纳米粉体的应用前景
纳米材料应用
论纳米材料的应用及前景前言 :纳米知识介绍1纳米纳米（Nanometer），是一种长度单位，即1米的十亿分之一，单位符号为 nm。
2纳米技术纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术，是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。
其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子，制造出具有特定功能的产品。
纳米技术的发展大致可以划分为3个阶段：第一阶段(1990年即在召开“Nano 1”以前)主要是在实验室探索各种纳米粉体的制备手段，合成纳米块体(包括薄膜)，研究评估表征的方法，探索纳米材料的特殊性能。
研究对象一般局限于纳米晶或纳米相材料。
第二阶段 (1990年～1994年)人们关注的热点是设计纳米复合材料：•纳米微粒与纳米微粒复合(0-0复合)，•纳米微粒与常规块体复合(0-3复合)，•纳米复合薄膜(0-2复合)。
第三阶段(从1994年至今)纳米组装体系研究。
它的基本内涵是以纳米颗粒以及纳米丝、管等为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系的研究。
纳米材料的应用1，工程材料的强化与改性（1）纳米陶瓷的增韧纳米陶瓷是指在显微结构中物相结构具有纳米级尺度的陶瓷材料。
纳米材料因为粒径小、熔点低及相变温度低等特点，添加纳米颗粒使常规陶瓷综合性能得到改善。
纳米陶瓷具有优良的高温和室温力学性能，抗弯强度，断裂韧度均有显著提高。
故在低温低压下就可以作为原料制备质地致密、性能优异的纳米陶瓷，它具有坚硬、耐磨、耐高温和耐腐蚀的性能。
（2）为发展新型纳米陶瓷奠定基础纳米陶瓷的体积效应使得通常在高温烧结的材料在较低温度下就可以获得高密度烧结体。
此外由于纳米材料微粒粒径小、比表面大，具有烧结温度低、流动性好、扩散速率高及烧结收缩大等特性，使得又可以将其作为烧结过程中的活化剂使用，可降低烧结温度、缩短烧结时间和加快致密化速度，从而加速烧结过程。
纳米三氧化二铝粉体的制备与应用进展
2011年6月北京化工大学北方学院JUN.2011北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY2008级纳米材料课程论文题目: 纳米三氧化二铝的制备与应用进展学院：理工学院专业：应用化学班级：学号：姓名：指导教师:2011年6月6日文献综述前言纳米材料一般是指在一维尺度小于100nm，并且具有常规材料和常规微细粉末材料所不具有的多种反常特性的一类材料。
作为纳米材料的一种，Al2O3拥有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一切特殊性质，所以具备特殊的光电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象、在高温下仍具有的高强度、高韧、稳定性好等奇异特性，从而使Al2O3近年来备受关注研究并且在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等领域有广阔的应用前景[1]。
近年来从用途大体可以把氧化铝分为两类：第一类是用作电解铝生产的冶金氧化铝，随着氧化铝材料的广泛应用该类氧化铝占产量的大多数；第二类为非冶金氧化铝，主要包括非冶金用的氢氧化铝和氧化铝，也是通常所说的特种氧化铝，因其作用不同而与冶金氧化铝有较大的区别，主要表现在纯度、化学成分、形貌、形态等方面。
由于粒径细小，纳米氧化铝可用来制作人造宝石、分析试剂以及纳米级催化剂和载体，用于发光材料可较大的提高其发光强度，对陶瓷、橡胶增韧，要比普通氧化铝高出数倍，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳等。
