纳米材料性质及应用

纳米材料性质及应用（共8篇）

篇1：纳米材料性质及应用

新型功能陶瓷材料的性质应用及展望

姓名：王莹

学号：1231410074 摘要：功能陶瓷是一类颇具灵性的材料，具有某个或多个物理化学性能，如电，磁，声，化学和生物等，且各特性间能够相互转化。功能陶瓷的特点是种类繁多，如磁性陶瓷，电子陶瓷，光学陶瓷，化学陶，吸声陶瓷及生物化学陶瓷等。由于功能陶瓷具有的特殊性质，主要应用于微电子，光电子信息和自动化技术以及生物医学，能源和环保工程等领域。所以功能陶瓷材料将会是其它材料无法替代的。下面重点介绍半导体陶瓷，压电陶瓷，生物陶瓷几种新型功能陶瓷的性质及其在日常生活中的应用来说明其重要性。关键字：功能陶瓷

性质

应用

趋势

展望 一． 陶瓷简单介绍

我们知道，陶瓷具有悠久的历史，它分为陶器和瓷器两大类。陶瓷是指由氧化物，碳化物，氮化物，硼化物，硅化物，硫化物及其复合化合物经成形，烧结所形成的多晶材料。陶瓷可以分为传统陶瓷和先进陶瓷，传统陶瓷是采用天然无机化合物烧结而成的陶瓷；先进陶瓷是采用人工合成的无机化合物为原料，采用精密的控制工艺成形烧结而制成的高性能陶瓷，包括结构陶瓷和功能陶瓷。其中功能陶瓷是具有电、磁、声、光、热、力、化学或生物功能等的介质材料，主要包括压电，半导体，电光和磁性等功能各异的新型陶瓷材料。它是电子信息、集成电路、移动通信、能源技术和国防军工等现代高新技术领域的重要基础材料。随着现代新技术的发展，功能陶瓷及其应用正在向着微型化，薄膜化，精细化，多功能，智能化，集成化，高性能，高功能和复合结构的方向发展 二．三种功能陶瓷材料的性质及应用 1.压电陶瓷

压电陶瓷是由许多细小的晶粒聚集在一起构成的多晶体，这些晶体通常是无规律排列的，在一定的温度下，施加直流电场极化。这也可以用生活中比较常见的打火机来说明它，当人们使用打火机时，弹簧力施加到压电陶瓷上就产生电荷，形成高电压，这种瞬间的高电压发生电火花，从而点燃易燃气体。这种能在压力作用下产生电荷的陶瓷叫做压电陶瓷。

压电陶瓷一个重要的应用是可以制作声纳，声纳的作用很大，它是军舰，潜艇的“千里眼”“顺风耳”。我们知道，海水对光波和电波有强烈的吸收，在海水中雷达是不起作用的。而超声波的穿透能力很强，科学家发明了接受和发射超声波的装置—声纳。超声波的发电器使用了压电陶瓷，通过压电陶瓷的振动产生一定频率的超声波，超声波遇到远处的舰艇，鱼群，礁石就会反射回来，通过压电陶瓷转变为电信号，操作人员就可以判断物体的距离等。

同时，压电陶瓷还有许多其它应用，如做成话筒，在人讲话的声压作用下陶瓷内会产生与声音相对应的电信号传输出去；压电元件上配上电路，可以成为蜂鸣器或电子乐器；压电陶瓷可以制成变压器，广泛应用在掌上电脑，手提电脑，数字摄像机，满足了小而轻的要求；总之，压电陶瓷作为电、力、热、光敏感材料，在超声换能，传感器，无损检测和通讯技术等领域已获得了广泛的应用

2.半导体陶瓷

半导体陶瓷是具有半导体特性的陶瓷，它的电导率因外界条件的变化而发生显著的变化，因此可以将外界环境的物理变化转变为电信号，制成各种用途的敏感元件，如电导率随温度变化的热敏陶瓷，具有光导电效应的光敏陶瓷，随接触气体分子的种类不同的气敏陶瓷，以及电导率随湿度变化的湿敏陶瓷。下面以半导体气敏陶瓷为例说明其性质及作用。

半导体气敏陶瓷使用二氧化锡，氧化铁，氧化钨，氧化铝，氧化锌等陶瓷材料压制烧结而成的，阿门通过有选择的吸附气体，使半导体气敏陶瓷的表面状态发生变化，从而引起它的电阻等物理化学性质的变化，以此确定未知气体的浓度。当检测到某种气体时气敏检漏仪就会发出警报。如氧化锌的半导体气敏材料可检测氢气，氧气和丙烷等气体。应用半导体材料制成的“人工鼻”灵敏度非常高，对万分之一浓度的氢气即能显示，相应快速，稳定性好。这种“人工鼻”被普遍应用于煤矿开采的瓦斯，煤气运输和化工生产中管道气体泄漏及厨房，浴室，石油化工厂等处的有毒气体和可燃性气体的监测。有了这种“人工鼻”，矿井，车间，娱乐场所及家庭等不必为有毒易燃气体而担心了，使人们的生命和财产得到了保障。

3.生物陶瓷材料

生物陶瓷材料是指主要用于人体硬组织的修复和重建的生物医学陶瓷材料。它包括了单晶体，非晶体生物玻璃，涂层材料，无机材料与金属复合材料，无机与有机的复合材料。生物陶瓷材料作为一种无机生物医学材料，与生物组织具有良好的相容性和优异的亲和性，稳定的物理化学性质，可灭菌性及无毒性等优点，越来越受到人们的重视。应用的有人工牙根，人工血管和人工尿管；更有用于酶固定，细菌，微生物分离等方面。

例如，从20世纪70年代开始，世界上许多国家如美国、德国、瑞士、荷兰和日本等国就已相继开展了氧化铝生物陶瓷的研究和应用，制成了氧化铝股骨头、臼与金属骨柄组合的人工骨关节，开创了致密Al2O3陶瓷在骨外科中的应用。至今，高密度、高纯度、多晶氧化铝已大量用于制作人工髋关节的股骨干、股骨头和髋臼部件。大量的研究和临床应用表明 ：氧化铝陶瓷具有良好的生物相容性，氧化铝陶瓷 硬度高，耐磨损能力强，构成的关节面光滑而持久。氧化铝磨损颗粒引 起的生物学反应小于聚乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯颗粒。

