（1）量子尺寸效应论文网

指当粒子尺寸下减小到某一值时，金属费米能级附近的电子能级会发生由准连续变成离散能级的现象。另外，纳米半导体微粒最低未被占据的分子轨道和存在不连续的最高被占据分子轨道之间能级变宽的现象。这种现象叫做量子尺寸效应。

 （2）体积效应

当纳米材料的尺寸与德布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，材料的磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化活性及熔点等与普通晶粒相比都有很大的改变，这就是体积效应，也称小尺寸效应。

（3）表面效应

纳米粒子因颗粒直径较小，比表面积急剧地增大，其表面原子所占的百分数显著增加所引起的性质上的变化称为表面效应。表面效应会导致微粒表面存在许多缺陷，使表面具有较高的活性；同时也引起表面电子自旋现象和电子能谱的变化，对纳米粒子的光化学、电学和非线形光学性质等具有重要的影响。

（4）宏观量子隧道效应

纳米粒子的一些宏观量，如磁化强度、磁通量以及电荷等具有贯穿宏观系统中势垒的能力称为宏观隧道效应。 

（5）介电限域效应

当在半导体纳米材料表面修饰某种介电常数较小的介质时，相对裸露半导体材料周围的其它介质而言，被表面修饰的纳米材料中电荷载体产生的电力线更易穿透这层介电常数较小的包覆介质，导致屏蔽效应减弱，同时使带电粒子间的库仑作用力增强，从而增强了激子的结合能和振子强度，这就称为介电限域效应。

纳米材料可按三维尺寸分为：零维纳米材料（纳米粉体）、一维纳米材料（纳米线和纳米管）、二维纳米材料（纳米薄膜）和三维纳米材料（块体纳米和涂层）[2]。

1.2 纳米光催化材料简介

目前，人类生存发展日益受到能源短缺和环境污染的威胁。利用光催化技术，转化太阳能并且降解各种污染物是解决能源问题和环境治理的重要手段。Harada等人[3]曾对水中30多种有机污染物的光催化降解进行了系统的研究，结果表明，烃类、卤化物、羧酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机农药等许多有机污染物经光催化降解，在适当的条件下，能生成无毒无味的CO2、H2O及一些简单的无机物，从而达到去除有机污染物的目的。文献综述

纳米光催化材料比优于一般光催化材料，主要有两方面的原因：首先，从光催化机理来看，氧化、还原作用的强弱取决于光生电子和空穴的浓度。显然，光催化剂颗粒尺寸越小，总表面积越大，光吸收效率越高，并且电子和空穴移动到表面的几率也越大。同时，随着尺寸的减小，比表面积增大，表面键态和电子态的活性增多，有利于对反应物的吸附，从而增大反应几率。其次，从能带理论角度上分析，当纳米颗粒小到一定尺寸时，能隙将增大，有可能使半导体的光催化效率增加。

光催化材料体系主要可以分为氧化物、氮化物以及磷化物[4]。氧化物中最典型的主要是TiO2及其改性材料。硫化物中主要有ZnS、 CdS等。磷化物如GaP、InP等。另外还可以按晶体颗粒形貌分类分为（1） 层次结构，如Bi2WO6、 Bi2W2O9、Bi3TiNbO9等。（2） 通道结构，如BaTi4O9、A2Ti6O13（A=K，Na，Li等）。（3）管状结构，在钛酸盐中研究较多。（4）单晶和多晶一维材料。（5） 其他形状复杂的晶体或粉末颗粒，最典型的是ZnO材料。

1.3 纳米光催化材料的应用

1.31  水处理中的应用[5]

负载型纳米TiO2具有无污染，能量低，高活性，稳定和廉价等特点，在染料废水，农药废水，含油废水及氯化物等有机污染物和无机污染物的处理具有良好的效果。