纳米氧化铝已用于YGA激光器的主要部件和集成电路基板，并用在涂料中来提高耐磨性[2]。
随着人们对自身健康的关注和环保意识的增强，绿色化学理念正在材料制备与应用领域备受关注[3]。
第一章纳米Al2O3的一般物理化学特性Al2O3在地壳中含量非常丰富的一种氧化物。
Al2O3有许多同质异晶体，根据研究报道的变种有10多种，主要有3种：α-Al2O3 、β-Al2O3 、γ-Al2O3其中α-Al2O3是最稳定的一种无色晶体粉末，具有比表面大、熔点高、热稳定性极好、硬度高、吸水率极好、电绝缘性能好和耐酸碱腐蚀等许多优点，所以此类粉体广泛应用于各种氧化铝陶瓷的制备[4]；γ-Al2O3是在400℃到800℃内由水合氧化铝脱水形成，不溶于水，能溶于酸或碱，强热至1273K，经一定保温时间能转变为α-Al2O3[2]；热处理工艺参数对三氧化铝粒子颗粒特性的影响由强到弱：煅烧温度、水合氧化铝在300℃分解温度点的保温时间、在煅烧温度点的保温时间；通过控制其热处理工艺参数，可获得尺寸范围大小均匀、分散性好的球形γ-Al2O3[5]；γ-Al2O3具有强的吸附能力和催化活性，所以其一般又叫活性氧化铝，它属于立方面心紧密堆积构型，四角晶系，与尖晶石结构十分相似。
纳米粉体的分散课件
在塑料中的应用
总结词
改善塑料的力学性能和加工性能
详细描述
纳米粉体可以提高塑料的强度、韧性、耐热性和阻隔性能，改善塑料的加工流 动性和加工成型性，提高生产效率和产品质量。
在陶瓷中的应用
总结词
提高陶瓷的力学性能和热性能
详细描述
纳米粉体可以用于制备高性能陶瓷复合材料，提高陶瓷的硬度和强度，改善陶瓷的抗热震性能和高温性能。
分散工艺的优化问题
总结词
纳米粉体分散工艺需要不断优化，以提 高分散效率和分散稳定性。
VS
详细描述
纳米粉体的分散工艺涉及到多个因素，如 搅拌速度、时间、温度、粉体粒度等。为 了获得更好的分散效果，需要不断优化这 些工艺参数，以提高纳米粉体的分散效率 和稳定性。此外，还需要研究和开发新的 分散技术和设备，以适应不同类型和性质 的纳米粉体。
表面活性
纳米粉体的表面原子比例较高， 表面活性较强，容易与其他物质 发生反应或吸附。
纳米粉体的应用领域
医药领域
纳米粉体可用于药物载体、药 物控释、生物成像等。
化妆品领域
纳米粉体可用于美白、防晒、 抗衰老等产品中，提高产品效 果和安全性。
环保领域
纳米粉体可用于水处理、空气 净化、重金属离子吸附等。
能源领域
纳米粉体可用于电池、燃料电 池、太阳能电池等能源器件中 ，提高能源利用效率和性能。
2023
PART 02
纳米粉体的分散技术
REPORTING
分散剂的种类与选择
天然高分子分散剂
如淀粉、纤维素等，具有良好的生物 相容性和环保性，适用于食品和化妆 品等领域。
合成高分子分散剂
如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等， 具有较高的分散效率和稳定性，适用 于涂料、油墨和塑料等领域。
纳米材料及其技术应用前景
5.3
纳米技术在生物工程上的应用
科学家设法用显微操作技术移动果蝇染色体的基因， 结果培育出了比正常果蝇多长了一个胸脯和翅膀的果蝇， 科学家已经可以通过基因操作把果蝇的眼睛搬到不该有眼 的地方，把翅膀搬到不该长翅膀的地方。 分子是保持物质化学性质不变的最小单位。生物分子是 很好的信息处理材料，每一个生物大分子本身就是一个微 型处理器，分子在运动过程中以可预测方式进行状态变化， 其原理类似于计算机的逻辑开关，利用该特性并结合纳米 技术，可以此来设计量子计算机。虽然分子计算机目前只 是处于理想阶段，但科学家已经考虑应用几种生物分子制 造计算机的组件，其中细菌视紫红质最具前景。该生物材 料具有特异的热、光、化学物理特性和很好的稳定性，并 且，其奇特的光学循环特性可用于储存信息，从而起到代 替当今计算机信息处理和信息存储的作用。 27
