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基本信息

項(xiàng)目名稱：
納米材料原位生長(zhǎng)及其規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
作品全稱：納米材料原位生長(zhǎng)及其規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)研究 學(xué)科類(lèi)別：能源化工 作品類(lèi)別: 自然科學(xué)論文 學(xué)校名稱:廣西民族大學(xué) 作者姓名:宋燕作者 學(xué)歷:本科生
詳細(xì)介紹：
采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代熱動(dòng)力學(xué)方法對(duì)鉬酸鹽納米材料的原位生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，探索原位生長(zhǎng)過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)、成核生長(zhǎng)、晶體生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)演變的特征和規(guī)律，將材料生長(zhǎng)過(guò)程與尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，研究其生長(zhǎng)機(jī)理，解釋了化學(xué)反應(yīng)、成核生長(zhǎng)、晶體長(zhǎng)大及形貌演變的特征和規(guī)律，為納米材料的原位生長(zhǎng)過(guò)程表征及生長(zhǎng)機(jī)理發(fā)展了一種新方法，對(duì)納米材料的控制合成具有極其重要的意義。通過(guò)原位生長(zhǎng)的熱動(dòng)力學(xué)方法和微乳液熱輔助分別合成了多種氧化鋅納米材料，巧妙的創(chuàng)新方法設(shè)計(jì)，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的過(guò)渡態(tài)理論和熱動(dòng)力學(xué)原理，以塊體材料為參考標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定了納米材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能，解決了納米材料熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定的世界性難題，為解決納米材料熱力學(xué)函數(shù)的測(cè)定和納米熱力學(xué)的發(fā)展提供了新的科學(xué)原理和方法（國(guó)際空白），處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代微量熱技術(shù)對(duì)納米材料的原位合成進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，獲取納米材料非平衡生長(zhǎng)特征參數(shù)，將納米材料生長(zhǎng)過(guò)程與納米材料的尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，研究生長(zhǎng)機(jī)理，為納米材料的控制合成提供理論指導(dǎo)；通過(guò)熱力學(xué)勢(shì)函數(shù)的方法設(shè)計(jì)，對(duì)合成的納米材料設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)，以塊體材料為參考標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)熱動(dòng)力學(xué)方程結(jié)合化學(xué)動(dòng)力學(xué)的過(guò)渡態(tài)理論，獲取納米材料的標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成吉布斯自由能。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代熱動(dòng)力學(xué)方法對(duì)鉬酸鹽納米材料的原位生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)獲取了熱力學(xué)信息和動(dòng)力學(xué)信息，為納米材料原位生長(zhǎng)過(guò)程表征及生長(zhǎng)機(jī)理研究發(fā)展了一種新方法（國(guó)內(nèi)空白），對(duì)納米材料的控制合成具有極其重要的科學(xué)意義；通過(guò)原位生長(zhǎng)的熱動(dòng)力學(xué)方法和微乳液熱輔助分別合成了多種氧化鋅納米材料，巧妙的創(chuàng)新方法設(shè)計(jì)，解決了納米材料熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定的世界性難題，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

納米材料的性質(zhì)決定于其形貌、尺寸結(jié)構(gòu)，通過(guò)原位研究搞清楚納米材料非平衡生長(zhǎng)過(guò)程的機(jī)理，同時(shí)測(cè)定其規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)等性質(zhì)，為納米材料的可控生長(zhǎng)和應(yīng)用提供新的技術(shù)方法和理論指導(dǎo)，為豐富納米材料的科學(xué)內(nèi)涵、建立納米國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)納米材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展及發(fā)展納米材料的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)具有極其重要的前瞻性意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

納米材料材料為什么會(huì)生長(zhǎng)和如何生長(zhǎng)？非平衡生長(zhǎng)過(guò)程具有何種特征模式？采用何種方法檢測(cè)微納空間納米非平衡生長(zhǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)信息，得到體系中納米材料的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過(guò)程和非平衡生長(zhǎng)的熱動(dòng)力學(xué)規(guī)律，繼而掌握其生長(zhǎng)特征模式和生長(zhǎng)參數(shù)，是納米材料可控生長(zhǎng)迫切需要解決的重要課題；低溫量熱法測(cè)定熱容進(jìn)而獲取納米材料的熵、焓、吉布斯自由能等熱力學(xué)函數(shù)在國(guó)際上已面臨前所未有的困難（無(wú)法克服納米材料吸附水分子及施壓破壞納米材料的原始狀態(tài)）。這是納米熱力學(xué)建立和發(fā)展迫切需要解決的前沿課題。 本項(xiàng)目采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代微量熱技術(shù)原位控制合成了不同尺寸、不同形貌鉬酸鹽納米材料，用熱動(dòng)力學(xué)方法原位研究了納米材料的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過(guò)程，結(jié)合電鏡等表征技術(shù)獲得了納米材料反應(yīng)成核、晶體生長(zhǎng)和形貌演變的熱動(dòng)力學(xué)特征及規(guī)律，研究了納米材料的生長(zhǎng)機(jī)理；用同樣的方法跟蹤了不同形貌氧化鋅納米材料的反應(yīng)過(guò)程，根據(jù)熱力學(xué)勢(shì)函數(shù)方法原理，結(jié)合化學(xué)平衡理論和化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)渡狀態(tài)理論，以塊體材料為基準(zhǔn)，獲得了不同形貌尺寸氧化鋅納米材料的規(guī)定熱力學(xué)函數(shù)，解決了納米材料熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定的世界性難題，填補(bǔ)了納米材料熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定方法的國(guó)際空白。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

謝毅教授評(píng)審如下：該論文將納米材料的原位生長(zhǎng)過(guò)程研究與納米材料的結(jié)果性質(zhì)研究相結(jié)合，研究?jī)?nèi)容具有系統(tǒng)性，研究方法具有創(chuàng)新性，研究結(jié)果具有前瞻性，為納米材料科學(xué)的研究和發(fā)展提供了新思路、新原理和新方法。

參考文獻(xiàn)

科技部納米重大研究計(jì)劃首席科學(xué)家謝毅教授的評(píng)審意見(jiàn)； 科技查新（No.201145B13000561）； 通過(guò)納米材料熱容測(cè)定獲取熱力學(xué)函數(shù)的世界性難題（納米材料必然吸附水分子）的文獻(xiàn)1篇（Juliana Guangshe Li , namoletters,2006,6(4):750-754）。 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所譚志成研究小組通過(guò)測(cè)定熱容獲取納米材料的熱力學(xué)函數(shù)最低溫度才70K（離0K相差很大），而且計(jì)算熱力學(xué)函數(shù)的基準(zhǔn)溫度為298.15K，而標(biāo)準(zhǔn)摩爾熵是以0K為基準(zhǔn)的，文獻(xiàn)4篇。

同類(lèi)課題研究水平概述

在納米材料原位生長(zhǎng)研究領(lǐng)域，采用熱動(dòng)力學(xué)原理和方法進(jìn)行研究，獲得系列重要成果，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 解決了目前國(guó)際上測(cè)定納米材料熱力學(xué)函數(shù)的難題，填補(bǔ)了國(guó)際空白；為納米材料熱力學(xué)函數(shù)的測(cè)定發(fā)明了新的原理和方法，進(jìn)而為納米材料熱力學(xué)函數(shù)測(cè)定方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)供了新的原理和方法，處于國(guó)際領(lǐng)先水平
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