纳米材料在化学化工领域的应用
纳米技术在化学和材料科学中的应用
纳米技术在化学和材料科学中的应用纳米技术是一种高科技，它把物质分解成纳米尺寸的物质。
纳米技术在化学和材料科学中的应用越来越广泛，包括电子、光学、机械、磁性材料，以及医学和制药等领域。
在本文中，我们将以化学和材料科学为主题，讨论纳米技术在这些领域的应用。
一、纳米材料纳米材料指的是晶体尺寸在1-100纳米之间的材料，在这个尺度下，材料可能表现出与宏观材料完全不同的物理和化学性质。
纳米材料有许多独特的性质，例如高比表面积、高化学反应活性、形态可控性、表面能量巨大、超磁性和磁阻变效应等。
这些特殊性质赋予了纳米材料许多新的应用领域。
纳米材料的应用包括制备与催化、材料加工、生物医学、光电子学和能源转化。
其中，制备催化材料是将纳米材料应用于化学领域的主要应用之一。
由于纳米材料表面积大，与体积比例高，因此在化学反应中发挥着更重要的作用。
同时，纳米材料所表现出来的高化学反应活性还可以帮助催化剂快速反应，以节省能源和时间。
二、纳米生物学纳米生物学是利用纳米技术探索生物学的学科。
它结合了生物学、物理学、化学和工程学，探索细胞、生物分子、细菌和病毒等微观领域的生物学问题。
纳米技术在生物学中的应用包括基因疗法、生物传感器和分子成像等方面。
基因疗法是指利用基因工程技术研制针对遗传性疾病的治疗方法。
纳米技术可以为基因疗法提供一个新的平台。
一些研究人员利用纳米粒子作为基因递送载体，将需要传递的基因封装在纳米粒子中，然后将纳米粒子通过各种方式引导到病变的部位。
这种方法可以更有效地将基因传递到需要治疗的部位。
此外，纳米粒子也可以用于传递药物并优化药物疗效。
三、纳米催化剂纳米催化剂是纳米技术在化学和材料领域中的重要运用之一，它是指将纳米材料用作催化剂的一种方法。
由于纳米材料的高表面积，与普通材料相比，故可以更高效地催化反应，从而在化学合成等领域内发挥更为广泛的应用。
纳米催化剂有许多应用，如烃类反应和催化加氢等。
例如，在石油化工中，纳米催化剂可以催化合成石油化学产品，例如聚酯、聚氨酯、胺类和氧化物等。
纳米材料在化工领域中的应用
纳米材料在化工领域中的应用作者：陈丽丽孙喜京来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第07期摘要：纳米材料是近年来材料学中的一种新型材料，纳米材料以其优良的性能越来越受到各个行业的关注，应用领域广泛，例如在催化、涂料、医药、污水处理、空气净化等行业，当今世界各国对于纳米材料的研究投入都相当大，本文针对纳米材料的性质、应用等方面展开进一步的研究。
关键词：纳米材料；高分子材料；污水处理；化工；应用纳米材料是指的大小处于纳米级（1-100mm）的材料，这种材料由纳米粒子组成，纳米粒子的大小介于原子和分子之间，因此它具有一般材料不具有的特殊性质，在许多领域中，尤其是化工、催化剂、涂料、医药等化工行业中，这些特殊的性质展现出了良好的性能，被广泛的利用，在其他精细化工方面的应用也较多，本文对纳米材料在化工领域的应用进行阐述。
1纳米材料的特殊性质1.1力学性质由于纳米材料由纳米粒子组成，而粒子处于纳米级时，材料的强度、硬度等力学性质会随着粒子的粒径减小而增大。
正是由于纳米材料的这种性质，它可以被用于某些需要强度和硬度的包装上，解决大多包装容易破坏的问题，例如在塑料中加入纳米二氧化钛、纳米碳酸钙等材料，可以改进塑料在许多方面的缺陷，提高塑料力学方面的性能。
塑料本身耐热性差、脆性大、强度低、透明度低等缺点通过在塑料中加入无机纳米材料后都取得了很好的效果，纳米材料对于塑料行业无疑是一次重要的技术性突破。
1.2磁学性质纳米材料中纳米粒子由于粒径处于纳米级别，各个纳米晶粒之间的此理作用反映到纳米材料中，影响材料磁学性质。
纳米晶粒的磁各向异性和晶粒间的磁相互作用对纳米颗粒的磁化作用起到了决定性作用，而纳米晶粒的磁各向异性与晶粒的形状、结构等物理性质有很大的关系，这就体现了纳米颗粒的小尺寸对于纳米材料磁学性质的作用。
1.3电学性质纳米结构的电阻较其他晶结材料高是由于纳米结构的晶结面上的原子体积分数增大，在电器元件中能够发挥较好的作用，其良好的电学性能，例如高速、高容量、体积微小，都比现如今的半导体材料更好，因此在不久的将来，由纳米材料制造的电器元件有可能将代替现有的半导体材料，在电气行业中发挥重要的作用。
纳米材料在化工生产中的应用
科技信息
０科教视野 ０
Ｓ ＩＮ Ｅ Ｉ Ｆ Ｒ ＴＯＮ Ｃ Ｅ Ｃ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ
２０ ０６年
第８ 期
纳米材料在化工生产中的应用
刘 志 明
（ 沂水县跋 山水库管理局 山东 沂水
关 键 词 ： 米材 料 ； 化 荆 ； 料 ； 细 化 工 ； 药 纳 催 涂 精 医
Ｌｉ ｈ ｍ ｉ ｕ ｚ ｉ ｎｇ
２ ６０ ） ７ ４ ０
摘要 ： 通过对蚋米材料在 结构 、 电和化 学性质等方 面的研究 ， 光 揭示 出纳米材料在催化 、 涂料 、 精细化工、 医药等领域 中的重要 作用。
Ａｂ ｔａｃ： ｌ ｏ ｎ ｅ ｔｅ ｉ ｏｔｎ ｅｏ ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ｏ ｍｉｍａｅ ｉｌｉ ｈ ｅｌ ｆｃ ｔ ｙｉ ｇ ｎ ｏ ｔｎ ｒｃｓｏ ｈｅ ｃ ｎ ｕ ｔｙ ｂ ｓｒ ｔｗｅＫ＇ ｕ ｃ ｈ ｍｐ ｒａ ｃ ｆｔｅ ａ ｐｉ ｔｏ ｆＮａ ｔｒａ ｎ ｔｅ ｆｉｄ ｏ ａａ ｔ ａ ｅ ｔｃ ａｉｇ ｐ ｅ ｉｉｎ ｃ ｍｉａ ｉｄ ｓｒ ｙ ｌ ｎ ｃ ｌ ｃ ｌ ｔｅｓｕ ｙｏ ｍｉ ｔｒａ ｔ ｃｕｅａ ｄ ｑ ａｉ ． ｈ ｔｄ ｆＮａ ｅｉｌ ｓｒ ｔｒ ． ｕ ｌｙ ｍａ Ｓ ｕ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ Ｎａ ｔｒ ｌ ｃ ｔｉｔ ｇ ｎ ；ｏ ｔｎ ｐｅ ｉｉｎ ｃ ｅ ｃ ｌｉｄ ｓｒ ｄｃｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｍｉｍａｅｉ ｓ；ａａｙｉ ａ ｏ ｔｃ ａｉｇ；ｒ ｃｓｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｍｏ ｉｉｅ ａ ｅ ｙ
