浅析纳米材料在电池中的应用

纳米材料已广泛应用到化学电源中的活性材料中,并推动着电池科技发展,作为电极的活性材料纳米化后,它表面增大,致使它极化减小,而电容量增大。由此产生较强大的电化学活性。特别是纳米碳管在作为新型贮锂材料、电化学贮能材料和高性能复合材料等方面的研究已取得了重大突破,本文就纳米材料在电池中的应用进行探讨,以便为研究纳米材料科技应用提供参考。     

纳米氧化物材料的结构—性能关系的思考

功能纳米氧化物的结构和性能研究是无机功能材料研究领域的一个研究热点。一般认为纳米氧化物的性能主要由形貌,表面效应和颗粒尺寸效应所决定。目前已经有大量的文献报道介绍各种形状的纳米材料的合成,但材料的性能和大颗粒体相材料相比没有明显的差别。人们利用表面效应来研究纳米氧化物的化学活性及其在光催化环境净化和重金属离子吸附等方面的应用,或通过尺寸效应来解析纳米氧化物出现的奇特的光、电、磁等现象,但普遍忽略纳米材料发生性质改变的结构因素。事实上,纳米材料的性能是由其电子结构和表面吸附的水分子来决定的:电子结构完全依赖于材料的晶体结构和晶格尺寸,而表面吸附的水分子常常会导致光猝灭或发光性能变差的现象。我们对多种氧化物纳米材料进行系统研究,初步构筑了其结构-性能的关系。(1)纳米TiO_2表面吸附大量的水分子。高温脱水导致纳米颗粒度变大。金属纳米材料和金属氧化物材料的比热都大于大颗粒材料,文献都归结于尺寸效应。最新研究表面,扣除吸附水分子的贡献后,裸露的纳米材料TiO_2的比热在实验范围内和大颗粒的基本相同。(2)利用本征黄光作为探针研完了量子尺寸效应对高结晶度ZnO纳米棒的结构和能带结构的修饰。随着ZnO纳米棒直径的增加,...     

纳米应力/应变传感器概述及应用现状

<正>纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米数量级(通常指1~100nm,1nm相当于3~5个原子连成线的长度)或者由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料一般具有不同于块体材料的特殊性能,它是纳米科技发展的重要基础。纳米材料的特殊性能,如大的比表面及一系列新的效应(小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、介电限域效应和宏观量子隧穿效应等)决定了纳米材料在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料     

改性碳纳米材料在低温燃料电池中的应用

碳纳米材料(如炭黑、介孔碳、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米角等)因其优异的电学性能和结构特性(良好的导电性能和超大的比表面积),被研究者广泛用作低温燃料电池贵金属催化剂的载体.然而,作为催化剂载体的这类碳纳米材料通常都存在电化学腐蚀的问题,碳载体的腐蚀通常会导致贵金属纳米催化剂的聚集,这将使催化剂的性能降低.为了改善碳载体的抗腐蚀性能,提高金属纳米粒子的活性和稳定性,许多研究工作致力于制备特殊结构的碳纳米材料,或对碳纳米材料进行表面修饰、掺杂等.与此同时,为了取代价格昂贵的贵金属催化剂,非贵金属催化剂的研究也成为一大热点,掺杂碳纳米材料就是研究热点之一.对近几年来围绕碳纳米材料制备、改性,以及这些改性碳纳米材料作为金属纳米粒子载体等的研究工作做了较为详细的综述,同时介绍了掺杂碳纳米材料作为氧还原催化剂的研究进展.     

纳米材料及其在电催化领域的研究进展

综述了纳米材料的小尺寸效应、体积效应、表面效应、量子尺寸效应等特性,并详细介绍了不同纳米催化材料的分类与制备方法.此外,进一步介绍了纳米电催化材料所具有的特殊性质,概述了近年来人们对纳米电催化剂的研究成果和其在电催化领域中的一些应用,并详细介绍了用于直接甲醇燃料电池中对甲醇催化氧化的纳米电催化剂的研究现状.对今后纳米电催化材料的研究方向进行了展望.     

Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切模量和黏度特性

为评价Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切流变特性,借助频率扫描试验测定了Terminal Blend胶粉纳米改性沥青60℃贮能模量、损耗模量、相位角及动态黏度随频率变化曲线,评价了纳米材料对流变特性的影响.研究结果表明:掺加纳米材料1(一种预先分散于聚合物基体的碳纳米材料)可显著增大低频域(ω≤10...     

