中國粉體網(wǎng)訊 納米科技是未來高科技發(fā)展的基礎(chǔ)，納米材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及顯微組織關(guān)系是決定其性能以及應(yīng)用的關(guān)鍵因素，能夠用于納米材料表征的儀器分析方法已經(jīng)成為納米科技中必不可少的實(shí)驗(yàn)手段。許多研究人員以及相關(guān)人員對納米材料還不是很熟悉，尤其是對如何分析和表征納米材料，獲得納米材料的一些特征信息還存在一定疑惑。
圖1 納米材料常用的表征技術(shù)。
從納米材料的表征技術(shù)角度分類的話，見圖1。不過為了讓大家更好的理解這些表征技術(shù)各自發(fā)揮的作用，我們從納米材料的角度來分別介紹，主要從納米材料的組成成分、形貌、粒度、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行簡單介紹。
1. 組成成分分析
當(dāng)我們合成好納米材料后，我們一般需要知道材料的成分是否是我們想要的，從而進(jìn)行下一步相關(guān)性能的測試。因此首先確定納米材料的元素組成，判斷材料的純度，是否含雜質(zhì)以及濃度等至關(guān)重要。為達(dá)到此目的，以下表征技術(shù)我們可以選擇。
a.用來分析納米材料的體相元素組成以及雜質(zhì)成分：
b.用來分析納米材料的表面與微區(qū)成分：
案例：
表1 在本研究中應(yīng)用的不同ICP-MS技術(shù)的具體特征[1]
圖 2 樣品的(A) X射線光電子能譜和(B) 俄歇電子能譜[2]。
2. 形貌分析
材料的很多重要物理化學(xué)性能是由其形貌特征所決定的，比如顆粒狀與納米線和管狀的納米材料的物理化學(xué)性能有很大的差異。因此我們也需要利用一些技術(shù)來表征納米材料的形貌，常用的有以下技術(shù)可以選擇：
除了以上四種，另外還有掃描透射電子顯微鏡（STEM），場發(fā)射顯微鏡（FEM），場離子顯微鏡（FIM）等等。
案例：
圖3 CuO納米粒子的(A) SEM、(B) TEM、(C)AFM圖[3]。
3.粒度分析
對于納米材料，其顆粒大小和形狀對材料的性能起著決定性的作用。一般由于顆粒形狀的復(fù)雜性，很難直接用一個尺度來描述一個顆粒大小，因此，廣泛采用等效粒度的概念來描述。不同的粒度分析技術(shù)所依據(jù)的測量原理不同，其顆粒特性也不同，因此只能進(jìn)行等效對比。分析納米材料粒度的技術(shù)常用的有以下兩種。
案例：
圖4 納米材料的(A) TEM圖和(B) DLS圖[4]。
4.結(jié)構(gòu)分析
除了成分和形貌以及粒度外，納米材料的結(jié)構(gòu)對材料的性能也有著重要的作用，包括物相結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)等。
案例：
圖5 納米材料的(A) XRD、(B) Raman、(C)高分辨TEM圖和SAED圖[5]。
案例：
圖6 納米材料的(A-D) TEM圖、(E)氮吸附脫附等溫線和SAXRD圖[6]。
案例：
圖7 透明質(zhì)酸的(A) IR圖、(B)Raman圖和(C)13C NMR譜圖[7]。
5. 其他
熱分析技術(shù)是在程序溫度控制下研究材料的各種轉(zhuǎn)變和反應(yīng)，如脫水，結(jié)晶-熔融，蒸發(fā)，相變等以及各種無機(jī)和有機(jī)材料的熱分解過程和反應(yīng)動力學(xué)問題等，是一種十分重要的分析測試方法。
案例：
圖8 聚合物的(A) DSC圖、(B)DTA圖和(C)TG圖[8]。
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