3.2.1 XRD分析 20

3.2.2 TEM分析 21

3.2.3 Raman光谱分析 22

3.2.4 荧光光谱分析（PL） 23

3.2.5 固体紫外-可见光谱（UV-DRS）分析 23

总结 25

致谢 26

参考文献 27

 1  绪论

1.1 纳米材料

纳米科学技术是产生于20世纪80年代末的一项迅猛发展的新技术。所谓纳米技术就是指用若干分子或原子构成的单元——纳米微粒，制造材料或微型器件的科学技术。

纳米级结构材料简称为纳米材料(nano material)，是指其结构单元的尺寸介于1 nm至100 nm范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，强相干所带来的自组装使得纳米材料性质发生很大变化。并且，由于纳米材料尺度已接近光的波长，加上大表面的特殊效应，因此纳米材料表现出明显区别于块状材料和单个分子的特殊效应的特殊性质，例如导电特性、熔点、磁性、导热、光学等等。

纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子(nano particle)组成。我们将尺寸在1～100 nm间的粒子称为纳米粒子，也叫超微颗粒，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著的不同。

纳米材料的历史相对较短，在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是对其的研究还需更加深入，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国的研究队伍也在日渐壮大，正努力赶上发达国家的水平。

1.1.1 纳米材料的特性

（1）表面效应（Surface Effect）[1]：纳米微粒由于尺寸小,表面积大,比表面积大，表面能高,因此表现为活性极高且极不稳定 ,很容易与其他原子结合的特性。

（2）量子尺寸效应（The Quantum Size Effect）[2]：当粒子尺寸下降到某一数值时,费米能级附近的电子能级会由准连续变为离散能级或者能隙。而当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，纳米微粒的声、光、电、热以及超导性与宏观特性有着显著的不同,这被称为量子尺寸效应。

（3）小尺寸效应（Small Size Effect）：当纳米微粒尺寸与光波的波长、传导电子的得布罗意波长以及超导态的相干长度或透深度等物理特征尺寸相当或者更小时,晶体周期性的边界条件将会被破坏,导致声、光、电、磁、热、力学等特性均会呈现新奇的变化，称为小尺寸效应。

（4）宏观量子隧道效应（The Macroscopic Quantum Tunnel Effect）[3]：隧道效应是基本的量子现象之一，指微观粒子具有贯穿势垒的能力,人们发现一些宏观量,如磁化强度、量子相干器中的磁通量等具有隧道效应,称之为宏观量子隧道效应。

由于以上4个效应的存在,纳米材料呈现下列宏观物理性能：（1）高强度和高韧性；（2）高热膨胀系数、高比热容和低熔点；（3）异常的导电率和磁化率；（4）高扩散性；（5）极强的吸波性。

1.1.2 纳米材料制备方法

纳米材料的制备方法有很多，目前，制备纳米材料中最基本的原则有两种：一是“自上而下”将大块的固体粉碎成纳米微粒；二是“自下而上”由单个基本微粒聚集形成微粒，控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。按照这两种制备原理，纳米材料的制备方法可以分为物理方法和化学方法[4]两种。