基本信息
- 項目名稱：
- 納米材料原位生長及其規(guī)定熱力學函數(shù)研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 作品全稱：納米材料原位生長及其規(guī)定熱力學函數(shù)研究 學科類別：能源化工 作品類別: 自然科學論文 學校名稱:廣西民族大學 作者姓名:宋燕作者 學歷:本科生
- 詳細介紹：
- 采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代熱動力學方法對鉬酸鹽納米材料的原位生長動態(tài)進行實時在線監(jiān)測，探索原位生長過程的化學反應、成核生長、晶體生長和結(jié)構(gòu)演變的特征和規(guī)律，將材料生長過程與尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，研究其生長機理，解釋了化學反應、成核生長、晶體長大及形貌演變的特征和規(guī)律，為納米材料的原位生長過程表征及生長機理發(fā)展了一種新方法，對納米材料的控制合成具有極其重要的意義。通過原位生長的熱動力學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)新方法設計，結(jié)合化學反應的過渡態(tài)理論和熱動力學原理，以塊體材料為參考標準，測定了納米材料的標準摩爾熵、標準摩爾生成焓和標準摩爾生成吉布斯自由能，解決了納米材料熱力學函數(shù)測定的世界性難題，為解決納米材料熱力學函數(shù)的測定和納米熱力學的發(fā)展提供了新的科學原理和方法（國際空白），處于國際領先水平。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代微量熱技術(shù)對納米材料的原位合成進行在線監(jiān)測，獲取納米材料非平衡生長特征參數(shù)，將納米材料生長過程與納米材料的尺寸、形貌和結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，研究生長機理，為納米材料的控制合成提供理論指導；通過熱力學勢函數(shù)的方法設計，對合成的納米材料設計化學反應，以塊體材料為參考標準，根據(jù)熱動力學方程結(jié)合化學動力學的過渡態(tài)理論，獲取納米材料的標準摩爾熵、標準摩爾生成焓、標準摩爾生成吉布斯自由能。
科學性、先進性及獨特之處
- 采用高精度、高靈敏度的現(xiàn)代熱動力學方法對鉬酸鹽納米材料的原位生長動態(tài)進行實時在線監(jiān)測，同時獲取了熱力學信息和動力學信息，為納米材料原位生長過程表征及生長機理研究發(fā)展了一種新方法（國內(nèi)空白），對納米材料的控制合成具有極其重要的科學意義；通過原位生長的熱動力學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)新方法設計，解決了納米材料熱力學函數(shù)測定的世界性難題，處于國內(nèi)領先水平。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 納米材料的性質(zhì)決定于其形貌、尺寸結(jié)構(gòu)，通過原位研究搞清楚納米材料非平衡生長過程的機理，同時測定其規(guī)定熱力學函數(shù)等性質(zhì)，為納米材料的可控生長和應用提供新的技術(shù)方法和理論指導，為豐富納米材料的科學內(nèi)涵、建立納米國家標準，推動納米材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展及發(fā)展納米材料的熱力學和動力學具有極其重要的前瞻性意義。
學術(shù)論文摘要
- 納米材料材料為什么會生長和如何生長？非平衡生長過程具有何種特征模式？采用何種方法檢測微納空間納米非平衡生長過程的動態(tài)瞬時信息，得到體系中納米材料的動態(tài)生長過程和非平衡生長的熱動力學規(guī)律，繼而掌握其生長特征模式和生長參數(shù)，是納米材料可控生長迫切需要解決的重要課題；低溫量熱法測定熱容進而獲取納米材料的熵、焓、吉布斯自由能等熱力學函數(shù)在國際上已面臨前所未有的困難（無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)）。這是納米熱力學建立和發(fā)展迫切需要解決的前沿課題。 本項目采用高精度、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，用熱動力學方法原位研究了納米材料的動態(tài)生長過程，結(jié)合電鏡等表征技術(shù)獲得了納米材料反應成核、晶體生長和形貌演變的熱動力學特征及規(guī)律，研究了納米材料的生長機理；用同樣的方法跟蹤了不同形貌氧化鋅納米材料的反應過程，根據(jù)熱力學勢函數(shù)方法原理，結(jié)合化學平衡理論和化學動力學過渡狀態(tài)理論，以塊體材料為基準，獲得了不同形貌尺寸氧化鋅納米材料的規(guī)定熱力學函數(shù)，解決了納米材料熱力學函數(shù)測定的世界性難題，填補了納米材料熱力學函數(shù)測定方法的國際空白。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 謝毅教授評審如下：該論文將納米材料的原位生長過程研究與納米材料的結(jié)果性質(zhì)研究相結(jié)合，研究內(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，為納米材料科學的研究和發(fā)展提供了新思路、新原理和新方法。
參考文獻
- 科技部納米重大研究計劃首席科學家謝毅教授的評審意見； 科技查新（No.201145B13000561）； 通過納米材料熱容測定獲取熱力學函數(shù)的世界性難題（納米材料必然吸附水分子）的文獻1篇（Juliana Guangshe Li , namoletters,2006,6(4):750-754）。 中國科學院大連化學物理研究所譚志成研究小組通過測定熱容獲取納米材料的熱力學函數(shù)最低溫度才70K（離0K相差很大），而且計算熱力學函數(shù)的基準溫度為298.15K，而標準摩爾熵是以0K為基準的，文獻4篇。
同類課題研究水平概述
- 在納米材料原位生長研究領域，采用熱動力學原理和方法進行研究，獲得系列重要成果，處于國內(nèi)領先水平。 解決了目前國際上測定納米材料熱力學函數(shù)的難題，填補了國際空白；為納米材料熱力學函數(shù)的測定發(fā)明了新的原理和方法，進而為納米材料熱力學函數(shù)測定方法的國家標準供了新的原理和方法，處于國際領先水平
