有可能應用於紅外敏感元件、紅外隱身技術等。
(2)特殊的熱學性質
固態物質在其形態為大尺寸時,其熔點是固定的,超細微化後卻發現其熔點將顯著降低,當顆粒小於10納米量級時尤為顯著。例如,金的常規熔點為1064C℃,當顆粒尺寸減小到10納米尺寸時,則降低27℃,2納米尺寸時的熔點僅為327℃左右;銀的常規熔點為670℃,而超微銀顆粒的熔點可低於100℃。因此,超細銀粉製成的導電漿料可以進行低溫燒結,此時元件的基片不必採用耐高溫的陶瓷材料,甚至可用塑料。採用超細銀粉漿料,可使膜厚均勻,覆蓋面積大,既省料又具高質量。日本川崎制鐵公司採用0.1~1微米的銅、鎳超微顆粒製成導電漿料可代替鈀與銀等貴金屬。超微顆粒熔點下降的性質對粉末冶金工業具有一定的吸引力。例如,在鎢顆粒中附加0.1%~0.5%重量比的超微鎳顆粒後,可使燒結溫度從3000℃降低到1200~1300℃,以致可在較低的溫度下燒製成大功率半導體管的基片。
(3)特殊的磁學性質
人們發現鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒,使這類生物在地磁場導航下能辨別方向,具有回歸的本領。磁性超微顆粒實質上是一個生物磁羅盤,生活在水中的趨磁細菌依靠它游向營養豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明,在趨磁細菌體內通常含有直徑約為 2′10-2微米的磁性氧化物顆粒。小尺寸的超微顆粒磁性與大塊材料顯著的不同,大塊的純鐵矯頑力約為 80安/米,而當顆粒尺寸減小到 2′10-2微米以下時,其矯頑力可增加1千倍,若進一步減小其尺寸,大約小於 6′10-3微米時,其矯頑力反而降低到零,呈現出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性,已作成高貯存密度的磁記錄磁粉,大量應用於磁帶、磁碟、磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性,人們已將磁性超微顆粒製成用途廣泛的磁性液體。
(4)特殊的力學性質
陶瓷材料在通常情況下呈脆性,然而由納米超微顆粒壓製成的納米陶瓷材料卻具有良好的韌性。因為納米材料具有大的界面,界面的原子排列是相當混亂的,原子在外力變形的條件下很容易遷移,因此表現出甚佳的韌性與一定的延展性,使陶瓷材料具有新奇的力學性質。美國學者報道氟化鈣納米材料在室溫下可以大幅度彎曲而不斷裂。研究表明,人的牙齒之所以具有很高的強度,是因為它是由磷酸鈣等納米材料構成的。呈納米晶粒的金屬要比傳統的粗晶粒金屬硬3~5倍。至於金屬一陶瓷等復合納米材料則可在更大的范圍內改變材料的力學性質,其應用前景十分寬廣。
超微顆粒的小尺寸效應還表現在超導電性、介電性能、聲學特性以及化學性能等方面。
宏觀量子隧道效應
各種元素的原子具有特定的光譜線,如鈉原子具有黃色的光譜線。原子模型與量子力學已用能級的概念進行了合理的解釋,由無數的原子構成固體時,單獨原子的能級就並合成能帶,由於電子數目很多,能帶中能級的間距很小,因此可以看作是連續的,從能帶理論出發成功地解釋了大塊金屬、半導體、絕緣體之間的聯系與區別,對介於原子、分子與大塊固體之間的超微顆粒而言,大塊材料中連續的能帶將分裂為分立的能級;能級間的間距隨顆粒尺寸減小而增大。當熱能、電場能或者磁場能比平均的能級間距還小時,就會呈現一系列與宏觀物體截然不同的反常特性,稱之為量子尺寸效應。例如,導電的金屬在超微顆粒時可以變成絕緣體,磁矩的大小和顆粒中電子是奇數還是偶數有關,比熱亦會反常變化,光譜線會產生向短波長方向的移動,這就是量子尺寸效應的宏觀表現。因此,對超微顆粒在低溫條件下必須考慮量子效應,原有宏觀規律已不再成立。
