浅谈纳米材料在化工生产中的应用
纳米材料在化学化工领域的应用
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。
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。
纳米材料在化工生产中的应用 2
纳米材料在化工生产中的应用 2纳米材料在化工生产中的应用 2纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。
其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。
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。
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、介绍纳米材料是指在尺寸范围在1到100纳米之间的材料。
由于纳米材料具有独特的物理、化学和生物性能，因此在化工领域中有广泛的应用。
本文将重点探讨纳米材料在化工领域中的应用领域和相关技术发展。
二、纳米催化剂纳米催化剂是一种应用广泛的纳米材料，在化工领域中有着重要的应用。
纳米尺寸的催化剂相较于传统催化剂具有更高的比表面积和更优异的催化活性。
纳米催化剂可以用于环境保护、能源转化、有机合成等多个方面。
以下是纳米催化剂的一些具体应用：1. VOCs去除挥发性有机化合物（VOCs）是造成空气污染和健康问题的主要原因之一。
纳米催化剂在VOCs去除方面具有出色的性能。
例如，纳米氧化锆催化剂可以高效降解有机废气中的甲醛和苯乙烯。
2. 废水处理纳米催化剂在废水处理中的应用越来越受重视。
纳米催化剂可以降解废水中的有机污染物，如染料、农药等，并将其转化为无害的物质。
纳米金属氧化物催化剂在废水处理中有着广泛的应用。
3. 有机合成纳米催化剂在有机合成反应中起到催化作用，可以提高反应速率和选择性。
例如，纳米金催化剂可以催化炔烃的氢化反应，实现高效合成烯烃。
三、纳米涂料纳米涂料是一种应用广泛的纳米材料，具有优异的性能和多种应用领域。
以下是纳米涂料的主要应用：1. 防腐蚀涂料纳米涂料在防腐蚀领域中的应用越来越广泛。
纳米涂料中的纳米颗粒可以填补涂料中的微观孔隙，形成致密的涂层，阻止氧气、水和化学物质的渗透，从而有效防止金属腐蚀。
2. 自清洁涂料纳米涂料中的纳米颗粒具有超疏水和超疏油的表面性质，可以使涂层具有自清洁功能。
纳米涂料可以在外界环境的作用下自动清理表面污染物，保持涂层的光洁度和透明度。
3. 防紫外线涂料纳米涂料中的纳米颗粒可以吸收或散射入射的紫外线，从而起到保护基材的作用。
纳米涂料可以用于汽车漆面和建筑物外墙等领域，有效延长使用寿命。
四、纳米材料在电池领域中的应用纳米材料在电池领域中具有重要的应用，可以改善电池的性能和循环稳定性。
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。
化工行业的新材料与环保技术
化工行业的新材料与环保技术近年来，随着社会对环境保护意识的不断提高，化工行业也面临着更高的环保要求。
为了减少对环境的污染，化工企业开始积极研发和应用新材料与环保技术。
本文将从多个方面探讨化工行业的新材料和环保技术，并分析其对环境保护的影响。
一、新材料在化工行业的应用1. 高分子材料高分子材料作为一类重要的新材料，在化工行业具有广泛的应用。
例如，聚合物材料在油漆涂料、塑料制品等方面有着广泛的用途。
聚酯纤维、聚氨酯等高分子材料的应用，不仅提高了产品的性能，还减少了对环境的污染。
2. 纳米材料纳米材料是一种具有极小尺寸的新材料，其特殊的物理化学性质使其在化工行业中具有潜在应用。
例如，纳米颗粒可以用于催化剂的制备，提高反应速率和选择性。
此外，纳米材料还可以应用于环境监测和污染治理领域，通过纳米材料的应用，可以更高效地去除有害物质。
3. 生物降解材料生物降解材料是一种能够在自然条件下被微生物降解的新材料，其应用对环境保护至关重要。
例如，可生物降解的塑料可以替代传统塑料，减少对环境的污染。
此外，生物降解材料还可以应用于土壤修复和废水处理等领域，发挥着重要的环保作用。
二、环保技术在化工行业的发展1. 废气治理技术化工生产中会产生大量的废气，其中包含有害物质和温室气体。
为了减少废气对环境的污染，化工企业积极研发和应用废气治理技术。
例如，采用吸附、催化等方法处理废气，以减少废气中的有害物质和温室气体的排放。
2. 废水处理技术化工生产过程中产生的废水含有大量的有机物和重金属，对环境造成了严重威胁。
为了实现废水的高效处理，化工企业积极探索和应用各种废水处理技术。
例如，生物处理、化学沉淀、膜分离等技术可以有效地去除废水中的有机物和重金属，减少对水资源的污染。
3. 环保监测技术环保监测技术是化工行业实施环境保护的重要手段。
通过对大气、水体、土壤等环境参数的实时监测，可以掌握环境质量的变化趋势，及时采取相应措施防止环境污染。
纳米材料的特性及其在化工生产中的应用
纳米材料的特性及其在化工生产中的应用论文导读：纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）由表面（界面）结构组元构成，是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，粒径介于原子团簇与常规粉体之间，一般不超过100nm，而且界面组元中含有相当量的不饱和配位键、端键及悬键。
其特殊的结构层次使它在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。
近年来，纳米材料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。