力。
沽作用 。 在标牌上使用纳米材料涂层 ， 可利用其光学特性 ， 达到储存太
阳能 、 约 能 源 的 目 的 。 建 材 产 品 如 玻 璃 、 料 中 加 入 适 宜 的 纳米 材 节 在 涂 料 ， 以达到减少光 的透射和热传递效果 ， 可 产生隔热 、 阻燃等效果 。 日 本松下公 司已研制出具有 良好静 电屏蔽的纳米涂料 ． 所应用 的纳米微 粒有氧化 铁， 二氧化钛等． 这些具有 半导体 特性的纳米氧化物粒子 ． 在 室温下具有 比常规的氧化物高 的导电特性 。 因而能起到静 电屏蔽的作 用 ， 且 氧 化 物 纳 米 微 粒 的颜 色 不 同 ， 样 还 可 以通 过 复 合 控 制 静 电 而 这 屏蔽涂料 的颜 色． 克服炭黑静 电屏 蔽涂料 只有 单一颜 色的单调性。纳 米材料的颜色不仅随粒径而变 ， 还具有随角变色效应。在汽车的装饰 喷涂业 中 ， 将纳米 ＴＯ 添加在 汽车 、 车的金属闪光 面漆 中， ｉ 轿 能使 涂 层产生丰富而神秘的色彩效果 ， 从而使传统 汽车面漆旧貌换新颜。纳 米 ＳＯ 是一种抗紫外线辐射 材料 。在涂料 中加入纳米 Ｓｏ ， ｉ： ｉ ２可使涂料 的 抗 老 化 性 能 、 洁 度 及 强 度 成 倍 地增 加 。纳 米 涂 层 具 有 良好 的 应 用 光 前景 ， 为涂层技 术带来 将 一场新的技术革命 ， 也将推动 复合材 料的研 究开发与应用。 ３在 其 它精 细 化 工 方 面 的 应 用 ． 精 细 化 工 是 一 个 巨 大 的 工 业 领 域 。 品数 量 繁 多 。 途 广 泛 。 且 产 用 并 影 响 到 人 类 生 活 的 方 方 面 面 。 米 材料 的 优越 性 无 疑也 会 给 精 细 化 工 纳 带来福音 。 并显示它的独特畦力。 在橡胶 、 塑料 、 等精细化工领域 ， 涂料 纳米材料都能发挥重要作用 。如在橡胶 中加 入纳米 Ｓ 可以提高橡 ｉ ， Ｏ 胶的抗紫外辐射 和红 外反射能力 。纳米 Ａ ，和 Ｓ 加入 到普通橡 Ｉ ， ｉ。 ０ Ｏ 胶 中， 可以提高橡胶 的耐磨性 和介电特性 。 而且弹性也 明显优 于用 白 炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳 米材料 ． 可以提高塑料的强 度和韧性 ． 而且致密性和防水性也相应 提高。 国外 已将纳米 ＳＯ ， ｉ２作为 添 加 剂 加 入 到 密 封胶 和 粘 合 剂 中 ，使其 密封 性 和 粘 台 性 都 大 为 提 高 。 此外 ， 纳米材料在纤维改性 、 有机玻璃制造 方面也 都有很好 的应用 。 在 有机玻璃中加入经过表面修饰处理的 ＳＯ ， ｉ 可使有机玻璃抗紫外线辐 射而达到抗老化 的 目的 ； 而加 入 Ａｈ ３ Ｏ。 不仅 不影响玻璃 的透明度 ， 而 且还会提高玻璃 的高温冲击韧性 。一定粒度 的锐钛矿型 ＴＯ 具有优 ｉ 良的 紫 外 线 屏 蔽 性 能 ． 且 质 地 细 腻 ． 毒 无 臭 ． 加 在 化 妆 品 中 ． 而 无 添 可 使 化 妆 品 的性 能 得 到 提 高 。 超 细 ＴＯ 的 应 用 还 可 扩 展 到涂 料 、 料 、 ｉ２ 塑 人造纤维等行业 。最 近又开发 了用于食品包装 的 ＴＯ 及 高档 汽车面 ｉ 漆 用 的 珠 光 钛 白 ． 米 ＴＯ 能 够 强 烈 吸 收 太 阳 光 中 的 紫 外 线 ， 生 很 纳 ｉ２ 产 强 的 光 化 学 活 性 ， 以 用 光 催 化 降 解 工 业 废 水 中 的 有 机 污 染物 ． 有 可 具 除净度高 ， 元二次污染， 适用性广泛等优点 。 环保水处理中有着很好 在 的应用 前景。在环境科 学领域 。 除了利用 纳米材 料作为催化剂 来处理 工业 生 产 过 程 中 排放 的 废 料外 ， 将 出现 功能 独 特 的纳 米 膜 。 种 膜 还 这 能探 测 到 由化 学 和生 物 制剂 造 成 的 污染 ，并 能 对 这 些制 剂 进行 过 滤 ，
纳米材料在化工行业中的应用分析
纳米材料在化工行业中的应用分析1. 引言纳米技术是指在尺寸小于 100 纳米的范围内开展相关活动的一个学科领域。
纳米粒子具有极高的比表面积和特殊的物理、化学性质，因此在化学工业中具有广泛的应用前景。
本文主要探讨纳米材料在化工行业中的应用分析。
2. 纳米材料的概念与分类纳米材料是指至少有一维度小于 100 纳米的材料。
根据不同的制备方法和化学性质，纳米材料可分为无机纳米材料、有机纳米材料和生物纳米材料。
无机纳米材料的主要代表有金属、氧化物、炭黑等；有机纳米材料的主要代表有聚合物、碳纳米管等；生物纳米材料的主要代表有蛋白质、核酸等。
3. 纳米材料在化工行业中的应用3.1 煤化工纳米材料在煤化工领域中的应用主要表现在以下两个方面：•煤基纳米材料的制备：以煤为原料制备出纳米材料，可用于制备纳米金属催化剂、吸附材料等。
•纳米材料在煤的加工中的应用：将纳米材料加入到煤的加工中，可有效提高煤炭的转化率，减少污染物的排放。
3.2 催化剂纳米材料在制备催化剂方面具有得天独厚的优势。
由于纳米材料具有极高的比表面积和特殊的物理、化学性质，可使催化剂的活性大大提高。
常见的纳米材料催化剂包括纳米金属、纳米氧化物和纳米碳材料等。
3.3 其他应用纳米材料还可以被应用在化学反应中的催化剂、分离、吸附、催化燃烧、传感器、涂料和润滑油等领域。
值得一提的是，在涂料领域中，纳米材料的应用可实现防腐、增加涂层硬度等效果。
4. 纳米材料在化工行业中的挑战纳米材料在化工行业中面临很多挑战，主要有以下几点：1.如何精确地控制纳米材料的大小、形状、表面性质和分散性等方面的特征；2.纳米材料的聚集作用，有可能使纳米材料的比表面积急剧减小，从而影响其性能；3.纳米材料的毒性和环境安全问题。
5. 结论纳米材料在化工行业中的应用前景广阔，但也面临着不少挑战。
未来需要通过创新技术和安全环保的制备方法，进一步拓展其应用领域，实现从量产到高质量、高效率和大规模生产的转变。
