为什么纳米材料出现红外吸收谱宽化现象

问题描述

精选答案

红外吸收带的宽化原因：纳米氮化硅、SiC、及Al2O3粉对红外有一个宽频带强吸收谱，这是由于纳米粒子大的比表面导致了平均配位数下降，不饱和键和悬键增多，与常规大块材料不同，没有一个单一的，择优的键振动模，而存在一个较宽的键振动模的分布，在红外光场作用下，它们对红外吸收的频率也就存在一个较宽的分布。这就导致了纳米粒子红外吸收带的宽化。

1、蓝移原因：与大块材料相比，纳米微粒的吸收带普遍存在“蓝移”现象，即吸收带移向短波长方向。表面效应：由于纳米微粒尺寸小，大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小。 对纳米氧化物和氮化物小粒子研究表明：第一近邻和第二近邻的距离变短。键长的缩短导致纳米微粒的键本征振动频率增大，结果使红外光吸收带移向了高波数。（化学键的振动）2、量子尺寸效应：由于颗粒尺寸下降能隙变宽，这就导致光吸收带移向短波方向。Ball等对这种蓝移现象给出了普适性的解释：已被电子占据分子轨道能级与未被占据分子轨道能级之间的宽度（能隙）随颗粒直径减小而增大，这是产生蓝移的根本原因。这种解释对半导体和绝缘体都适应。（电子跃迁）

其他回答

考研酱

大块金属具有不同颜色的光泽,这表明它们对可见光范围各种颜色(波长)的反射和吸收能力不同.当尺寸减小到纳米级时各种金属纳米微粒几乎都呈黑色,它们对可见光的反射率极低.例如,Pt纳米粒子的反射率为1%,Au纳米粒子的反射率小于10%.对可见光低反射率,强吸收率导致粒子变黑.纳米氮化硅,SiC及A1203,粉末对红外有一个宽带吸收谱.这是因为纳米粒子大的比表面导致了平均配位数下降,不饱和键和悬键增多,与常规大块材料不同,没有一个单一的,择优的键振动模式,而存在一个较宽的键振动模的分布,在红外光场作用下它们对红外吸收的频率也就存在一个较宽的分布,这就导致了纳米粒子红外吸收带的宽化.