关键词：纳米材料,化工,应用1前言纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）由表面（界面）结构组元构成，是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，粒径介于原子团簇与常规粉体之间，一般不超过100nm，而且界面组元中含有相当量的不饱和配位键、端键及悬键。
其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。
其特殊的结构层次使它在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。
近年来，纳米材料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。
2纳米材料特性2.1具有很强的表面活性纳米超微颗粒很高的“比表面积”决定了其表面具有很高的活性。
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在空气中，纳米金属颗粒会迅速氧化而燃烧。
利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂、贮气材料和低熔点材料。
将纳米微粒用做催化剂，将使纳米材料大显身手。
如超细硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂；超细银粉可以成为乙烯氧化的催化剂；超细的镍粉、银粉的轻烧结效率，超细微颗粒的轻烧结体可以生成微孔过滤器，作为吸咐氢气等气体的储藏材料，还可作为陶瓷的着色剂，用于工艺品的美术图案中。
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2.2具有特殊的光学性质所有的金属在超微颗粒状态时都呈现为黑色。
尺寸越小，颜色越黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。
由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米厚度的膜就能起到完全消光的作用。
利用这个特性可以制造高效率的光热、光电转换材料，以很高的效率将太阳能转变为热能、电能。
浅谈纳米材料在化工生产中的应用
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
新材 料与新技术
Ｎｅｗ Ｍ ａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
第４２卷 第１期
２０１６年 １月
浅谈纳米材料在 化工生产 中的应用
葛林 慧 ‘ （安康职业技 术学 院，陕西安康 ７２５０００）
原子在 外部变 形条件 下容 易迁移 ，因此表现 出 良好 的韧性 和 ４ 纳米 技术在 防护材 料中的应 用
延展性，从而使纳米陶瓷材料具有新颖的力学性能。研 究表 明，
通常在复合添加炭黑等改善材料 的防水性能 ，但这种耐腐
人们 的牙齿 具有很 高的强度 ，因为它 是 由磷 酸钙纳 米材料 组 蚀性和耐候性差 ，易老化，开发具有 高强度 、耐腐蚀、抗老化
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ：ｌｌａｎｏ—ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔ ｉｏｎ
纳米材料 也称 为超细 颗粒或 超细粉 体 ，是 指在 同一个 簇 以达到储存 的太阳 能，节 约能源的 目的。在建材产 品如玻璃、
中的宏观 物体 的交界 处，一块 材料 ，但 也非 单原子 。纳米材 涂料等 添加合 适 的纳 米材料 ，可 以达 到减少光 的传输 和传热
轻 烧结体 超细颗 粒可 以产生微 孔过滤 器，用 于存储氢 气 的吸 将带来新的技术革命，也将 促进 复合材料 的开发与应用 。
附材 料，用于 在工艺美术 图案的陶瓷色料 。
３ 纳米材料在化 工涂料领域的应用
１．２ 具 有 特殊 的光 学性质
纳米 材料 具有典 型的表 面和结 构特性 ，因此它 具有很 多
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浅谈纳米材料在化工生产中的应用
发表时间：2009-04-07T10:47:58.483Z 来源：《科海故事博览•科教创新》2009年第2期供稿作者：任雪松[导读] 纳米材料的应用前景十分广阔。
摘要：本文从纳米材料在催化方面、涂料方面、其它精细化工方面和医药方面的应用等几个方面探讨了其在化工生产中的应用。
关键词：纳米技术化工生产催化应用
有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。
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。
一、纳米材料在工程上的应用
纳米材料的小尺寸效应使得通常在高温下才能烧结的材料如 Si C, BC等在纳米尺度下在较低的温度下即可烧结 ,另一方面 ,纳米材料作为烧结过程中的活性添加剂使用也可降低烧结温度 ,缩短烧结时间。
由于纳米粒子的尺寸效应和表面效应 ,使得纳米复相材料的熔点和相转变温度下降 ,在较低的温度下即可得到烧结性能良好的复相材料。
由纳米颗粒构成的纳米陶瓷在低温下出现良好的延展性。
纳米 Ti O2 陶瓷在室温下具有良好的韧性 ,在 1 80°C下经受弯曲而不产生裂纹。
