纳米电子学 包括基于量子效应的纳米电子器件,纳米结构的光、电性质,纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,也就是说空间体积要小,响应速度要快,单个器件的功耗要少。扫描探针显微镜就是为实现这一目标而诞生的,作为一种简单、直接而强有力的观察工具,一经问世立即被用于微电子器件的制造过程中。尤其是扫描探针显微镜中的激光力显微镜,它能在不接触表面的情况下绘制出电子元件表面图象。基于扫描探针显微镜的纳米刻蚀技术,可以实现在纳米尺度上制备产品,应用于微电子的工作介质上就有可能制造出高密度的存储器,其记录密度为目前磁盘的数千倍至上亿倍。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率,使今天的奔腾Ⅲ处理器显得十分慢了。
纳米化学 纳米化学是研究物质在在原子级水平上的化学问题,是对此范围内的物质合成、纳米物质的表征方法、物质所表现的异常行为及其应用等方面的研究。它包括纳米材料合成方法的研究、纳米复合材料的制备、纳米材料特异性质的尺寸效应及其机理的研究、纳米材料的表征与检测、纳米仿生材料的研究、纳米催化的研究、纳米材料的工业化前途等等。其中我们着重介绍纳米催化。催化剂的性能很大程度上取决于它的表面效应,表面不饱和的性质对它的选择性能有很大的影响。有资料介绍,负载型纳米非晶态合金是较理想的催化加氢材料。用Ni-B/SiO2非晶态催化剂,催化环戊二烯选择性加氢制备环戊烯反应,其转换率可达100%,而选择性为96%以上。以溶胶-凝胶法制备的γ-Al2O3陶瓷膜,可用于超滤,或经过修饰成为催化膜用于膜反应器,实现分离反应一体化。由于膜表面的酸性,它还可直接作为催化剂用于酸性催化反应。
利用波美石(γ-AlOOH)溶胶胶粒,以过渡金属(包括贵金属)、稀土金属和碱土金属修饰,即可制成多种催化膜。Ni/γ-Al2O3催化剂具有高稳定性,在应用于850C下进行的甲烷部分氧化制造合成气反应中,具有大于95%的转化率,以及98%的CO选择性。
气凝胶氧化物担载的Co基催化剂,具有很高的F-T合成活性和烃产物选择性。ZrO2涂层SiO2载体担载的Co基催化剂,有利于重质产物的生成;而溶胶-凝胶法制得的ZrO2、SiO2混合气凝胶担载的Co基催化剂,则有利于液态烃的生成。
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