纳米材料在化工领域的应用
纳米材料在化工领域的应用随着科技的不断发展，纳米材料在化工领域的应用逐渐得到了广泛的关注。
纳米材料具有独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的导电性和催化活性等，这些性质使得纳米材料在化工领域中具有广泛的应用前景。
本文将介绍纳米材料在化工领域中的应用，包括催化剂、吸附剂、光电材料和药物载体等。
一、催化剂纳米材料在催化剂领域的应用已经得到了广泛的研究。
由于纳米材料具有高比表面积和良好的催化活性，它们可以作为催化剂的有效载体。
例如，纳米级贵金属催化剂可以用于石油化工领域的催化裂解和加氢反应中。
此外，纳米材料还可以作为催化剂的载体，以提高催化剂的活性和稳定性。
例如，纳米碳管可以作为金属催化剂的载体，以提高催化剂的活性和稳定性。
二、吸附剂纳米材料由于其高比表面积和良好的吸附性能，可以作为吸附剂用于化工领域。
例如，纳米活性炭可以用于水处理和空气净化领域。
纳米活性炭具有高比表面积和良好的吸附性能，可以有效地吸附水中的有机物和空气中的有害气体。
此外，纳米材料还可以作为吸附剂用于石油化工领域，如纳米分子筛可以用于分离和纯化石油中的烃类组分。
三、光电材料纳米材料在光电领域的应用也得到了广泛的研究。
由于纳米材料具有高光电导性和良好的光学性能，它们可以作为光电材料的有效载体。
例如，纳米硅可以用于太阳能电池领域，它可以有效地吸收太阳光并转化为电能。
此外，纳米材料还可以作为LED灯具的发光层，以提高灯具的亮度和稳定性。
四、药物载体纳米材料在药物载体领域的应用也得到了广泛的研究。
由于纳米材料具有高比表面积和良好的药物承载能力，它们可以作为药物的有效载体。
例如，纳米脂质体可以作为药物载体用于抗肿瘤药物的治疗中。
此外，纳米材料还可以作为基因治疗的药物载体，以实现基因的有效传递和表达。
五、环保领域纳米材料在环保领域也有着广泛的应用前景。
例如纳米二氧化钛等具有光催化性能的材料可以在常温下将空气中的有害物质分解为无害物质，因此可以用于空气净化器的制造上；纳米活性炭等具有高吸附性能的材料可以用于处理污水中的重金属离子等有害物质；纳米纤维等高比表面积的材料可以用于制造高效能电池等能源产品；另外一些特殊的纳米材料还可以用于制造环保型的纺织品等等。
浅述纳米材料的生产现状及其在化工生产中的应用
期纳 米材料这 一概念 形成 以后 ，世界 各 进 入市场 ， 所创造 的经济效 益 以２ ％速 应 效率 ，控制反 应速度 ，甚 至使原来 不 ０
中国 辈 铸 工 韭 ２ ８ 第５ 分 ０年 期 ０
论 文选 萃
Ｔｈ ｓ ｓ ｅ ｉ
能进 行的反 应也能进 行 。纳米微 粒作催 料 的功 能化 具有极 大 的可能 。借助 传统 的应用 前景 ，将为涂 层技术 带来 一场新 化剂 比一 般催化剂 的反应速 度提高 １ ～ ０ 的涂层 技术 ，添加 纳米材料 ，可获 得纳 的技术革 命 ，也将推 动复合 材料 的研究
论 文 选 萃
Ｔｈ ｓ ｓ ｅ ｉ
浅 述 纳 米材 料 的 生 产 现 状 及
其 在化 工 生 产 中 的应 用
闫 宏 芹
天 津 华 能 能 源 设 备 有 限 纳米 材料 的特 点 及 生 产现 状 ， 阐述 了其 在 化 工 生 产 中的 应 用 ，纳 米科 学技 术 的诞 生 ，将 对 摘
的物理和化学 特性 ，在 众多领域 特别 是 的制备技 术和涂层 工艺 、纳米添 加功能 传统催 化剂 的催化效率 低 ，而且其制备
在 光 、 电 、磁 、催 化 等 方 面 具 有 非 常 重 油漆涂料 的研究 、纳米添 加塑料 改性 以 是凭 经验进 行的 ，不仅造成生 产原料的 大 的应用 价值 。
粒 ，可 近 似 地 看 成 是 一 个 短 路 的 微 型 电 能涂层 是赋予 基体 所不具 备 的性能 ，从 产 品数量 繁多 ，用途广 泛 ，并且 影响到 池 ，用 能 量 大 于 半 导 体 能 隙 的 光 照 射 半 而获得 传统涂 层没 有的功 能 。结构 涂层 人 类 生 活 的 方 方 面 面 。纳 米 材 料 的 优 越 导 体 分 散 系 时 ，半 导 体 纳 米 粒 子 吸 收 光 有 超 硬 、 耐 磨 涂 层 ，抗 氧 化 、耐 热 、 阻 性 无 疑 也 会 给 精 细 化 工 带 来 福 音 ，并 显
纳米材料的特性与其在化学化工的应用
纳米材料的特性与其在化学化工的应用关键词:纳米材料；特殊性质；化学化工；应用摘要：纳米科技的发展，将促进人类对客观世界认知的革命。
人类在宏观和微观理论充分完善之后，在介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头。
纳米科技也将促进传统科技“旧貌换新颜”。
它的巨大影响还在于使纳米尺度上的多学科交叉展现了巨大的生命力，迅速形成一个具有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。
该领域可大致包括纳米材料学、纳米化学、纳米计量学、纳米电子学、纳米生物学、纳米机械学、纳米力学等7个新生学科，这里主要介绍纳米材料的特性与其在化工领域中的几种应用。
正文纳米材料（又称超细微粒材料、超细粉末）是指三维空间中至少有一维处于1～100nm或由它们作为基体单元构成的材料，纳米材料处在原子簇和宏观物体交界过渡区域，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子，显示出许多奇异的特性。
一．纳米材料的特性纳米材料晶粒极小，表面积特大，在晶粒表面无序排列的原子百分数远远大于晶态材料表面原子所占的百分数，晶界原子达15%～50%，导致了纳米材料具有传统固体所不具备的许多特殊性质。
所有的纳米材料具有三个共同的结构特点：即纳米尺度结构单元、大量的界面或自由表面以及纳米单元之间存在着强或弱的交互作用。
●表面效应表面效应是指纳米微粒的表面原子与总原子之比随着纳米微粒尺寸的减小而大幅度增加，粒子表面结合能随之增加，从而引起纳米微粒性质变化的现象。