纳米复合陶瓷具有良好的室温和高温力学性能 ,在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等方面具有广泛的应用 ,在许多超高温、强腐蚀等许多苛刻的环境下起着其它材料无法取代的作用。
随着陶瓷多层结构在微电子器件的包封、电容器、传感器等方面的应用 ,利用纳米材料的优异性能来制作高性能电子陶瓷材料也成为一大热点。
有人预计纳米陶瓷很可能发展成为跨世纪新材料 ,使陶瓷材料的研究出现一个新的飞跃。
纳米颗粒添加到玻璃中 ,可以明显改善玻璃的脆性。
无机纳米颗粒具有很好的流动性 ,可以用来制备在某些特殊场合下使用的固体润滑剂。
二、纳米材料在涂料方面的应用
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，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。
涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。
结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。
结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。
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，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。
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、节约能源的目的。
在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，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、二氧化钛和氧化锌等。
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作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，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TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，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SiO2是一种抗紫外线辐射材料。
在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。
纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
三、纳米材料在催化方面的应用
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。
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。
纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。
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革。
四、纳米陶瓷材料增韧改性
陶瓷材料作为材料的三大支柱之一 ,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。
但是 ,由于传统陶瓷材料质地较脆 ,韧性、强度较差 ,因而使其应用受到了较大的限制。
随着纳米技术的广泛应用 ,纳米陶瓷随之产生 ,希望以此来克服陶瓷材料的脆性 ,使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性。
英国著名材料专家 Cahn指出纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。
所谓纳米陶瓷 ,是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料 ,也就是说晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上。
要制备纳米陶瓷 ,这就需要解决 :粉体尺寸、形貌和分布的控制 ,团聚体的控制和分散 ,块体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制。
Gleiter指出 ,如果多晶陶瓷是由大小为几个纳米的晶粒组成 ,则能够在低温下变为延性的 ,能够发生 100%的塑性形变。
并且发现 ,纳米 Ti O2陶瓷材料在室温下具有优良的韧性 , 在180℃经受弯曲而不产生裂纹。
许多专家认为 ,如能解决单相纳米陶瓷的烧结过程中抑制晶粒长大的技术问题 ,从而控制陶瓷晶粒尺寸在 50nm以下的纳米陶瓷 ,则它将具有的高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工等传统陶瓷无与伦比的优点。
上海硅酸盐研究所研究发现 ,纳米 3Y-TZP陶瓷 ( 100nm左右 )在经室温循环拉伸试验后 ,其样品的断口区域发生了局部超塑性形变 ,形变量高达38 0% ,并从断口侧面观察到了大量通常出现在金属断口的滑移线。
Tatsuki等人对制得的 Al2O3-Si C纳米复相陶瓷进行拉伸蠕变实验 ,结果发现伴随晶界的滑移 , Al2O3晶界处的纳米 Si C粒子发生旋转并嵌入Al2O3晶粒之中 ,从而增强了晶界滑动的阻力 ,也即提高了Al2O3-Si C纳米复相陶瓷的蠕变能力。