脉冲电沉积法制备纳米材料的研究进展

纳米材料具有特殊的磁性、光学、力学、电学、电化学催化等性能,而脉冲电沉积技术在制备纳米材料方面应用广泛且优点多.着重列举了脉冲电沉积技术在制备纳米晶材料、纳米复合材料、纳米析氢材料、纳米金属薄膜及纳米金属多层膜、纳米线材料等方面的应用,总结了纳米材料的一些特点,展望了脉冲电沉积技术制备纳米材料的前景.     

复合纳米生物医用材料的研究

生物医用材料领域中,细胞与材料间的相互作用是研究的主要课题.材料表面的微观结构对细胞的生物调控作用更为重要.纳米材料因具有一些独特的效应,如体积效应和表面效应,有利于细胞黏附、增殖和功能表达,因而作为生物医用材料特别是组织工程支架材料具有良好的应用前景.目前用于生物医用研究的纳米材料主要有无机纳米材料、高分子纳米材料以及复合纳米材料等.仿生纳米材料的研究和利用极大地促进了组织工程学的发展.本文就近年来纳米材料在生物医用材料尤其是组织工程支架材料中的应用研究现状进行了综述.     

纳米二氧化钛制备与应用获突破性进展

<正>据相关媒体报道,近日,由天津大学承担的"低温溶胶法纳米材料制备及应用基础研究"项目取得突破性进展。已在低温下成功合成结晶纳米二氧化钛,并为纳米材料在纺织上的应用开辟了新的途径。纳米二氧化钛作为一种新型功能材料,除具备纳米材料的表面效应、小尺寸效应外,还具有     

纳米材料在航天领域的应用与发展

简要介绍了纳米材料的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。从这些特性出发,结合航天产品的发展趋势和特点,综述了纳米材料在固体火箭推进剂、纳米改性聚合物基复合材料、磁性材料、红外隐身材料、耐烧蚀材料等航天领域的应用,并对纳米材料在航天领域的发展前景进行了预测。     

跨世纪高科技材料纳米SiO_2的应用领域

跨世纪高科技材料纳米ＳｉＯ２的应用领域刘景春韩建成（浙江明日纳米材料有限公司，舟山３１６１０１）纳米科学问世至今不过十几年，但由于纳米材料具有常规微细粉末材料所不具备的反常特性，以及纳米材料的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应与...     

纳米润滑技术的进展

纳米技术的飞速发展，给润滑材料的进步提供了广阔的技术空间，纳米润滑材料充分利用了在纳米材料的结构效应(小尺寸效应、量子化效应、表面效应和界面效应)赋予润滑材料很多奇特的性能。本介绍了纳米润滑研究的一些进展，以及一种新型的纳米润滑技术——自修复纳米润滑添加剂的基本原理和初步研究成果。     

硅表面纳米图案化制作技术的研究进展

Si材料表面形成纳米化图案是制作新型硅基纳米电子器件、光电子器件等的基础和前提.根据不同需要,在纳米图案化Si衬底表面淀积不同功能纳米材料则能将成熟Si平面工艺技术的优势与纳米材料的新功能优势结合起来而制作出性能优良的Si基纳电子和光电子器件.介绍了具有纳米图案化表面Si材料在晶格失配较大Ⅲ-Ⅴ族材料外延制备上的应用,综述了各种Si衬底材料表面纳米图案化制作技术.     

模板法制备结构可控纳米材料的研究进展

综述了模板法制备结构可控纳米材料的研究进展,讨论了模板法可控制备纳米材料的原理及高度有序自组装的纳米多孔Al2O3模板的形成机理.重点介绍了纳米材料的可控制备方法,主要包括纳米多孔Al2O3模板法、聚合物模板法和生物模板法.其中纳米多孔Al2O3模板法又分为电化学纳米多孔Al2O3模板合成法和电化学诱导的溶胶-凝胶方法等.根据材料的物化性能,选用适合的模板,采用合理的工艺路线,可以制备出结构可控的纳米材料.     