操作简单、易引进杂质，难制得 粒径小纳米粒子
粒子纯度高，分散性好，晶形好， 且大小可控。 粒子纯度高，粒度小，粒度分布 窄。 粒子的粒径小，分散性好，但操 作的要求高。 粒子的单分散性好，但粒径较大， 粒径的控制也较困难。23
化 学 方 法
水热合成法
溶胶凝胶 法 溶剂蒸发 法 微乳液法
五、纳米材料的应用热点
25
5. 2
纳米技术在微电子学上的应用
纳米电子学是纳米技术的重要组成部分，目前，利用纳米电 子学已经研制成功各种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、 蓝三基色可调谐的纳米发光二极管以及利用纳米丝、纳米棒 制成的微型探测器已经问世。早在1989年，IBM公司的科学家 就已经利用隧道扫描显微镜上的探针，成功地移动了氙原子， 并利用它拼成了 IBM三个字母。日本的Hitachi 公司成功研制 出单个电子晶体管，它通过控制单个电子运动状态完成特定 功能。另外，日本的NEC研究所已经拥有制作100nm以下的精 细量子线结构技术，并在GaAs半导体衬底上，成功制作了具 有开关功能的量子点阵列。 目前，美国已研制成功尺 寸只有4nm具有开关特性的纳米器件，由激光驱动，并且开、 关速度很快。美国威斯康星大学已制造出可容纳单个电子的 量子点。在一个针尖上可容纳这样的量子点几十亿个。利用 量子点可制成体积小、耗能少的单电子器件，在微电子和光 26 电子领域将获得广泛应用。
纳米SiO2 的简单了解和应用
纳米SiO2 的简单了解和应用作者：王凯来源：《儿童大世界·教学研究》 2018年第10期纳米SiO2 是纳米材料中的重要一员，为无定形白色粉末，是一种无毒、无味、无污染的非金属材料，微观结构呈絮状和网状的准颗粒结构，为球形。
具有广阔的应用前景和巨大的商业价值，并为其他相关工业领域的发展提供了新材料基础和技术保证，享有“工业味精”，“材料科学的原点”之美誉。
自问世以来，已成为当今世界材料学中最能适应时代要求和发展最快的品种之一。
一、纳米SiO2简介（一）纳米SiO2 的微观结构纳米SiO2 的分子结构呈现三维链状结构（或称三维网状结构，三维硅石结构等），表面存在不饱和的残键和不同键合状态的羟基，如图所示。
（二）纳米SiO2 的性能1. 光学性能纳米SiO2 颗粒的小尺寸效应使其具有独特的光学性能对紫外、红外和可见光具有极强的反射特性，对波长在280-300nm的紫外光反射率达80 %以上；对波长在300-800 nm的可见光反射率达85 % 以上；对波长在800-1300 nm的红外光反射率达80 % 以上。
2. 化学性能纳米SiO2颗粒具有体积效应和量子隧道效应，使其产生游渗功能，可深入到高分子化合物兀键的附近与其电子云发生重叠，形成空间网状结构，从而大幅度提高高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等性能。
二、纳米SiO2颗粒的制备技术纳米SiO2 颗粒制备方法分为物理法和化学法。
物理法一般指机械粉碎法，利用超气流粉碎机或高能球磨机对纳米SiO2的聚集体进行粉碎，可获得粒径为1-5 μm的超细粉体。
化学法包括化学气相法(CVD)、化学沉淀法、溶胶一凝胶法(Sol-Gel)和微乳法等。
（一）溶胶- 凝胶法溶胶-凝胶法就是将金属醇盐溶解在有机溶剂中，通过水解聚合反应形成均匀的溶胶(Sol)，进一步反应并失去大部分有机溶剂转化成凝胶(Gel)，再通过热处理，制备成膜的化学方法。
纳米SiO2 的颗粒粒径易受反应物的影响，如水和NH3H20 的浓度、硅酸酷的类型、不同的醇、催化剂的种类及不同的温度等，对这些影响因素的调控，可以获得各类结构的纳米SiO2。
