纳米材料是20世纪80年代发展起来的一种具有全新结构的材料，由于其显著的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，纳米材料表现出奇异的力学、电学、磁学、光学、热学和化学特性，在生产和高科技领域有着广阔的应用前景。纳米材料的制备技术在纳米科学研究中占据极为重要的地位。尽管纳米材料的制备方法多种多样，但要获得结构、形态、尺寸可随意控制的纳米材料依然相当困难，对已有的制备方法和工艺加以改进及完善、对目标材料进行人为调控并控制成本是一个极具挑战的课题；研究纳米材料的形态机理与生长动力学，探索不同的物理、化学制备纳米材料的新方法，揭示纳米材料的微观结构、尺寸大小和生长形貌的规律，以指导进一步的实验研究和应用开发，更是科学工作者所努力的方向。 本文从纳米材料研究的第一步—纳米材料的制备着手，就纳米材料研究的部分基本问题作初步的探讨。主要包括以下几方面的工作： 一，结合脉冲激光技术和传统的液相化学反应，开发了一种新的制备化合物纳米颗粒的溶液激光法。使用这一方法，以硝酸银和硒粉为原料，在异丙醇、乙二胺混合溶液中，经激光作用，成功制备了分布均匀、直径为10-50nm的球形或椭球形硒化银纳米颗粒。硒化银产物的形成经历了氧化还原过程，其可能路径有三种，即Se被还原为Se^2-，再与Ag⁺结合生成Ag₂Se；或Ag⁺被还原为Ag团簇后与Se化合形成Ag₂Se；Se自身歧化为Se^2-和SeO₃^2-，Se^2-与Ag⁺反应形成Ag₂Se。其中以第一路径为主，激光提供了活化能量，也限制了产物的尺度大小。本文创新的溶液激光法可在常温常压下进行，效率高，预计也可用于其他硫属化合物纳米颗粒的制备，特别适合难以用传统方法制备的体系。 摘 要 ＿二，激光法制备三方硒纳米棒。利用激光烧蚀法，制得包括纳米颗粒、纳米棒在内的不同形态的硒纳米结构材料，产物的形貌尺寸与沉积区的温度及激光作用时间密切相关。通过调整反应条件，可以大量制得横向尺寸可控、宽二十到几百纳米，长达几十微米的纯硒纳米棒，其生长过程可以用汽－液－固机理加以解释。 三，激光辅助生长制备a－TeO。纳米棒。以Te为起始反应物，在空气中通过激光作用，首次获得了a－TeO。纳米棒。高分辨电镜和选区电子电于衍射表明了产物为单晶四方二氧化蹄。产物的形态与反应条件有关，通过改变体系温度，还可以获得纳米颗粒、楔形纳米棒等产物。a．TeO。纳米棒的形成主要遵循汽－液－固生长机理，低熔点的Te纳米团簇在实验中作为液相形成剂和汽相反应物吸附活性位，发挥了类似催化剂的作用。类似方法可以用于其它金属或非金属氧化物一维纳米材料的制a。 四，梳状氧化锌纳米棒阵列的制备。利用激光辅助化学沉积法，以锌为起始原料，在800oC成功制备了梳状氧化锌纳米棒阵列，梳干宽约为500－1000urn，长达儿个微米，梳齿平行规整，宽约50－100urn，长在500－2000urn之间，每组阵列整齐有序，不同组阵列的尺寸略有不同。分析结果表明梳状氧化锌纳米棒阵列的梳干、梳齿都是单晶态六方纤锌矿氧化锌，两者连接紧密。这种独特的阵列有可能在纳米光电器件以及微型计算机的制作中发挥特殊的作用。产物形态与制备厂艺密切相关，通过反应条件的改变，还可以获得纳米颗粒、纳米线等其他形态的氧化锌纳米结构材料。 五，原电池法制各银纳米线。在一定的反应条件下，直接将合适的金属基底浸入agwo。溶液中，可以获得线状银纳米结构材料；通过改变金属基底、gg”浓度、反应时间等实验条件，还可获得形态完好的枝晶及分布均匀的纳米颗粒。线状银纳米结构材料的形成可以用原电池反应模型加以解释。银核的形成与分布和金属基底 11 博士学位论文 低维纳米材料的制备研究 江智渊20027 的表面结构有关，粗糙度和氧化状态是其中关键的两个影响因素；银纳米线的形成 与稀硝酸银溶液中Ag”的浓度及扩散模式有关，是热力学因素和动力学因素协同作 用的结果。基于原电池法，CU－CUO纳米颗粒自组织薄层膜也可用于制各银纳米线。 为寻求除多孔固体模板及液相自组织“软”模板之外的新型模板作了有益的探索， 拓宽了模板法制各一维纳米材料的应用领域和视角。原电池法制备银纳米结构材料 相对其他技术而言极其简单，没有使用昂贵先进的技术设备，反应不需要外加能量 就可自发进行，也不需要多孔固体模板及表面活性剂，简化了后续处理过程，很容 易由实验室向工业生产转化。 六，原位加工硒化银纳米管。以硒纳米棒为模板，通过化学转换获得硒化银／ 硒鞘／核复合纳米棒，利用透射电镜电子束的热作用去除硒核，获得微区可调控的空 心硒化银纳米管。管状硒化银纳米结构的获得与硒纳米棒的晶态、硝酸银的浓度、