●小尺寸效应当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及- 1 - / 8超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致声、光、电磁、热力学等物性呈现新的效应，称为小尺寸效应。
●量子尺寸效应当粒子尺寸下降到接近或小于某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续态变为离散能级态的现象和纳米半导体微粒存在能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。
纳米材料在化工领域中的应用
纳米材料在化工领域中的应用一、引言纳米科技是21世纪最具前景的领域之一，其应用范围涵盖医疗、电子、材料等多个领域。
其中，在化工领域中，纳米材料也得到了广泛的应用。
本文将从纳米材料的定义、制备方法以及在化工领域中的应用等方面进行详细阐述。
二、纳米材料的定义纳米材料是指粒径在1-100nm之间的物质，其特殊的物理和化学性质使其在许多领域中都具有重要的应用价值。
与传统材料相比，纳米材料具有更大的比表面积和更高的活性。
三、纳米材料的制备方法1. 气相法：通过气相反应制备纳米粉末或薄膜，常见的气相法有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。
2. 溶液法：通过溶液反应制备纳米粒子或薄膜，常见的溶液法有溶胶-凝胶法、微乳液法和水热合成法等。
3. 机械法：通过机械力作用制备纳米粉末或薄膜，常见的机械法有球磨法、高能球磨法和喷雾干燥法等。
四、纳米材料在化工领域中的应用1. 催化剂：纳米材料具有更高的比表面积和更高的活性，因此在催化剂领域中得到了广泛的应用。
例如，纳米铜、纳米镍等金属材料可以作为氢化反应催化剂；纳米氧化铝、纳米二氧化钛等无机材料可以作为光催化剂。
2. 涂料：由于纳米材料具有较高的比表面积和更好的分散性，因此可以增强涂料的耐候性、耐腐蚀性和抗污染性。
例如，将纳米二氧化硅添加到涂料中可以增强其耐候性；将纳米银添加到涂料中可以增强其抗菌性能。
3. 聚合物复合材料：将纳米材料与聚合物相结合可以改善聚合物的力学性能和导电性能。
例如，将碳纤维与碳纳米管复合可以制备出高强度、高导电性的材料。
4. 燃料电池：纳米材料可以作为燃料电池的催化剂和电极材料。
例如，将纳米铂作为燃料电池催化剂可以提高其效率和稳定性；将纳米碳管作为电极材料可以提高其导电性能。
5. 纳米吸附剂：由于纳米材料具有较高的比表面积和更好的吸附性能，因此可以制备出高效的吸附剂。
例如，将纳米氧化铁作为吸附剂可以去除水中的重金属离子；将纳米硅胶作为吸附剂可以去除空气中的有害气体。
纳米材料在精细化工方面的应用
纳米材料在精细化工方面的应用纳米材料由纳米粒子组成。
纳米粒子一般是指尺寸在1-100nm间的粒子，处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有如下四方面效应，并由此派生出传统固体不具有的许多特殊性质。
1.纳米材料的特殊性质1.1.表面效应纳米粒子的表面积、表面能都会迅速增加。
1.2.量子尺寸效应这一效应可使纳米粒子具有高的光学非线性、特异催化性和光催化性质等。
1.3. 体积效应指纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期的边界条件将被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化性及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化。
1.4. 宏观量子隧道效应微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。
一些宏观量亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观的量子隧道效应。
2.纳米科学技术在精细化工方面的应用2.1.粘合剂和密封胶国外已将纳米材料——纳米SiO2作为添加剂加人到粘合剂和密封胶中，使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性都大大提高。
2.2. 涂料在各类涂料中添加纳米SiO2可使其抗老化性能、光洁度及强度成倍地提高，涂料的质量和档次自然升级。
2.3.橡胶纳米Al2O3粒子加人橡胶中可提高橡胶的介电性和耐磨性。
纳米SiO2可以作为抗紫外辐射、红外反射、高介电绝缘橡胶的填料。
2.4. 塑料纳米SiO2可使塑料变得更致密，还可使塑料薄膜的透明度、强度和韧性、防水性能大大提高。
2.5. 纤维以纳米SiO2和纳米Ti02经适当配比而成的复合粉体作为纤维的添加剂，可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维。
2.6. 有机玻璃在有机玻璃生产时加入纳米材料，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的，并且既不影响透明度又提高了高温冲击韧性。
2.7. 固体废弃物处理在固体废弃物处理中可将橡胶制品、塑料制品、废印刷电路板等制成超微粉末以除去其中的异物，成为再生原料回收。
纳米材料在化工生产领域中的应用
新 翟
纳米材料拥有一系列新颖的物理和化学特
性。 在众 多领域 有 十分 重大 的应 工生产 领域中的应用
文／ 高善 民 孙树声 刘兆 明 进行 ， 不仅造成生产原料 的巨大浪 费 ， 使经 相催化难 以实现的。半导体多相光催化 剂