纳米材料的应用前景
纳米技术用于制药， 纳米技术用于制药，可以制成导弹型药 物，循着导引的方面直达病灶部位，疗 循着导引的方面直达病灶部位， 效大大提高。 效大大提高。
微型武器
利用纳米技术可以把传感器、 利用纳米技术可以把传感器、电动机和数字 智能装备集中在一块芯片上， 智能装备集中在一块芯片上，制造出几厘米 甚至更小的微型装置。 甚至更小的微型装置。
纳米材料在污水处理中的应用
传统的水处理方法效率低、成本高、 传统的水处理方法效率低、成本高、 存在二次污染等问题， 存在二次污染等问题，污水治理一直 得不到好的解决。 得不到好的解决。纳米技术的发展和 应用很可能彻底解决这一难题。 应用很可能彻底解决这一难题。
纳米滤膜过滤技术
“筛”出海洋中的淡水 ！ 筛
总之，纳米材料在当今社会有广泛的应用， 总之，纳米材料在当今社会有广泛的应用， 远不止以上列出的几点， 远不止以上列出的几点，有兴趣的同学可以找 相关资料完善此内容。 相关资料完善此内容。
(4)远红外纳米纤维及纺织品 远红外纳米纤维及纺织品
将具有较高远红外发射率的陶瓷微粉加入到高分子聚合物中,经 将具有较高远红外发射率的陶瓷微粉加入到高分子聚合物中 经 纺丝加工制成远红外纳米纤维。
(5)其他产品 其他产品
由纳米材料制成的纺织品还包括抗静电织物、抗日晒耐老化织物、 由纳米材料制成的纺织品还包括抗静电织物、抗日晒耐老化织物、隐 身纺织品、阻燃织物等。 身纺织品、阻燃织物等。
高分子纳米滤膜
纳米领带
纳米纺织品
(1)超双疏织物 超双疏织物
指具有超疏水、 指具有超疏收紫外线的物质粉碎至纳米粉体后制得防紫 外线纺织品。 外线纺织品。
纳米陶瓷粉体的表面改性与应用
（。ｉ） ＮＳ 。。当它们暴 露于空 气 中时 ， 结构具有很 高 的反应 该
活性 ， 能与空 气 中的水 和氧发 生缓 慢 的反 应 ． 而在粉 体 的
力学性 能的一类材料体 系 Ｅ。 Ｉ 其介于 团簇 与体相之 间的特 颗 粒表 面生成 一系 列 的表 面活 性基 团 。对 纳米 氮化 硅粉 ３ Ｐ Ｔ Ｒ分 析表 明 ， 粒表 面 的吸 附杂质 主要 是 颗 殊状态 ． 有宏 观体 相 的元胞 和键 合 结构 Ｅ． 予 了纳 米 体 的 Ｘ Ｓ和 Ｆ Ｉ 具 ２赋 Ｊ 微 粒许 多 优异 的性 能 ， 小尺 寸 效应 、 面 与界 面效 应 、 如 表 体积效应 、 宏观 量子隧道效应 等 。
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度脉 冲法 对 ｓ ３ 陶瓷 的纳米 粉体 进行表 面修 饰 ， ｉ Ｎ 发现其 的导热 性 ．当表 面经修饰 处理 的纳 米 陶瓷粉体 在橡 胶基 力学性能尤其 是抗磨性 能得到很 大的提高 。 氮化硅 ＿ ｇ 既可作发 动机 零部件 和刀具 材料 ， 可做 抗 又 不易形变 。由于纳米 粉末具有 巨大 的比表面积 ， 使作为粉 末性能 驱 动力 的表 面能 剧增 ， 扩散 速 率增 大 ， 径变 短 ， 路
０ 及 Ｃ ２Ｈ０ ２ ０ 、２ 。
纳米 Ｓ３ 的改性 方法 有化 学方 法和 物理 方法 两种 ， ｉ Ｎ
表面 活 性剂 法 、 分子 法 等 。 大 Ｓ 、１ 、 ｉ 、 ｉ 、Ｎ等 陶 瓷纳 米 粉 体是 一 类 高性 其 中化学 方 法有 偶联 剂 法 、 ｉ Ａ ＮＴＮＳＣＢ ５ 用 能 的纳 米材料 ， 除了具备 纳米 级材料 所特 有 的效应 ． 还保 王 君 等人 ＿ 硅烷 偶联 剂缩 水 甘油 醚 氧丙基 三 甲氧基 硅
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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。