三． 功能陶瓷材料的趋势展望

通过浏览书刊文献等，对于功能材料的研究及应用已经越来越多科学家们正致力于发现新的功能陶瓷材料，下面举例说明。1.“全陶瓷内加热器"研制成功

内加热技术是与外加热方式相对应的，简单地说内加热技术就是从原来“煤炉”烧水变换为“热得快”烧“水”，这里的“水”是指熔融态的金属和合金。发热元件和保护外套共同组成的内加热器，直接插入熔融金属或合金中，主要通过接触传导热量，加热效率得到大幅度提升。内加热技术从能源角度来看，可以实现能量的准确传递无端的能量损耗大幅降低，能源利用率从外热式的2O～30％提高到内热式的8O～ 90 以上，节能效果明显。

2.新型稀土纳米导电陶瓷材料问世

新型稀土纳米导电陶瓷材料采用稀土多元渗透技术，利用陶瓷材料具有多孔疏松的组织结构特征，对陶瓷材料进行稀土元素的渗入，为新型导电材料的制备方法提供了新的思路。同时采用气相化学方法，使稀土元素在高温下气化，并在气态下通过气固界面反应，进入固体材料的表面及内部，使钛酸盐陶瓷的性能得到显著改善，为高效功能陶瓷材料的制备开辟了新 的途径。

3.发光陶瓷材料问世

发光陶瓷是把高科技的发光材料融入传统的陶瓷釉料中，在高温1300℃ 以上烧制而成，也叫夜光陶瓷、荧光陶瓷。它具有陶瓷的特点，即优良的机械强度，耐磨性，耐水性，还有蓄光发光性能，并且不含任何放射性元素，对人体无害，无毒，对环境无污染。它可以吸收阳光或其它散射光，吸收光能以后发生活化，而发出强光，发光时间长达12小时以上，发光性能可重复再现，且长期维持发光性能。四． 总结

当然，新型功能陶瓷材料还有很多，上面仅是介绍几种重要新型功能陶瓷材料的性质及应用，就可以看出其应用的广泛性与其重要性是其它材料无法替代的。随着科学技术的发展，对新材料的要求也越来越高，我认为，对新型功能陶瓷材料的研究应予以重视，相信，在新的发展形势下，研究开发新型功能陶瓷材料定会在国家的军事，经济，航空及人们的生活水平等方面的提高起到重要作用。五． 参考文献

[1].王修智，蒋民华.神奇的新材料.山东科学技术出版社.2007 [2].齐宝森，吕宇鹏.21世纪新型材料.化学工业出版社.2011 [3].赵建华.材料科技与人类文明.华中科技大学出版社.2011 [4].林志伟.功能陶瓷材料研究进展综述.广东科技期刊.2010 [5].曲远方.功能陶瓷及应用.化学工业出版社.2002 [6].傅正义.李建保.先进陶瓷及无机非金属材料.科学出版社.2007 [7].王永玲.功能陶瓷性能与应用.科学出版社.2003 以上是自己通过查阅资料文献等方式总结新型功能陶瓷材料性质应用及展望，以此来论证它的重要作用，如有不对的地方还请老师指正！

篇2：纳米材料性质及应用

【中文摘要】纳米材料的合成和应用证明了其在物理、化学、材料科学等领域的巨大发展潜力,尤其是纳米材料所具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,使其产生了独特的光学、电学、化学性质以及催化性质。金属纳米颗粒的性质在近十几年受到了广泛关注。纳米尺度的金属纳米材料具备许多块体材料没有的优越性质,其中,金属纳米颗粒所具备的独特光学性质——表面等离子体共振性质已经成为研究热点之一。金属纳米颗粒中的表面等离子体共振是描述其导带电子在电磁场作用下集体振荡的一个物理概念,共振性质受尺寸、形状以及周围介质影响非常显著。对纳米颗粒尺寸及其形貌的有效控制一直都是大家关注的。近几年来,随金、银金属纳米颗粒表面增强拉曼散射效应、荧光效应的广泛应用,金属纳米颗粒已经广泛应用于催化、光催化、信息存储、表面增强拉曼、太阳能电池、生物传感器、化学传感器、非线性光学、光电子学等领域。本论文的工作主要致力于金、银纳米颗粒的合成、性质及应用：通过油相中无机金属盐的热分解,合成不同粒径的银纳米颗粒；在水相中利用柠檬酸盐

【英文摘要】The synthesis and applications of metal nanomaterials suggests their great potential foreground in the physical science, chemical science and materials science, especially for unique properties, such as surface effect，volume effect, quantum size effect and macroscopic quantum tunneling effect.These properties render new applications in optics, electrics, chemists and catalyzers.The properties of noble metal nanomaterials attract much attention in recent years.Metal materials in nano-scale have predominant characters which bulk metal lacks of.In particular, metal nanomaterials have excellent optical properties due to the surface plasmon resonance(SPR).SPR is a physical concept of describing the collective oscillations of conduction band electrons in the electromagnetic field, which is influenced significantly by size, shape and surrounding medium.Size and shape of nanoparticles has been the effective control of all concerned.In recent years, with a wide range use of surface-enhanced Raman scattering, fluorescence effect of gold and silver nanoparticles, metal nanoparticles have been widely used in catalysis, photocatalysis, information storage, surface-enhanced Raman, solar cells, bio-sensors, chemical sensors, nonlinear optics, optoelectronics and other fields.This thesis focus emphasis on the synthesis, properties and applications of gold and silver nanoparaticls:the thermal decomposition of inorganic salts in oil phase for synthesis of silver nanoparticles, resulting in different size;using of

citrate reduction of HAuC14 in the aqueous phase for synthesis of gold nanoparticles.With changing different protective agent(oil amine, carboxylic acides of different chain length), the size and solubility of the metal nanoparticles change.Besides, the means of transmission electron microscopy(TEM), high resolution transmission electron microscopy(HR-TEM), scanning electron microscopy(SEM), X-ray powder diffraction(XRD), UV-visible absorption spectroscopy(UV-Vis)were used to characterized the metal nanoparticle’s phase, size, morphology and optical properties;through different sulfhydryl groups replacing the surface protective agent, we studied the size and surface protective agents dependence of SPR effects.Furthermore, we use spin-coating after photolithography electrodes, to study the electronic properties of metal nanoparticles, and to explore the possible applications in semiconductor devices;when the size of metal nanoparticles drastically reduced, its boiling point sharply decline.After the sintering of the nanoparticles, they can be applied as the electrods of organic semiconductor devices.This paper illustrated the use of silver nanoparticles to serve as electrodes, and explored the role of sintering temperature and sintering time.Finally, we studied the interaction between the

absorption spectra of metal nanoparticles, semiconductors and dyes, exploring their prospects for the applications in solar cells.This thesis mainly focused on the use of chemical liquid phase synthesis methods, combining the structure, performance and applications together, expecting offering help in the preparation of fuctional devices and dye-sensitized thin film solar cells.【关键词】金属纳米颗粒 表面等离子体共振吸收 喷墨打印银电极 太阳能电池