料给予极大关注 。它所具有 的独特的物理 导体 光催 化剂 ， 别是在有机物制备方 面。 钮催化剂 。纳米铂黑催化 剂可使乙烯的氧 特 和化学性质 ，使人们 意识到它的发展 可能 分散在溶液 中的每一个 半导体颗粒 ，可近 化反应温度从 ６０Ｃ ０ ￣降至室温 。 用纳米微粒 给物理 、 学 、 化 材料 、 生物 、 医药等学科的研 似地看成是一个短路 的微型电池 。用能量 作催化剂提 高反应效 率 、 优化反应路 径 、 提 究带来新 的机遇 。纳 米材料的应用前景十 大 于半 导体 能 隙 的光 照射 半 导体 分 散 系 高反应速 度方 面的研究 ，是未来催化科学 分广 阔。 近年来 ， 它在 化工 生产 领域也得到 时 ，半导体 纳米粒子吸收光产生 电子—— 不 可忽 视的重要研究课题 ，很可能给催化 了一定 的应用 ， 显示出它的独特魅力 。 并 空穴对 。在 电场作 用下 ， 电子 与空 穴分离 ， 在工业上 的应用带来革命性 的变革 。 分别迁移 到粒子表面的不 同位置 。与溶液 中相似 的组分进行氧化和还原反应 。 光催 化反应 涉及到 许多 反应类 型 ， 如
化等 方面具有非常重大 的应用价值 。
提高反应效率 ， 控制反应速 度 ， 甚至使 原来 型光催化剂 的最佳选择 。 已有文章报道 ， 选
纳米材料在结构 、光 电和化学性质 等 不能进 行的反应也能进行 。纳米 微粒 作催 用硅胶 为基质 ， 制得了催化活性较高的 Ｔｏ ｉ 方面的诱 人特征 ， 引起 物理 学家 、 材料学 家 化剂 比一般催 化剂的反应速 度可提高 １ ～ ／ ｉ 负载型光催化剂。Ｎ 或 ｃ ０ Ｓｏ ｉ ｕ— ｚ ｎ化合 和化学家的浓 厚兴趣 。８ ０年代初期 纳米 材 １ 倍 。 ５ 料这一概念形成 以后 ，世界各 国对这种材 物的纳米颗粒 ，对某些有机化 合物 的氢化 纳米微粒作为催化 剂应用较 多的是半 反应是极好 的催化剂 ，可代替昂贵的铂或
化学毕业论文纳米材料在化工生产中的应用
纳米材料在化工生产中的应用纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。
80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。
它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。
纳米材料的应用前景十分广阔。
近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
1. 在催化方面的应用催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。
大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。
纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。
纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。
纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。
分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。
在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。
半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。
例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。
已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。
Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。
浅谈纳米材料在化工领域中的应用
的独特魅 力。
１在催化方面的应用
纳 米 微 粒 作 为 催 化 剂 应 用较 多 的 是半 导 体光 催 化剂 ， 别是 在 有机 物 制备 方 面 。 特 分 散 在 溶液 中的 每 一 个 半 导 体 颗 粒 ，可 近 似 地 看 成是 一 个 短 路 的 微 型 电池 ，用 能 量 大 干 半 导 体 能 隙 的 光 照 射 半 导 体 分 散 系 时 ，半 导 体 纳 米 粒 子吸 收 光 产 生 电 子一 … 空穴 对 。 在 电场 作用 下 ，电子 与 空穴 分 离 ， 分 别迁 移 到 粒 子 表 面 的 不 同位 置 ，与 溶液 中 相 似 的组 分进 行氧 化和 还 原 反应 。 光催化 反应涉及到许 多反应类型 ， 醇与 如 烃 的氧 化 ， 无机离子 氧化还 原 ， 有机物 催化 脱 氢Ｔ ｒ 氢 、氨 基酸合 成 ， ｕｎ 固氮 反应 ， 净化处 水 理 ， 煤气变 换等 ， 中有些是 多相催 化难以 水 其 实现的 。半导 体 多相光催化 剂能 有效地 降解 水 中的有 机污 染物 。例如 纳米 Ｔｉ ， Ｏ 既有较 高 的 光催 化活性 ， 又能 耐酸 碱 ， 光稳 定 ， 对 无 毒 ， 宜易得 ， 制备 负载型光 催化剂 的最佳 便 是 选 择 。已有文章 报道 ， 用硅胶 为基 质， 选 制得 了催化活性较 高的 Ｔｉ ／ＳＯ Ｏ ｉ 负载 型光催化 剂 。Ｎｉ Ｃｕ— Ｚｎ化 合物的纳 米颗粒 ， 或 对某 些有 机 化合物 的 氢 化反 应是 极好 的 催化 剂 ， 可代 替昂贵的 铂或钯 催化 剂 。纳 米铂 黑催化 剂可 使乙烯 的氧 化反 应温度 从 ６ ０℃降至室 ０ 温 。用纳米 微粒 作催化剂 提高 反应效率 、优 化 反应路 径 、提高 反 应速 度方 面的研 究 ， 是 未来 催化 科学 不可 忽视 的重 要研 究课 题 ， 很 可能 给催化在 工业上 的应 用带来 革命性 的变
纳米材料在塑料和化工生产中的应用
纳米材 料这一概 念形成以后 ， 世 界各 国对这 种材 料给 予极大关注 。 它 所 酸 钙乳液 ， 则可制得 国内市场 短缺 的高性能 专用塑料树 脂。 如太原化 工 具 有 的独特的物 理和化 学性 质， 使 人们意识 到它的发展可能 给物理 、 化 股份有 限公司与杭 州华纳 公司合 作 ， 开发的 纳米碳 酸钙微 乳液 ， 已经成 学、 材 料、 生物 、 医药 等学科 的研 究带 来新的 机遇 。 纳米 材料 的应用 前 功用 于太化 股份 氯碱 分公司Ｐ Ｖ Ｃ 装置 ， 所生 产的Ｐ Ｖ Ｃ 树脂 受到 国内外
