黄南CAL报告纳米材料表征,微观结构分析

ICP-AES主要用来测定岩石、矿物、金属等样品中数十种元素的含量。AAS可以用来测定样品中的元素含量。所以这两个仪器一般用于对于纳米材料的掺杂量的估算。

光致发光是指物体依赖外界光源进行照射，从而获得能量，产生激发导致发光的现象，它大致经过吸收、能量传递及光发射三个主要阶段，光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光。光致发光可按延迟时间分为荧光（Fluorescence）和磷光。PL是光致发光的缩写，主要可以用来估计纳米材料的电荷分离效率，实验之前要先确定材料的激发波长。一般情况下，弱的荧光强度表示更高的电荷分离效率，所以催化效果也会相应的提高。

纳米材料是纳米级结构材料的简称。狭义是指纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸多不超过100nm。广义是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度（1-100nm)限制的各种固体超细材料。1994年以前，纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及其形成的纳米块体、纳米薄膜，现在纳米结构材料的含义还包括纳米组装体系，该体系除了包括纳米微粒实体的组元，还包括支撑它们的具有纳米尺度的空间的基体，也就是说纳米材料包括：纳米微粒、纳米块体、纳米薄膜和纳米组装体系。1纳米=10-9米，纳米是一种长度的量度单位，1nm的长度大约为4到5个原子排列起来的长度，或者说1nm相当于头发丝直径的十万分之一。

（1）纳米材料研究的内涵不断扩大。1994年以前主要研究集中在纳米颗粒以及由它们组成的薄膜与块体。此后纳米材料研究对象又涉及到纳米丝、纳米管、微孔和介孔材料。这种结构的出现，丰富了纳米材料研究的内涵，为镶嵌、组装纳米材料提供新的机遇。（2）纳米材料的研究范围不断拓宽。1990年以前，纳米结构材料仅仅包括纳米微粒及纳米固体，现在纳米结构材料的含义还包括纳米组装体系。该体系除了包含纳米微粒组元，还有支撑它们的具有纳米尺度空间的基体。（3）基础研究和应用研究出现并行发展的新局面。纳米材料的应用成为人们关注的热点，应用研究己初具规模，在范围内，纳米材料及其相应产品在国际市场上所创造的经济效益每年以20%的速度増长。与此同时，纳米材料的基础研究也日趋深入、系统，对纳米功能材料的机制等理论研究得到发展和完善目前的研究对象主要集中在纳米阵列体系、纳米镶嵌体系、介孔与纳米颗粒复合体系和纳米颗粒膜。目的是根据需要设计新的材料体系，探索或改善材料的性能，目标是为了制作纳米的器件。如高亮度的固体电子显示屏、纳米晶二极管、真空紫外到近红外的光致发光和电子发光二极管都可以用纳米晶作为主要的材料。目前在实验室己设计出的纳米器件有Si-SiO2的发光二极管，Si掺Ni的纳米颗粒发光二极管以及用不同纳米尺度CdSe制作的红蓝绿光可调发光二极管等。介孔与纳米组装体系和纳米颗粒膜也是当前纳米组装体系重要的研究对象，主要设计思想是利用小颗粒的量子尺寸效应和渗流效应，根据需要对材料整体性能进行剪裁、调整和控制达到常规材料不具备的奇特性质。人们在纳米颗粒与介孔固体组装的研究中，设计了多种介孔复合体系，不断探索其光、电及敏感活性等功能。介孔复合体系是根据纳米颗粒本身的特性，通过纳米颗粒与基体的界面耦合而产生新的效应，使整个体系既能表现出纳米颗粒的特性，又能表现出三维块体材料的特性，这样可根据实际需要组装多种多样的介孔复合体。目前，这种体系按支撑体的种类分为无机介孔和有机高分子介孔复合体两大类。小颗粒是金属、半导体、氧化物、氮化物及碳化物，支撑体有无序介孔复合体和有序介孔复合体。

复杂稀土矿物及新型稀土材料构建了稀土发光材料、稀土镁合金、稀土镧铜合金等新型稀土材料分析，并结合结构形貌、组织机构等分析为新型稀土材料工艺研究提供技术支撑；稀土尾矿毒性综合鉴定技术，指导尾矿合理、妥善处置；形成了对稀土矿中元素的快速分析检测技术及稀土材料质量控制评价；形成了一项成果：复杂稀土矿物及新型稀土材料分析质量控制体系与技术评价及应用；获广州市科技进步奖二等奖一项，中国有色金属工业协会科技进步奖二等奖一项；

稀有复杂难熔材料1）稀有难熔金属、合金及其化合物中化学成分分析检测技术，如钒铝合金中的铝、钽铌矿中二氧化硅等；2）稀有稀散金属及其合金材料的分析检测，如纯硒中的杂质元素、金属硒及硒磅合金中的氯、碲铋渣中的碲等；3）复杂难容材料的分析检测，如硬质合金中的碳、齿科Co-Cr烤瓷合金中钴、哈氏合金中镍等的测定；4）形成了一项成果：稀有复杂难熔材料测试技术研究与应用；获中国有色金属工业协会科技进步二等奖一项；5）制（修）订标准25项，国家标准13项。