【英文关键词】metal nanoparticles surface enhanced plasmon resonance silver inkjet printing electrodes solar cell 【目录】金属纳米颗粒的性质研究及其应用8-10ABSTRACT10-11

摘要

第一章 1.2 金

符号说明12-13引言13-19属纳米颗粒的应用15-1719-46

1.1 课题研究的背景和意义13-1414-15

1.3 本论文工作及内容安排参考文献17-19第二章 金属纳米颗粒研究现状

19-21

2.2 金属纳米2.2.2 光性质参考文献2.1 金属纳米颗粒的制备颗粒的性质21-3733-3739-4646-67

2.2.1 电性质21-33

37-392.3 金属纳米颗粒的表征第三章 金属纳米颗粒的制备及性质研究3.1 引言部分46

3.2 羧酸保护银纳米颗粒合成46-5747-483.2.1 实验部分46-473.2.3 结果与讨论48-57

3.3.1 实验部分

3.2.2 样品表征3.3 油胺保护银纳米57-58

3.3.2 样品颗粒的合成57-61表征58析58-593.3.3 结果与讨论58-613.3.3.1 样品形貌分

3.4 金纳3.4.2 金3.5 总结3.3.3.2 扫描电镜形貌表征59-61

3.4.1 实验部分61-623.4.3 结果与分析62米颗粒的合成61-62纳米颗粒的表征6262-6467-77参考文献64-674.1 引言部分67-68

第四章 金属纳米颗粒的应用

4.2 金属纳米颗粒SPR对

4.2.2 结果与4.3.1 实光阳极的增强68-70讨论68-70验部分7172-7479-80

4.2.1 实验部分68

4.3 喷墨打印银电极研究70-724.3.2 结果与讨论71-72参考文献74-77

4.4 总结

致谢学位论

第五章 结论77-79附录: 攻读硕士期间完成的论文80-90

篇3：纳米材料性质及应用

1 有机高分子磁性材料的定义与性质

有机高分子磁性材料是指所含分子具备稳定性, 而且具备铁磁相互作用的有机化合物。有机高分子磁性材料材质比较轻, 质地软, 可塑性强, 在有机高分子磁性材料没有发现之前, 都是使用的传统磁性材料。传统磁性材料打造比较麻烦, 需要经过高温等工艺过程, 有机高分子磁性材料工艺简便, 耐热性较好, 所以使用范围也比较广。

有机高分子磁性材料有复合型和结构型。复合型主要指有机化合物, 铁氧体型和稀土型;结构型指含有过渡金属物的分子, 一共包含自由基聚合物型, 金属原子共同物型和含有大Π键系统的化合物型三种类型。结构型磁性高分子材料本身它就有磁性, 而且它的性质很稳定, 首要组成元素是碳、氢、氮, 一般温度下不会发生变化, 可承受温度为220℃, 分子比较稳定, 所以不存在渐变过程。随着科学的发展, 对有机高分子磁性材料的不断研究, 证明了高分子材料也可以具有无机的特性, 包括磁性、导电性和超导性。有机高分子磁性材料的发现, 推进了很多领域的发展, 比如军事上、生物医学上和传统工艺改进方面都做出了巨大的贡献。

2 有机高分子磁性材料的实践

从上文可以知道, 有机高分子磁性材料的自由基是比较稳定的, 国外从20世纪80年代的时候开始对此类物质进行研究, 在碳、氢、氮的基础上, 与高分子进行链接, 从而获得具有磁性的高分子化合物。我国在这方面的研究基本上是与国外同步进行的, 而且我国现在已经应用于信息领域, 我国研究出二茂铁配位聚合物, 具有很好的磁性能, 这一点, 我国是领先于其他国家的, 虽然国外也对结构型新磁性化合物进行了研究, 但是还没有进入实际应用阶段。该文所研究的有机高分子磁性材料的应用主要在军事、医学和工业这3个方面。

2.1 磁性材料在提高军事实力方面的作用

一个国家的军事实力, 代表其在国际上的地位。像中国、美国和俄罗斯, 都是在军事上处于领先地位的。军事实力增强, 经济和文化也会处在不断发展的道路上。磁性材料在军事范畴的使用有很多。高分子磁性材料的抗干扰能力较强, 在航空、航天和军舰等方面是要避免电磁波相互干扰, 以免设备失灵。用高分子磁性材料做成的抗电磁干扰器件可以削减电磁的污染;关于战斗机隐身方面, 高分子磁性材料应用也比较广泛。在以前对隐身材料的选择着重于强吸收, 避免对方雷达侦测到, 现在对隐身材料的选择已经不仅仅满足于强吸收, 高分子磁性材料质地更加轻薄。因此磁性高分子微球与导电聚合物的复合物对于微波的吸收能力是非常强的, 所以广泛应用在隐身和屏蔽电磁方面。

2.2 磁性材料在生物医学方面的利用

早在几千年前, 磁性材料在医学上的利用就被前人所发现, 中药中磁石具有镇静的作用, 因为含有四氧化三铁, 所以还具有补血效果。科学的发展, 带动了医疗装备的发展, 医疗设备的等科技含量愈来愈高。很多医疗设备的生产制造都使用了含有高分子磁性材料的材质。由于磁性高分子自己具备磁性, 对磁场的转变是很敏感的, 能够在外界条件变化的情况下发生不同的反应, 一些特性也会随之改变。最典型的就是磁共振。磁共振的原理就是原子核本身带正电荷, 当处在外界磁场的时候, 它的运动从自由无序变得有序。当系统变得稳定时, 它的值也是相对稳定的, 但是如果遇到外力干扰, 就会产生共振效应。