科技专论
纳米材料在塑料和化工生产中的应用
刘晓华 省 塑料工业科学研究所
纳米 材料 广义上是 三维 空 间中至少有一维 处于 纳米尺 度范 围或 者 配件 。 但如果 在塑料树 脂中添加 一定 比例的纳米碳 酸钙及其他 助剂 ， 对 由该 尺度 范围的物 质为基本 结 构单元 所构成 的材 料 的总称 。 由于纳 米 树 脂进行改性 ， 所 制得的产品耐 热性 、 抗老化性 和抗 冲强度 均可明显增
一
．
传 统 的对 塑料增韧 的 方法是 在基 体 中加 入橡 胶类 物质 ， 该 法虽 然使材 料 的韧 性 大幅 度提 高， 但 同时也使 材料 的强 度及加 工性能 等大 幅度下 降。 气相法 白炭 黑增韧 塑料的增 韧原理 是无机 刚性粒子增韧 ， 它被添加 到 塑料中后 ， 可 以在不削弱材 料刚性 的前 提下提高 材料 的韧性 ， 甚至还 能 提高材料 的刚性 。
纳 米材 料 在塑 料 生 产 中的应 用 １ 在涂料方面 的应 用 １ 二氧化硅在热 塑性 塑料 中的应用 纳 米材 料 由于其表 面和结 构 的特殊 性 ， 具 有一 般材 料难以 获得 的 热 塑性 塑料是指 在特定 温度范 围内能反复加 热软化 和冷 却硬化 的 优异 性能 ， 显示 出强大 的生命 力。 表面涂 层技术也是 当今世界 关注的热 塑 料， 如聚乙烯 、 聚丙烯 等。 热塑性 塑料应 用广泛 ， 往往 通过 添加 无机 点 。 纳米 材 料为表 面涂 层提 供了良好 的机 遇 ， 使得材 料 的功 能化 具 有 颗 粒降 低 塑料 制 品的成 本 ， 同时还 可以 将颗 粒超微 细 技术 和表 面改性 极大 的可能 。 借助 于传统 的涂 层技 术 ， 添加 纳米材 料 ， 可获 得纳 米复合 技 术应用到塑料 中， 对通用塑料还能 起到增强增韧 性和功 能化 的作用。 体系涂 层， 实现 功能 的飞跃 ， 使 得传统 涂层功能 改性 。 在 汽车 的装饰喷
基于纳米材料的新型催化剂在化学工程中的应用
基于纳米材料的新型催化剂在化学工程中的应用摘要：本文主要探讨了基于纳米材料的新型催化剂在化学工程中的应用。
随着科技的不断进步，纳米材料因其独特的物理和化学性质，在许多领域展现出了巨大的应用潜力。
在化学工程领域，新型催化剂的应用对于提高反应效率和产物质量具有重要意义。
本文对纳米材料作为催化剂的特性、制备方法及其在化学工程中的应用进行了综述，并指出了目前研究的不足和未来可能的研究方向。
关键词：纳米材料、催化剂、化学工程、应用、制备方法引言：随着社会的不断发展和进步，人类对能源和化学品的需求不断增加。
化学工程作为解决这一问题的重要领域，对于提高生产效率和降低成本具有重要作用。
而催化剂作为化学工程中的重要组成部分，对于提高反应效率和产物质量具有关键作用。
近年来，基于纳米材料的新型催化剂因其独特的性质和广泛的应用前景而备受关注。
本文将对纳米材料催化剂的特性、制备方法及其在化学工程中的应用进行综述。
1纳米材料催化剂的特性：纳米材料因其尺寸效应和表面效应等特殊性质，具有许多优异的物理和化学性能。
在催化剂领域，纳米材料的以下特性使其具有广泛的应用前景：高比表面积：纳米材料因其极端的微小尺寸，使得其比表面积相对较大。
这种特性使得纳米材料在催化反应中能够提供更多的活性位点。
这些活性位点可以促进反应的进行，提高催化活性。
因此，纳米材料在许多催化反应中都展现出了优异的性能。
2良好的导电性和导热性纳米材料具有高导电性和导热性，表面原子数量多，比表面积大。
应用领域包括能源、环保、医疗、信息技术，如高效能电池和太阳能电池、污水处理和空气净化、药物输送和疾病诊断、高速和低功耗的集成电路和晶体管。
纳米材料具有良好的导电性和导热性，增强反应效率，应用前景广泛，具有重要的研究价值。
表面效应：纳米材料的表面效应使得其具有卓越的吸附性能，能够高效地吸附反应物和产物。
这种优越的吸附性能是由于纳米材料的超小尺寸，使其表面原子数大幅增加，从而增强了催化效果。
纳米材料在化学反应中的应用
纳米材料在化学反应中的应用在当今科技飞速发展的时代，纳米材料正逐渐成为科学界的一颗璀璨明星。
它们以其独特的物理和化学性质，在众多领域展现出了巨大的应用潜力，尤其是在化学反应领域。
纳米材料之所以在化学反应中备受关注，首先要归因于其极小的尺寸。
当材料达到纳米尺度时，表面积与体积之比显著增大。
这意味着更多的原子或分子位于材料的表面，从而赋予了纳米材料极高的表面活性。
例如，纳米级的金属颗粒，如铂、钯等，在催化反应中表现出了卓越的性能。
传统的大块金属催化剂，由于其表面原子所占比例较小，催化效率往往有限。
而纳米级的金属颗粒，表面原子成为了主导，能够与反应物更充分地接触和相互作用，极大地提高了反应的速率和选择性。
以汽车尾气净化为例，使用纳米级的催化剂可以更有效地将有害气体如一氧化碳、氮氧化物等转化为无害物质。
这不仅有助于减少环境污染，还能提高能源的利用效率。
在工业生产中，纳米催化剂也被广泛应用于石油化工、制药等领域，加速各种化学反应的进行，降低生产成本，提高产品质量。
除了表面活性的增强，纳米材料的量子尺寸效应也为化学反应带来了新的机遇。
当颗粒尺寸减小到纳米级别时，电子的能态会发生离散化，导致能隙变宽或变窄。
这种量子尺寸效应使得纳米材料的光学、电学和磁学性质发生显著变化。
例如，纳米半导体材料的带隙可以通过控制颗粒大小进行调节，从而实现对光吸收和发射波长的精确控制。
这在光催化反应中具有重要意义，通过选择合适尺寸的纳米半导体材料，可以使其吸收特定波长的光，激发电子跃迁，产生具有强氧化性或还原性的物种，促进化学反应的进行。
此外，纳米材料的介孔结构也为化学反应提供了有利的环境。
介孔材料具有规则排列的纳米级孔道，这些孔道可以作为反应物和产物的传输通道，同时也为反应提供了限域空间。
在有机合成反应中，将催化剂负载在介孔材料上，可以提高催化剂的稳定性和重复使用性。
反应物在孔道内的扩散限制较小，有利于反应的快速进行，并且可以有效地抑制副反应的发生，提高反应的选择性。
化工领域的新材料研究与应用