聚合物/无机纳米复合材料热点述评

1 纳米及纳米科技概述 纳米是一种尺寸的计量单位，1nm为一米的十亿分之一，相当于10个氢原子一个挨一个排起来的长度。这种超微粒子具有如下三个基本特征。(一) 表面、界面特性，其粒径为10nm至1nm时，表面原子数所占比例为20％至99％，大量的孤键和悬键的存在使得纳米粒子具有很高的表面能和很大的化学活性。(二)小尺寸效应，进入纳米尺寸，物质周期性边界条件被破坏，导致了磁性、光吸收、热、化学活性及熔点等发生了变化。如铁的抗断裂能力是普通铁的13倍；气体通过纳米材料速度为一般材料的数千倍；纳米陶瓷具有超塑性；纳米材料电阻随…     

纳米碳材料改善电化学电容器性能研究

通过在双电层电化学电容器的活性炭电极中添加纳米结构炭黑、碳纳米管等新型电子导体的方法,扩大电子导体与活性物质的有效接触面积,增大活性物质具有电化学反应活性的表面,从而提高电极的导电性能与容量性质,改善电化学电容器的充放电性能。实验结果表明新型的纳米碳材料可赋予电极良好的导电性能,优于常用的导电石墨、炭黑等电子导体,是较为理想的电化学电容器用电极导电剂。     

改性碳纳米材料在低温燃料电池中的应用

碳纳米材料(如炭黑、介孔碳、碳纳米管、石墨烯、碳纳米纤维、碳纳米角等)因其优异的电学性能和结构特性(良好的导电性能和超大的比表面积),被研究者广泛用作低温燃料电池贵金属催化剂的载体。然而,作为催化剂载体的这类碳纳米材料通常都存在电化学腐蚀的问题,碳载体的腐蚀通常会导致贵金属纳米催化剂的聚集,这将使催化剂的性能降低。为了改善碳载体的抗腐蚀性能,提高金属纳米粒子的活性和稳定性,许多研究工作致力于制备特殊结构的碳纳米材料,或对碳纳米材料进行表面修饰、掺杂等。与此同时,为了取代价格昂贵的贵金属催化剂,非贵金属催化剂的研究也成为一大热点,掺杂碳纳米材料就是研究热点之一。对近几年来围绕碳纳米材料制备、改性,以及这些改性碳纳米材料作为金属纳米粒子载体等的研究工作做了较为详细的综述,同时介绍了掺杂碳纳米材料作为氧还原催化剂的研究进展。     

纳米粒子的生物安全性研究进展

纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子效应等特殊性质,在社会生产和生活中有广阔的应用前景,其对人体健康及环境的潜在影响已引起科学界及政府部门的关注。综述了大量常见的人工纳米粒子,包括碳纳米材料、纳米氧化物、纳米金属单质等的生物和毒理学国内外研究成果,比较了这些材料的毒理行为,分析了其生物毒性的产生机理,并展望了纳米粒子生物安全性研究的可能方向。     

纳米材料过氧化物模拟酶在比色分析及电化学传感器中的应用

纳米材料模拟酶与天然酶相比,稳定性好,反应活性较高,易于对各类功能分子或蛋白质等进行修饰和标记,能够方便地应用于生物分析检测中.近几年,国内外的研究人员制备出各种各样的新型纳米材料模拟酶用于过氧化氢、葡萄糖、癌症标志物的检测.简要总结了近年来国内外磁性纳米粒子、金属纳米粒子、纳米合金等纳米材料模拟酶在比色分析及电化学传感器中应用的研究进展.     

非酶纳米电化学传感器用于有机磷农药残留物 检测综述

近年来,非酶纳米电化学传感器检测有机磷农药的研究受到广泛关注。非酶纳米电化学传感器具有检测成本低、操作方便、灵敏度高、响应快速等优点。碳纳米材料、纳米金属颗粒、纳米金属氧化物和纳米导电聚合物及其复合材料的出现,大大提高了有机磷农药电化学传感器的性能。随着纳米技术的出现,在合成纳米材料用于分析物特异性检测方面取得了进展,这些材料可用于构建高特异性、强选择性和经济有效的电化学传感器,以取代其他分析技术。鉴于各类纳米材料新结构的重要性,对非酶纳米电化学传感器领域的最新研究进展进行综述,并重点介绍纳米复合材料在有机磷农药检测中的应用。