2.3 磁性材料在产业中的利用

磁性材料在我们的身边无处不在, 好比随处可见的铁锈, 它事实上就带有磁性。在传统工业和现代工业中, 高分子磁性材料的利用也很普遍。磁性材料具备导电的特点, 高分子磁性材料促进了电器的研究与制造。高分子磁性材料质地比较轻, 还能制成薄膜, 用在光盘上可以大大提高磁记录的密度, 对开辟高贮存信息的光盘等功能性产品有很大的帮助。因为高磁性材料具有可塑性强的特点, 所以可以制成很多传统磁性材料无法做成的器件。高分子磁性材料可以与很多物质比如细胞、分子等发生链接, 所以可以利用这一特性研究出在不同领域所需要的磁性, 更好的运用到实际中去。

2.4 复合型磁性高分子材料粘结剂的应用

磁性高分子材料粘结剂有热固性树脂、橡胶、热塑性树脂等, 常用的橡胶粘结剂主要有合成橡胶与天然橡胶两种类型, 可以应用在柔性复合磁体的制造中, 但是与传统的塑料类材料相比, 该种材料的成型与加工非常困难。热塑性粘结剂主要为聚酞胺 (PA) 、聚丙烯和聚乙烯等, 其中PA类最常见, 目前最常用的PA基体是尼龙6和尼龙“等。日本开发一项用尼龙与聚烯烃复合树脂作基体的粘结稀土永磁材料, 熔体流动性较好, 可以加工成形状复杂和磁性能优越的磁体川。除了上述这些聚合物基体外, 国内还有用二茂金属高分子铁磁体粉作粘结剂与快淬Nd Fe B磁粉复合制成磁性高分子粘结Nd Fe B磁性材料, 其磁性能比环氧树脂粘结Nd Fe B的磁性能高。

3 结语

磁性材料在生活各个领域都随处可见, 而且其本身就存在生活的各个领域。随着科技的不断发展, 对高分子磁性研究的深入, 可以发现和改造更多的高分子磁性材料, 为人类所用。

摘要：有机高分子磁性材料是一种新型材料, 材质轻, 质地软, 可塑性强, 应用领域广泛, 高分子有机磁性材料既属于有机材料的范畴, 也是磁性材料的一种类型。关于有机高分子磁性材料的研究, 还处于初级阶段, 虽然业界已经针对这种材料进行了深入的试验和分析, 但是其应用还不够全面, 该文主要针对有机高分子磁性材料的性质与应用进行分析。

关键词：有机高分子磁性材料,性质,应用

参考文献

[1]周伟家, 何文, 赵洪石, 等.载药磁性纳米材料研究进展[J].山东轻工业学院学报:自然科学版, 2008, 22 (2) :5-8.

[2]王凤平, 薛行华, 吴耀辉, 等.磁性纳米高分子复合材料发展现状[J].化工文摘, 2009 (5) :52-54.

[3]Jianping Ge, James Goebl, Le He, Zhenda Lu, Yadong Yin.Rewritable Photonic Paper with Hygroscopic Salt Solution as Ink[J].Advanced Materials, 2009.

[4]Ana Sanchez-Iglesias, Marek Grzelczak, Benito RodriguezGonzalez, Pablo Guardia-Giros, Isabel Pastoriza-Santos, Jorge Perez-Juste, Maurizio Prato, Luis M, Liz-Marzan.Synthesis of Multifunctional Composite Microgels via In Situ Ni Growth on p NIPAM-Coated Au Nanoparticles[J].ACS NANO, 2009.

篇4：函数的性质及应用

函数的基本性质与函数的综合运用是高考对函数内容考查的重中之重，其中函数单调性与奇偶性是高考命题的必考内容之一，有具体函数，还会涉及抽象函数.函数单调性是函数在定义域内某个区间上的性质，函数奇偶性是函数在整个定义域上的性质.研究基本性质，不可忽略定义域对函数性质的影响.函数定义域体现了函数图像左右方向的延伸程度，而值域又表现了函数图像在上下方向上的延伸程度.对函数单调性要深入复习，深刻理解单调性定义，熟练运用单调性定义证明或判断一个函数的单调性，掌握单调区间的求法，掌握单调性与奇偶性之间的联系.掌握单调性的重要运用，如求最值、解不等式、求参数范围等，掌握抽象函数单调性的判断方法等等.要充分重视运用方程与函数、等价转换、分类讨论及数形结合等数学思想，运用分离变量方法解决函数相关问题，并围绕函数单调性分析解决函数综合问题.endprint

函数的基本性质与函数的综合运用是高考对函数内容考查的重中之重，其中函数单调性与奇偶性是高考命题的必考内容之一，有具体函数，还会涉及抽象函数.函数单调性是函数在定义域内某个区间上的性质，函数奇偶性是函数在整个定义域上的性质.研究基本性质，不可忽略定义域对函数性质的影响.函数定义域体现了函数图像左右方向的延伸程度，而值域又表现了函数图像在上下方向上的延伸程度.对函数单调性要深入复习，深刻理解单调性定义，熟练运用单调性定义证明或判断一个函数的单调性，掌握单调区间的求法，掌握单调性与奇偶性之间的联系.掌握单调性的重要运用，如求最值、解不等式、求参数范围等，掌握抽象函数单调性的判断方法等等.要充分重视运用方程与函数、等价转换、分类讨论及数形结合等数学思想，运用分离变量方法解决函数相关问题，并围绕函数单调性分析解决函数综合问题.endprint

函数的基本性质与函数的综合运用是高考对函数内容考查的重中之重，其中函数单调性与奇偶性是高考命题的必考内容之一，有具体函数，还会涉及抽象函数.函数单调性是函数在定义域内某个区间上的性质，函数奇偶性是函数在整个定义域上的性质.研究基本性质，不可忽略定义域对函数性质的影响.函数定义域体现了函数图像左右方向的延伸程度，而值域又表现了函数图像在上下方向上的延伸程度.对函数单调性要深入复习，深刻理解单调性定义，熟练运用单调性定义证明或判断一个函数的单调性，掌握单调区间的求法，掌握单调性与奇偶性之间的联系.掌握单调性的重要运用，如求最值、解不等式、求参数范围等，掌握抽象函数单调性的判断方法等等.要充分重视运用方程与函数、等价转换、分类讨论及数形结合等数学思想，运用分离变量方法解决函数相关问题，并围绕函数单调性分析解决函数综合问题.endprint