化工领域的新材料研究与应用在新世纪的发展中，化工领域的新材料研究成为了推动我国经济社会发展的关键因素。
新材料在化工领域的应用不仅可以提高产品的性能，还可以降低生产成本，提高生产效率，为我国化工产业的可持续发展提供强有力的支持。
本文将重点分析几种化工领域的新材料研究与应用。
1. 高性能复合材料高性能复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。
在化工领域，高性能复合材料具有广泛的应用前景。
例如，在石油化工领域，高性能复合材料可以用于制造耐腐蚀、耐高温、耐磨损的设备零部件；在航空航天领域，高性能复合材料可以用于制造飞机、航天器的结构件，提高飞行器的性能。
2. 纳米材料纳米材料是指至少有一个维度在纳米尺度（1-100纳米）范围内的材料。
纳米材料具有独特的物理、化学性能，如高比表面积、优异的催化性能、良好的电磁性能等。
在化工领域，纳米材料的应用可以提高产品的性能和质量，减少生产成本。
例如，纳米催化剂可以提高化学反应的速率和选择性，降低能耗；纳米材料可以用于制备高性能的化工产品，如高性能塑料、橡胶、涂料等。
3. 生物可降解材料生物可降解材料是指在自然环境中，通过微生物的作用，可以分解为无毒、无害的小分子物质的材料。
随着全球环保意识的提高，生物可降解材料在化工领域的应用越来越受到关注。
例如，在塑料领域，生物可降解塑料可以减少白色污染，解决塑料废弃物对环境的影响；在纤维领域，生物可降解纤维可以替代传统的合成纤维，减少对环境的负担。
4. 能源材料能源材料是指在能源的开发、转化、存储和利用过程中发挥关键作用的材料。
在化工领域，能源材料的研究与应用对于提高能源利用效率、减少能源污染具有重要意义。
例如，在电池领域，新型能源材料可以提高电池的性能，延长电池的使用寿命，降低电池的成本；在燃料 cells领域，能源材料可以提高燃料 cells的功率和稳定性，推动氢能等清洁能源的发展。
化工行业新材料在化工生产中的应用
化工行业新材料在化工生产中的应用随着科技的不断进步和化工行业的发展，新材料在化工生产中的应用越来越广泛。
新材料的引入不仅提高了化工产品的性能和质量，还改善了生产过程的效率和环保性。
本文将着重探讨几种新材料在化工行业中的应用及其带来的好处。
1. 高分子材料高分子材料是指由高分子化合物组成的材料，如塑料、橡胶等。
它们具有优异的物理性能，可在化工行业中广泛应用于管道、容器、密封件等领域。
相比传统材料，高分子材料更具耐腐蚀、耐磨损和抗拉强度等特点，能够有效延长设备的使用寿命，降低维护成本。
2. 纳米材料纳米材料是指具有纳米尺度的物质，如纳米颗粒、纳米纤维等。
由于其特殊的表面效应和量子尺寸效应，纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质。
在化工生产中，纳米材料可用于催化剂、吸附材料、涂料等方面。
以纳米催化剂为例，它能够提高反应速率和选择性，降低反应温度和能耗，从而提高生产效率和降低污染物排放。
3. 多孔材料多孔材料拥有较大的孔隙结构，如多孔陶瓷、多孔金属等。
这些材料具有高度可调的比表面积和较大的内部通道，有利于催化剂的固定和离子的传输。
在化工行业中，多孔材料可用于催化剂载体、分离膜等方面。
借助其大量的孔隙结构，多孔材料能够提高催化反应和分离过程的效率，并减少能源消耗和废物产生。
4. 光电材料光电材料是指具有光电性能的材料，如光催化材料、光电导材料等。
在化工生产中，光电材料可以利用光能来驱动化学反应和分离过程，实现环境友好型的化工生产。
光催化材料可用于废水处理、有机废气净化等方面，通过光生态反应的方式，高效降解有机污染物，并释放无害物质。
5. 膜分离材料膜分离材料是指具有特殊结构和功能的膜材料，如反渗透膜、超滤膜等。
膜分离技术是一种高效、节能的分离技术，在化工行业中得到了广泛应用。
膜分离材料可用于液体分离、气体分离、溶剂回收等方面，具有高效、经济、节能和环保的优势。
综上所述，化工行业新材料的应用为化工生产带来了诸多好处。
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纳米材料在化学化工领域的应用
姓名王楠
学号************
专业年级高分子材料与工程2011级
2014年5月
前言
纳米材料是指在纳米量级（1～100 nm）内调控物质结构制成具有特异功能的新材料，其三围尺寸中至少有一维小于100 nm，且性质不同于一般的块体材料。
其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，在电子、能源、生物、材料、航空航天、化学化工等领域都发挥了巨大作用，对人类和社会也产生了重大的影响。
纳米材料的应用前景十分广阔，在化学化工中的应用，主要是新型催化剂、材料防腐、环保领域等，对整个社会和人类的发展起到了巨大的推动作用。
1.纳米材料在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应速度和反应效率，节省了资源，使经济效益提高，并且降低了环境污染。
1.1光催化反应
纳米粒子作光催化剂具有粒径小、粒子达到表面数量多、光催化效率高、纳米粒子分散在介质中具有透明性、容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移，以及纳米粒子光催化剂易受氧化还原的影响等特点。
采用TiO₂进行苯酚的光催化分解，当颗粒尺寸小于16nm时会出现明显的量子尺寸效应，其UV吸收明显蓝移，催化活性也有明显提高。
将纳米TiO₂涂在高速公路照明设备的玻璃罩表面上，由于光催化活性高，可以分解表面的油污，从而使表面保持良好的透光性。
1.2氢催化反应
在纳米碳管上负载铑膦配合物作为丙烯加氢甲酰化催化剂，可得到高的丙烯转化活性及高的丁醛选择性，这可能是与碳纳米管的纳米内腔的空间立体选择性及由碳六元环构成的憎水性表面相关引起的。
采用尺寸为5nm的纳米钯负载于TiO₂上进行己烯催化加氢反应，在常温常压下就可100% 的转化为己烷，而用普通的钯催化剂在同等条件下只能得到29.17% 的己烷、21.16% 的己烯异构体和48.17% 的1-己烯。