電子具有粒子性又具有波動性,因此存在隧道效應。近年來,人們發現一些宏觀物理量,如微顆粒的磁化強度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應,稱之為宏觀的量子隧道效應。量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應將會是未來微電子、光電子器件的基礎,或者它確立了現存微電子器件進一步微型化的極限,當微電子器件進一步微型化時必須要考慮上述的量子效應。例如,在製造半導體集成電路時,當電路的尺寸接近電子波長時,電子就通過隧道效應而溢出器件,使器件無法正常工作,經典電路的極限尺寸大概在微米。目前研製的量子共振隧穿晶體管就是利用量子效應製成的新一代器件。
『伍』 金屬納米顆粒粉體製成的金屬塊有怎樣的特點
納米金屬塊體耐壓耐拉,將金屬納米顆粒粉體製成塊狀金屬材料,強度比一般金屬高十幾倍,又可拉伸幾十倍。用來製造飛機、汽車、輪船,重量可減小到原來的十分之一。
納米陶瓷剛柔並濟,用納米顆粒粉末製成的納米陶瓷具有塑性,為陶瓷業帶來了一場革命。將納米陶瓷應用到發動機上,發動機摩擦系數大幅下降,散熱能力加強的同時,延長了發動機的使用壽命,而且還能減少污染物的排放,是新一代綠色產品。
『陸』 金屬納米材料 粒子為什麼會團聚
金屬納米粒子團聚最最主要的一點是比表面積非常的大,納米粒子有使表面積減小的趨勢,所以都團聚在一起,減少比表面積,這也是納米材料吸附性能高的原因,另外有些磁性納米材料會由於之間的磁吸引力,團聚在一起。
『柒』 金屬納米粒子怎樣均勻分散在水溶液中
首先你是生么納米金屬,每一種的分散劑都不一樣,而且要分散在水中也是不一樣的分散劑,可以先告訴我你的納米材料是什麼嗎
『捌』 貴金屬納米粒子溶解在什麼溶劑中好
吸波材料。金屬納米粉體對電磁波有特殊的吸收作用。鐵、鈷、氧化鋅粉末及碳包金屬粉末可作為軍事用高性能毫米波隱形材料、可見光--紅外線隱形材料和結構式隱形材料,以及手機輻射屏蔽材料。
『玖』 如何製取Cu的納米顆粒 至少兩種方法 多多益善
以一氧化碳,氧氣,水為原料直接法制過氧化氫的新型納米金屬銅催化劑及其制備方法。現有技術中直接法合成過氧化氫催化劑活性組分多採用貴金屬,且存在過氧化氫時空產率偏低等不足。本發明催化劑由銅、金屬修飾劑及載體材料組成。各組分的重量配比為:銅含量在5-20wt%之間,金屬修飾劑在1-5wt%之間,其餘組分為載體材料。所述銅主要以尺寸在5-20nm之間的金屬納米顆粒形式高度分散在載體上,該催化劑是通過化學還原法還原含有Cu2+離子及金屬修飾劑的載體,然後去除雜質離子後製得。應用於以一氧化碳,氧氣,水為原料的直接法合成過氧化氫反應時,該種催化劑具有比以往專利報道的貴金屬Pd催化劑更為優良的過氧化氫時空產率,具有良好的工業應用前景。
『拾』 納米金屬顆粒粉體有怎樣的作用
納米金屬顆粒易燃易爆,幾個納米的金屬銅顆粒或金屬鋁顆粒,一遇到空氣就會產生激烈的燃燒,發生爆炸。因此,納米金屬顆粒的粉體可用來做成烈性炸葯,做成火箭的固體燃料還可產生更大的推力。用納米金屬顆粒粉體做催化劑,可以加快化學反應速率,大大提高化工合成的產出率。