篇5：等比数列的性质及应用教案

1.知识与技能:理解并掌握等比数列的性质并且能够初步应用。

2.过程与方法:通过观察、类比、猜测等推理方法,提高我们分析、综合、抽象、概括等逻辑思维能力。

3.情感态度价值观:体会类比在研究新事物中的作用,了解知识间存在的共同规律。

二、重点:等比数列的性质及其应用。

难点:等比数列的性质应用。

三、教学过程。

同学们,我们已经学习了等差数列,又学习了等比数列的基础知识,今天我们继续学习等比数列的性质及应用。我给大家发了导学稿,让大家做了预习,现在找同学对照下面的表格说说等差数列和等比数列的差别。

数列名称 等差数列 等比数列

定义 一个数列,若从第二项起 每一项减去前一项之差都是同一个常数,则这个数列是等差数列。一个数列,若从第二项起 每一项与前一项之比都是同一个非零常数,则这个数列是等比数列。

定义表达式 an-an-1=d(n≥2)

(q≠0)

通项公式证明过程及方法

an-an-1=d;an-1-an-2=d，„a2-a1=d

an-an-1+ an-1-an-2+„+a2-a1=(n-1)d

an=a1+(n-1)*d

累加法;„„.an=a1q n-1 累乘法

通项公式 an=a1+(n-1)*d an=a1q n-1

多媒体投影(总结规律)

数列名称 等差数列 等比数列

定 义 等比数列用“比”代替了等差数列中的“差”

定 义

表

达 式 an-an-1=d(n≥2)

通项公式证明

迭加法 迭乘法

通 项 公 式

加-乘

乘—乘方

通过观察,同学们发现:

? 等差数列中的 减法、加法、乘法，等比数列中升级为 除法、乘法、乘方.四、探究活动。

探究活动1:小组根据导学稿内容研讨等比数列的性质,并派学生代表上来讲解练习1;等差数列的性质1;猜想等比数列的性质1;性质证明。

练习1 在等差数列{an}中,a2=-2,d=2,求a4=_____..(用一个公式计算)解:a4= a2+(n-2)d=-2+(4-2)*2=2

等差数列的性质1: 在等差数列{an}中, a n=am+(n-m)d.猜想等比数列的性质1 若{an}是公比为q的等比数列,则an=am*qn-m 性质证明 右边= am*qn-m= a1qm-1qn-m= a1qn-1=an=左边

应用 在等比数列{an}中,a2=-2 ,q=2,求a4=_____.解:a4= a2q4-2=-2*22=-8

探究活动2:小组根据导学稿内容研讨等比数列的性质,并派学生代表上来讲解练习2;等差数列的性质2;猜想等比数列的性质2;性质证明。

练习2 在等差数列{an}中,a3+a4+a5+a6+a7=450,则a2+a8的值为.解:a3+a4+a5+a6+a7=(a3+ a7)+(a4+ a6)+ a5= 2a5+2a5+a5=5 a5=450 a5=90 a2+a8=2×90=180

等差数列的性质2: 在等差数列{an}中, 若m+n=p+q,则am+an=ap+aq 特别的,当m=n时,2 an=ap+aq

猜想等比数列的性质2 在等比数列{an} 中,若m+n=s+t则am*an=as*at 特别的,当m=n时,an2=ap*aq

性质证明 右边=am*an= a1qm-1 a1qn-1= a12qm+n-1= a12qs+t-1=a1qs-1 a1qt-1= as*at=左边 证明的方向:一般来说,由繁到简

应用 在等比数列{an}若an&0,a2a4+2a3a5+a4a6=36,则a3+a5=_____.解:a2a4+2a3a5+a4a6= a32+2a3a5+a52=(a3+a5)2=36

由于an&0,a3+a5&0,a3+a5=6

探究活动3:小组根据导学稿内容研讨等比数列的性质,并派学生代表上来讲解练习3;等差数列的性质3;猜想等比数列的性质3;性质证明。

练习3 在等差数列{an}中,a30=10,a45=90,a60=_____.解:a60=2* a45-a30=2×90-10=170

等差数列的性质3: 若an-k,an,an+k是等差数列{an}中的三项, 则这些项构成新的等差数列,且2an=an-k+an+k

an即时an-k,an,an+k的等差中项

猜想等比数列的性质3 若an-k,an,an+k是等比数列{an}中的三项,则这些项构成新的等比数列,且an2=an-k*an+k> an即时an-k,an,an+k的等比中项

性质证明 右边=an-k*an+k= a1qn-k-1 a1qn+k-1= a12qn-k-1+n+k-1= a12q2n-2=(a1qn-1)2t=an2左边 证明的方向:由繁到简

应用 在等比数列 {an}中a30=10,a45=90,a60=_____.解:a60= = =810

应用 等比数列{an}中,a15=10, a45=90,a60=________.解:

a30= = = 30

a60=

探究活动4:小组根据导学稿内容研讨等比数列的性质,并派学生代表上来讲解练习4;等差数列的性质4;猜想等比数列的性质4;性质证明。

练习4 设数列{an}、{ bn} 都是等差数列,若a1+b1=7,a3+b3=21,则a5+b5=_____.解:a5+b5=2(a3+b3)-(a1+b1)=2*21-7=35

等差数列的性质4: 设数列{an}、{ bn} 是公差分别为d1、d2的等差数列,则数列{an+bn}是公差d1+d2的等差数列 两个项数相同的等差数列的和任然是等差数列

猜想等比数列的性质4 设数列{an}、{ bn} 是公比分别为q1、q2的等比数列,则数列{an*bn}是公比为q1q2的等比数列 两个项数相同的等比数列的和比一定是等比数列,两个项数相同的等比数列的积任然是等比数列。

性质证明 证明:设数列{an}的首项是a1,公比为q1;{bn}的首项为b1,公比为q2,设cn=an?bn那么数列{an?bn} 的第n项与第n+1项分别为:

应用 设数列{an}、{ bn} 都是等比数列,若a1b1=7,a3b3=21,则a5b5=_____.解:由题意可知{an?bn}是等比数列,a3b3是a1b1;a5b5的等比中项。

由(a3b3)2= a1b1* a5b5 212= 7* a5b5 a5b5=63

(四个探究活动的设计充分尊重学生的主体地位,以学生的自主学习,自主探究为主题,以教师的指导为辅,开展教学活动)

五、等比数列具有的单调性

(1)q<0,等比数列为 摆动 数列, 不具有 单调性

(2)q&0(举例探讨并填表)

a1 a1&0 a1<0

q的范围 0 q=1 q&1 0 q=1 q&1

{an}的单调性 单调递减 不具有单调性 单调递增 单调递增 不具有单调性 单调递减

让学生举例说明,并查验有多少学生填对。(真确评价)

六、课堂练习:

1、已知各项均为正数的等比数列{an}中,a1a2a3=5,a7a8a9=10,则a4a5a6等于().a.b.?7  c.?6 d.?