1.3其他催化反应中纳米材料的应用
在火箭发射用固体燃料推进剂中，添加约 1 wt% 的超细铝或镍颗粒，每克燃烧的燃烧热可增加一倍。
将比表面为180㎡/g的碳纳米管直接应用于NOx的催化还原，在573K时可获得8% 的NO转化率，当温度升至873K时可得到100% 的NO转化率。
2.纳米材料作为增强、增韧和抗腐用的纳米塑料
纳米塑料是指金属、非金属和有机填充物以纳米尺寸分散于树脂基体中形成的树脂基纳米复合材料。
在树脂基纳米复合材料中，加入的填料分散相为纳米材料，其尺寸至少在一维方向上小于100nm。
分散相的纳米尺寸效应、表面效应和强界面结合，使纳米塑料具有一般工程塑料所不具备的优异性能。
例如：高强度、抗静电性和防辐射等。
3.纳米材料在材料表面防腐及功能化中的应用
借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，使得传统涂层功能改性。
在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等。
采用纳米二氧化锡、二氧化钛、三氧化二铬等与树脂复合可作为静电屏蔽的涂层，用纳米钛酸钡可制成高介电绝缘涂层，用纳米四氧化三铁可作为磁性涂层带，可以依据纳米材料的特性设计出各种涂层，如紫外线反射涂层、各种屏蔽的红外线吸收涂层等。
3.1防护涂层
腐蚀现象广泛地存在于金属材料中，而老化现象对非金属材料的破坏十分明显。
各类新型、高性能防护涂层起到防止金属材料腐蚀和延缓复合材料老化的作用，从而保证构件的安全和延长使用寿命。
（1）金属和合金的纳米涂层材料金属和合金的纳米涂层材料通常采用电解、还原和喷雾的方法，生成金属或合金纳米粉，然后根据需要作为单独的金属（或合金）涂层、金属复合涂层或金属基复合涂层。
（2）陶瓷材料纳米涂层无机非金属材料和陶瓷材料的纳米涂层是纳米涂层材料的主要部分，它兼顾金属、非金属和复合材料的优势，大量用于耐高温、抗腐蚀、抗氧化、耐磨、高强度、电绝缘等关键部位。
无机非金属纳米涂层主要包括氧化物涂层、非氧化物涂层及金属陶瓷复合涂层3类。
（3）塑料与高分子纳米复合涂层材料将与涂料有较好亲和性的有机高分子纳米或超微米微粒复合，既可增强涂料的结合强度，又可提高涂料的抗腐蚀能力。
3.2纳米光学涂层
（1）纳米光学涂层纳米材料涂层具有一定的光学性能。
它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。
纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光，可用作多种光学器件。
改变纳米涂层的组成和特性，得到光致变色、温致变色和电致变色等效应，产生特殊的防伪和识别手段。
这些不同于常规块体材料的特殊光学性能，与纳米颗粒的小尺寸效应息息相关。
（2）纳米红外涂层纳米微粒用于红外反射材料上主要制成薄膜和多层膜来使用。
红外吸收材料在日常生活和国防上都有重要的应用前景。
一般地说，人体释放的红外波段长大致在4~6mm的中红外频段，如果不对这个频段的红外线进行屏蔽，就很容易被探测器发现，影响人身安全。
纳米氧化铝、纳米氧化钛、纳米氧化硅和纳米氧化铁的复合粉对中红外频段有很强的吸收。
纳米添加的纤维对人体红外线有强吸收作用，既可以增加保暖效果，又可以减轻衣服质量。
（3）纳米紫外线防护涂层纳米微粒的量子尺寸效应使它对某种波长的光吸收带有蓝移现象，同时，纳米微粒分体对各种波长光的吸收带有宽化现象。
研究发现，纳米氧化铝粉体对250nm以下的紫外光有很强的吸收能力，可用于提高日光灯管使用寿命。
还可用纳米微粒与树脂结合用于紫外线吸收，如防晒霜、化妆品中普遍加入纳米微粒用于吸收大气中对人体有害的300～400nm波段的紫外线。
4.纳米材料在环保领域中的应用
4.1纳米微粒光催化原理
对空气和水污染治理的关键在于污染物的降解过程本身也应该是环保的。
如
今，光催化研究领域的重点发展方向就是空气净化和废水处理技术。
半导体光催化自发现以来一直受到人们的重视，原因在于这种效应在环保、水质处理、有机物降解、失效农药降解等方面有重要的应用。
纳米微粒作为光催化剂，具有粒径小、比表面积大、光催化效率高化学反应活性高等特点。
4.2纳米材料在空气净化中的应用
纳米材料之所以在处理空气污染方面有广阔的应用前景，是因为其具有较小的颗粒尺寸，而且纳米微粒表面形态随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，从而起到以下三个方面的作用：
（1）提高反应速度，增加反应率；
（2）决定反应路径，良好的选择；
（3）降低反应温度。
纳米材料和纳米技术的应用能够从以下两个方面降低大气污染：（1）纳米材料应用于汽车尾气的超标报警器及净化器上，减少有毒气体的排放；
（2）纳米材料应用于石油提炼工业中的脱硫工艺。
4.3纳米材料在污水处理中的应用
污水治理就是将污水中通常含有的有毒有害物质、悬浮物、泥沙、铁锈、异味污染物、细菌病毒等物质从水中去除。
纳米技术可以将污水中的贵金属如金、钌、钯和铂等完全提炼出来，变害为宝。
无论是有机还是无机污染物，通过纳米微粒的光催化作用分别可以完全矿物化或氧化成无害的最终化合物。
总结
纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。
纳米技术研究的最终目的都是要实现材料应用化，改善人类的环境与生活，所以纳米材料纳米技术所有研究研究方向的归结处。
纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。
正像美国科学家估计的，“这种人们肉眼看不见的
极微小的物质很可能给各个领域带来一场革命”。
纳米材料和纳米结构的应用将对调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品及形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量，提供新的机遇。
参考文献
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