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表面和界面效应分析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:这种表面原子的活性不但引起纳米粒子表面原子的输送和构型变化,同时也引起表面电子的自旋构象和电子能谱的变化。界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,因此表现出很好的韧性与一定的延展性,这使纳米材料具有新奇的界面效应。

表面和界面效应分析

纳米材料的表面效应(Surface Effect)是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。球形颗粒的表面积与直径的平方成正比,其体积与直径的立方成正比,故其比表面积(表面积/体积)与直径成反比。随着颗粒直径的变小,比表面积将会显著地增加。例如,粒径为10 nm时,比表面积为90 m2/g;粒径为5nm时,比表面积为180 m2/g;粒径下降到2 nm 时,比表面积猛增到450 m2/g。当粒子直径减小到纳米级时,不仅表面原子数会迅速增加,而且表面积、表面能都会迅速增加。这主要是因为处于表面的原子数较多,表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同所引起的。表面原子周围缺少相邻的原子,有许多悬空键,具有不饱和性质,易与其他原子相结合而稳定下来,故具有很大的化学活性,晶体微粒化伴有这种活性表面原子的增多,其表面能大大增加。这种表面原子的活性不但引起纳米粒子表面原子的输送和构型变化,同时也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。

纳米材料具有非常大的界面。界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,因此表现出很好的韧性与一定的延展性,这使纳米材料具有新奇的界面效应。(www.xing528.com)

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