解析:由已知得a32?=5,? a82=10，∴a4a5a6=a53?= = =5 ?.答案:a

2、已知数列1,a1,a2,4是等比数列,则a1a2=.答案:4

3、+1与-1两数的等比中项是().a.1 b.?-1 c.? d.±1?

解析:根据等比中项的定义式去求。答案:选d

4、已知等比数列{an}的公比为正数,且a3a9=2 ? ,a2=1,则a1等于().a.2 b.? c.? d.?

解析:∵a3a9= =2 ?,∴? =q2=2,∵q&0,∴q= ?.故a1= ?= ?= ?.答案:c

5练习题:三个数成等比数列,它们的和等于14，它们的积等于64,求这三个数。

分析:若三个数成等差数列,则设这三个数为a-d,a,a+d.由类比思想的应用可得,若三个数成等比数列,则设这三个数

为: 根据题意

再由方程组可得:q=2 或

既这三个数为2,4,8或8,4,2。

七、小结

本节课通过观察、类比、猜测等推理方法,研究等比数列的性质及其应用,从而培养和提高我们综合运用分析、综合、抽象、概括,逻辑思维解决问题的能力。

八、§3.1.2等比数列的性质及应用

性质一:若{an}是公比为q的等比数列,则an=am*qn-m

性质二:在等比数列{sp;c.?6 d.?

解析:由已知得a32?=5,? a82=10，∴a4a5a6=a53?= = =5 ?.答案:a

2、已知数列1,a1,a2,4是等比数列,则a1a2=.答案:4

3、+1与-1两数的等比中项是().a.1 b.?-1 c.? d.±1?

解析:根据等比中项的定义式去求。答案:选d

4、已知等比数列{an}的公比为正数,且a3a9=2 ? ,a2=1,则a1等于().a.2 b.? c.? d.?

解析:∵a3a9= =2 ?,∴? =q2=2,∵q&0,∴q= ?.故a1= ?= ?= ?.答案:c

5练习题:三个数成等比数列,它们的和等于14，它们的积等于64,求这三个数。

分析:若三个数成等差数列,则设这三个数为a-d,a,a+d.由类比思想的应用可得,若三个数成等比数列,则设这三个数

为: 根据题意

再由方程组可得:q=2 或

既这三个数为2,4,8或8,4,2。

七、小结

本节课通过观察、类比、猜测等推理方法,研究等比数列的性质及其应用,从而培养和提高我们综合运用分析、综合、抽象、概括,逻辑思维解决问题的能力。

八、§3.1.2等比数列的性质及应用

性质一:若{an}是公比为q的等比数列,则an=am*qn-m

篇6：纳米材料性质及应用

（一）《食品经营许可申请书》

（二）营业执照复印件或者其他主体资格证明文件复印件（机关、事业单位、社会团体、民办非企业单位、企业等申办单位食堂，以机关或者事业单位法人登记证、社会团体登记证或者营业执照）

（三）法定代表人（负责人）身份证复印件

（四）食品安全管理人员相关材料（身份证，健康证，任命书，培训证明）

（每周三下午两点到天津市津南区咸水沽镇红旗路26号老技术监督局三楼会议室参加培训 联系电话：28510761）

（五）指定（委托）代理人身份证复印件

（六）餐饮服务经营场所和设备布局、加工流程、卫生设施等示意图（方位图，平面图，流程图）制式

（七）食品经营者应当具有保证食品安全的管理制度

1、食品安全自查报告

2、从业人员健康管理

3、进货检查记录

4、食品安全事故处置（成立应急小组，责任到人）

5、从业人员培训管理制度

6、食品安全管理员制度

7、食品经营过程与控制制度

8、场所及设施设备清洗消毒和维修保养制度

9、废弃物处置制度

10、卫生检查计划

11、关键环节食品加工规程（在各项制度后加单位名称和日期）

（八）食品经营场所合法使用的有关证明(如房屋所有权证或房屋证明、租赁协议等)

（九）餐饮服务从业人员健康证

（十）集体用餐配送单位需提交材料：

1、符合食品安全要求的产品包装材料证明

2、与实际产品内容相符合的标识说明样张

3、与经营规模相适应的配送设备设施的有关资料

（十一）中央厨房需提交材料：

1、食品检验制度

2、问题食品召回和处理方案

3、将为餐饮服务单位配送的食品品种向受理餐饮服务许可申请的食品药品监督管理部门审核备案

（十二）自酿酒经营者在申请许可前应当先行取得具有资质的食品安全第三方机构出具的对成品安全性的检验合格报告

（十三）餐饮服务场所连接居民住户需填写《相邻关系人意见表》

篇7：环保餐具的性质及应用开题报告

班级：高二5班

课题组组长：杨浩

篇8：纳米材料性质及应用

由于具有良好的物理和化学稳定性、高电子迁移率、高光催化活性等优异的特性,TiO2被广泛应用于光催化[1,2,3]、染料敏化太阳能电池[4,5]、光探测器[6]等领域。不同的形貌和尺寸直接影响着TiO2纳米结构的性质和应用,为了满足不同应用,各种形貌的TiO2结构的制备一直受到科学家的关注。目前TiO2纳米结构的形貌仅限于纳米颗粒[1]、纳米片[5]、纳米管[7]、纳米线[8]等。并且关于TiO2纳米结构的制备方法主要是湿化学法,如:模板法、电纺丝法、光电化学腐蚀法、水热法等[9,10,11,12,13,14,15]。然而,湿化学法制备的纳米结构一般是非晶或具有较低的结晶度,需要进一步高温退火才能提高它们的结晶度。纳米结构结晶度的提高对于减少导致光生电荷复合的缺陷,进而提高光电效率至关重要。

化学气相沉积(CVD)法是在高温下将反应前驱体气化,然后通过气-固(VS)或气-液-固(VLS)机制生长不同形貌的纳米结构。由于CVD法制备的半导体纳米结构的生长温度为数百甚至1000℃,具有高的结晶度,已经成功应用于纳米光学、光电器件。然而,关于用CVD法制备TiO2纳米结构的研究还非常有限。这主要是因为金属Ti的熔点高、蒸汽压低等。通常为了使Ti的熔点降低,在真空下将金属钛源(钛粉或真空蒸镀的钛膜)加热至850~1050℃使之蒸发产生足够的Ti蒸汽,然后在低 温区沉积 生长出TiO2纳米线[16,17,18]。Amin等[19]利用TiO(一氧化钛)作为前驱体,在金属Ni的催化下,850~920℃、常压下生长了TiO2纳米线。最近,Xia等[8]利用金属Ti片阳极氧化的TiO2纳米管在Pd纳米颗粒的催化下,460℃、常压下原位生长了TiO2纳米线。这主要是利用催化剂在高温下可以吸收聚集Ti而形成合金液滴,同时结合固相扩散机制,使得可以在相对更低的温度下生长出一维TiO2纳米线。然而,关于锥形TiO2纳米带的制备还没有被报道过。

本实验采用物理热蒸发法,直接利用金属Ti片为钛源在Pd催化下成功制备了锥形TiO2纳米带,并对单根纳米带的微区拉曼成像及表面光电压谱进行了研究,结果表明锥状TiO2 纳米带具有均匀的化学组分,并且有良好的光电响应。这对TiO2纳米结构的可控制备及其在光电器件中应用均有重要的意义。

1 实验

锥状TiO2纳米带采用干法CVD制备,具体的实验过程为:首先将经过氢氟酸处理后的金属Ti片依次在丙酮、乙醇和去离子水中各超 声5 min。然后将处 理后的Ti片置于PdCl2 乙醇溶液中,在紫外光(365nm)下照射60 min,此时Ti片表面将沉积一层Pd纳米颗粒。最后将表面沉积有Pd纳米颗粒的Ti片放入石英管内并置于管式炉的中心位置,在管式炉开始加热前先向石英管中通入40sccm高纯氩气,快速升温至760℃,在恒温40min后关闭管式炉电源使温度自然冷却至室温。

样品的电镜表征利用的是扫描电子显微镜(SEM,JSM-6700F,Tokyo,Japan)和透射电 子显微镜 (TEM,JEM-2010,Tokyo,Japan)。利用安装在透射电子显微镜上的X射线能谱仪表征材料的成分(EDS)。室温拉曼光谱及拉曼成像(Raman spectrum)是在以氩离子激光(488nm)为激发光源的近场系统(Alpha 300,Witec)下进行的,采用反射式的共聚焦显微镜实现对样品的拉曼信号的激发和采集,即:利用物镜(Nikon Eplan,100X,NA=0.9)对激发光进行聚焦,然后将拉曼信号收集入共聚焦系统,拉曼图像的空间分辨率可以由488nm激光的艾 里斑直径 进行估算,d=1.22λ/(2 NA)≈330nm。拉曼图像扫描是由精度为1nm的压电陶瓷台带动样品相对激光聚焦点进行逐点扫描。单根纳米带直接分散在盖玻片上。采用X射线衍射仪(XRD)分析样品的晶相(X射线束波长为1.54178)。表面光电压是利用自组装表面光伏测试系统完成,利用氙灯作为光源,白光通过单色仪后被分为单色光,单色光通过调制扇调制后照射在样品上,样品夹在2块导电玻璃中间形成三明治结构,光照射在样品上产生的光伏信号通过导线导入锁相放大器进行检测,通过计算机记录各个波长单色光 照射下产 生的光伏 信号,形成表面光电压谱。

2 结果与讨论

图1(a)为CVD生长的TiO2纳米结构的低倍SEM图像。由图1(a)可知,所得样品基本是锥状TiO2纳米带,纳米带的长度为10~30μm,接近基底部位较宽,为1~4μm,并且沿轴向逐渐变小为数十纳米,形成锥状纳米带。这表明纳米带离基底越近宽度越宽,离基底越远宽度越窄。这是由于锥状TiO2纳米带是在Ti片基底上原位生长的,即金属Ti被蒸发后直接原位生长纳米带,所以离基底越近,Ti的蒸汽压就越高,有利于纳米带的侧向生长;而远离基底的部位,Ti的蒸汽压就较低,使得侧向生长速度较慢,形成了锥状纳米带。进一步放大SEM的倍率(图1(b)),可发现纳米带的两边呈不规则锯齿状。这是由于纳米带在生长过程中表面裸露的阳离子Ti和阴离子O的活性不同造成的生长速度不同而导致的[20]。图1(c)是纳米带侧面图,可知纳米带厚度约为80nm,并且整根纳米带的厚度均匀。这说明纳米带在生长过程中是沿着侧向晶面层层定向生长而成。另外,在SEM表征结果中没有发现纳米带的顶端有明显的催化剂Pd颗粒存在,这可能是由于在TiO2纳米带生长过程中催化剂颗粒从顶端脱落。

图1沉积有 Pd颗粒的 Ti片在760 ℃退火40min所得锥状TiO2 纳米带的低倍SEM 图像(a),高倍SEM 图像((b)、(c)),锥状 TiO2纳米带的 XRD及金红石标准谱(d)Fig.1SEMimagesoftaperedTiO2nanobeltspreparedbyannealingTifoildepositedwithPdnanoparticlesat760 ℃for40minatlow (a)andhigh((b),(c))magnification,theXRDresultsofas-grownTiO2nanobelts,andthestandardXRDofrutileTiO2(d)

锥状TiO2纳米带的XRD表征结果如图1(d)所示。从图1(d)中可以很清楚地看到所有的衍射峰均对应TiO2金红石相,而且晶面间距与体心四角金红石相的TiO2晶体常数(a=0.4593nm,c=0.2598nm)相匹配,与标准的卡片(空间群:P42/mnm (136);JCPDS file 86-0147)完全一致。图1(d)中最强的衍射峰2θ为27.44°,是四角金红石相的(110)晶面。这表明CVD法制备的TiO2纳米结构有利于金红石相的TiO2生长。

图2(a)为锥状纳米带的TEM图像,可知纳米带的尖端宽度约为20nm。图2(a)中插图为对应的选区电子衍射图(SAED),可以发现纳米带是沿着[110]方向生长的。图2(b)为图2(a)中方框区域的高分辨像(HRTEM),可以得到2个相互垂直的晶面间距为0.320nm和0.290nm,分别与TiO2金红石相的(110)和(001)面一致。这也进一步证明纳米带长度方向沿着[110]方向,宽度方向沿 [001]方向(如图2(a)中箭头所示)。

现在将讨论锥状TiO2纳米带的生长机制。(1)关于Pd纳米颗粒的形成。钛片表面自然氧化的TiO2层在紫外光照下将Pd2+还原为金属Pd并沉积在 钛片上形 成Pd纳米颗粒[8]。尽管块体的金属Pd熔点为1555℃,但由于本实验使用的Pd颗粒为纳米级颗粒,当温度升高至760℃时,金属Pd纳米颗粒将熔化成液滴[8,19],从而为下一步的纳米结构生长起催化作用。(2)关于直接参与纳米带生长的Ti原子的来源。本实验只使用了金属Ti片作为钛源,但是在1806K时Ti的蒸汽压理论计算值为P(Ti)= (7.68±1.08)×10-3Pa[21]。尽管Ti片表面自然氧化层会形成TiO2或TiO,但是高温下TiO2(g)和TiO(g)的蒸汽压远低于P(Ti)[21]。因此,气态的Ti不能完全 满足数十 微米长的TiO2纳米带生 长。有研究表明,在纯金属钛中,850℃时Ti原子的扩散常数DTi约为10-17 m2/s,O原子的扩散常数DO约为10-13.2 m2/s[22]。因此,除了气态的Ti原子,从金属Ti基底扩散的固态Ti原子对TiO2纳米带的生长也起着重要的作用。(3)关于催化剂Pd颗粒在纳米带生长过程中的作用。由于在SEM图像中并没有明显发现TiO2纳米带顶端的Pd颗粒(见图1),为了验证Pd在纳米带生长过程中的作用,将无Pd颗粒沉积的Ti片在同样温度下退火同样时间(见图3(a)),可见在基底上主要有数微米大小的无规则颗粒构成,另外有少量线状结构。这说明当不存在Pd颗粒时,TiO2纳米结构不是定向生长,也就是说Pd颗粒对生成TiO2纳米带起着决定性的作用。通常,利用金属颗粒作为催化剂生长纳米结构时在纳米结构的顶端会观察到金属颗粒,这与图1中的实验结果不一致。为了进一步验证催化剂颗粒在TiO2纳米带生长过程中的作用,将沉积有Pd的Ti片在760℃退火20min(见图3(b)),可见,相比生长时间为40min的样品,纳米带的长度和宽度均较短,在一些纳米带顶端可以 看到明显 的颗粒状 结构。插图是图3(b)中标识框内的EDS谱。由EDS谱可知,颗粒状结构主要由Pd元素构成。这说明Pd在纳米带生长初期起着 重要的作 用。结合图3(a),笔者认为 在较低的P(Ti)下,Pd不仅起着 富集吸收Ti的作用,同时也使 得TiO2 纳米带沿一定取向生长,这正是VLS生长机制[23]。同时,由Ti基底扩散而来的固态Ti原子也在已有取向的纳米片段上继续与O原子结合使纳米带继续在长度和宽度方向生长形成纳米带。可以认为,离基底越远的位置,无论是Ti蒸汽还是固态Ti原子的扩散均越难到达,反之亦然,所以就形成下宽上尖的锥状纳米带。随着纳米带长度增加,顶端的Pd颗粒将逐渐消耗甚至脱落,这也是图1中不能看见顶端Pd颗粒的原因。

图3无Pd沉积Ti基底在760℃退火40min(a)和沉积有Pd颗粒的Ti基底在760℃退火20min的SEM 图(b)Fig.3SEMimageofthesamplepreparedbyannealingTifoilwithoutPddepositionat760 ℃for40min(a)andthesamplepreparedbyannealingTifoilwithPddepositionat760 ℃for20min(b)

图4(a)为分散在盖玻片上的锥状TiO2的光学显微图像,锥状形貌清晰可辨。图4(b)为图4(a)中所标注点1-4的微区拉曼光谱,可见,锥状TiO2纳米带的不同位置的微区拉曼光谱均有2个响应峰(442cm-1、604cm-1),分别对应着TiO2 金红石相Eg和A1g的拉曼活跃模式[24,25,26],同时可以观察到不同位置的拉曼峰位置基本不变。一般影响拉曼响应峰位的因素有声子限域效应和化学计量比[26,27]。1-4位置的尺寸不同没有使它们的拉曼峰位发生变化,说明数十纳米的尺寸不足以引起声子限域效应,这与文献[28,29]的报道一致;另外这也说明不同的Ti蒸汽浓度仅导致了宽度的不同,对化学组分并无影响。这也进一步从单根锥状TiO2纳米带的微区扫描 拉曼图像 (见图4(c))得到了证 实。图4(c)是442cm-1拉曼峰对应的微区扫描拉曼图像,可以发现每个部位的拉曼响应基本相同。因此,结合锥状TiO2生长过程也表明,在纳米结构生长过程中,距Ti基底不同距离Ti蒸汽浓度的高低仅仅导致了尺寸的变化,对化学计量比无显著的影响。

表面光电压产生于光生电荷在空间上的分离,所以借助表面光伏的研究不仅可得到基本的光吸收特性,也可以获得光生电荷分离、传输等行为过程[30,31]。图5为锥状TiO2的表面光电压谱(SPS),可知样品只有在395nm以短波长光激发才有显著的光伏响应,与TiO2带隙为3.1eV相一致,表明其在紫外光区具有良好的光电响应,这是光电 应用的基础。因此,锥状TiO2除在传统的光催化相关领域具有应用前景外,由于其具有一维的结构特点,还可以在微纳光电器件(如场效应晶体管、紫外光探测器)等领域应用,另外还由于其具有尖端的特点,可能在场发射领域具有应用前景。

3 结论