第一篇：納米材料在制氫中的應(yīng)用

納米材料在制氫中的應(yīng)用

聶勝

6100509061 管理科學(xué)與工程類092班

【摘要】納米科學(xué)是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時代。納米材料的應(yīng)用涉及到各個領(lǐng)域，在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題。

【關(guān)鍵字】納米材料；納米技術(shù)；納米材料在制氫中的作用；應(yīng)用；前景

【正文】0、引言：有人曾經(jīng)預(yù)測在21世紀(jì)納米技術(shù)將成為超過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和基因技術(shù)的“決定性技術(shù)”，由此納米材料將成為最有前途的材料。世界各國相繼投入巨資進(jìn)行研究，美國從2000年啟動了國家納米計(jì)劃，國際納米結(jié)構(gòu)材料會議自1992年以來每兩年召開一次，與納米技術(shù)有關(guān)的國際期刊也很多。世界各國正在爭搶納米技術(shù)領(lǐng)域的制高點(diǎn)，使自己在納米材料領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

1、納米材料

1．1納米材料的定義

隨著納米材料也來越廣泛的應(yīng)用，納米材料已經(jīng)進(jìn)入人們的生活，納米材料正在被許多人熟知，很多人都逐漸地知道了納米材料，了解它是一種高分子材料，然而卻很少有人知道納米材料的定義，對它的本質(zhì)不了解。

納米(nm)和米、微米等單位一樣，是一種長度單位，一納米等于十的負(fù)九次方米，約比化學(xué)鍵長大一個數(shù)量級。納米科技是研究由尺寸在0.1至100納米之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動規(guī)律和相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的技術(shù)問題的科學(xué)技術(shù)。

納米材料的定義是指三維空間尺度至少有一維處于納米量級(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏觀體系之間的納米粒子所組成的新一代材料。由于其組成單元的尺度小，界面占用相當(dāng)大的成分。因此，納米材料具有多種特點(diǎn)，這就導(dǎo)致由納米微粒構(gòu)成的體系出現(xiàn)了不同于通常的大塊宏觀材料體系的許多特殊性質(zhì)。納米體系使人們認(rèn)識自然又進(jìn)入一個新的層次，它是聯(lián)系原子、分子和宏觀體系的中間環(huán)節(jié)，是人們過去從未探索過的新領(lǐng)域，實(shí)際上由納米粒子組成的材料向宏觀體系演變過程中，在結(jié)構(gòu)上有序度的變化，在狀態(tài)上的非平衡性質(zhì)，使體系的性質(zhì)產(chǎn)生很大的差別，對納米材料的研究將使人們從微觀到宏觀的過渡有更深入的認(rèn)識。1．2納米材料的分類

（1）按維數(shù)或結(jié)構(gòu)來分，納米材料的基本單元可以分為四類：零維納米材料；一維納米材料；二維納米材料；三維納米材料。

（2）按材料物性劃分，納米材料可分為：納米半導(dǎo)體；納米磁性材料；納米非線性光學(xué)材料；納米鐵電體；納米熱電材料；納米光電材料；納米超導(dǎo)材料。（3）按應(yīng)用劃分，納米材料又可分為：納米電子材料；納米光電子材料；納米生物醫(yī)藥材料；納米敏感材料；納米儲能材料。

（4）按應(yīng)用劃分，納米材料又可分為：納米電子材料；納米光電子材料；納米生物醫(yī)藥材料；納米敏感材料；儲能材料。

（5）按化學(xué)組分劃分，納米材料可劃分為：納米金屬；納米晶體；納米陶瓷；納米玻璃；納米高分子；納米復(fù)合材料。

2、納米科技

納米技術(shù)是當(dāng)今世界最有前途的決定性技術(shù)。納米技術(shù)在世界各國尚處于萌芽階段，美、日、德等少數(shù)國家，雖然已經(jīng)初具基礎(chǔ)，但是尚在研究之中，新理論和技術(shù)的出現(xiàn)仍然方興未艾。我國已努力趕上先進(jìn)國家水平，研究隊(duì)伍也在日漸壯大。

納米科技是20世紀(jì)80年代末誕生并正在崛起的新科技，是一門在0.1~ 100 nm尺度空間內(nèi)，研究電子、原子和分子運(yùn)動規(guī)律和特性的高技術(shù)學(xué)科。其涵義是人類在納米尺寸（10-9--10-7m）范圍內(nèi)認(rèn)識和改造自然，最終目標(biāo)是通過直接操縱和安排原子、分子而創(chuàng)造特定功能的新物質(zhì)。納米科技是現(xiàn)代物理學(xué)與先進(jìn)工程技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上誕生的，是一門基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究緊密聯(lián)系的新興科學(xué)技術(shù)。其中納米材料是納米科技的重要組成部分。

3、納米材料在制氫中的應(yīng)用

3.1 納米材料在許多領(lǐng)域正在發(fā)揮其特性，例如納米技術(shù)在陶瓷領(lǐng)域方面的應(yīng)用、納米技術(shù)在微電子學(xué)上的應(yīng)用、納米技術(shù)在生物工程上的應(yīng)用、納米技術(shù)在光電領(lǐng)域的應(yīng)用、納米技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用、納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用、納米技術(shù)在分子組裝方面的應(yīng)用，由此可見，納米材料正在各個領(lǐng)域發(fā)揮其特性優(yōu)勢，在改變一些產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。同樣，納米材料在制氫中也發(fā)揮了它的特點(diǎn)，從而改變了一些傳統(tǒng)的制氫工藝，使制氫產(chǎn)業(yè)得到迅猛的發(fā)展。

隨著社會的發(fā)展，能源消耗越來越多，在不久的將來，我們將面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)，世界各國都在尋找一種清潔能源，從而來取代現(xiàn)在的能源，并在尋找生產(chǎn)這種能源的最佳方法。氫氣被公認(rèn)為未來理想的能源，因而如何把生產(chǎn)氫能工業(yè)化、產(chǎn)量化便成了各國解決能源危機(jī)的途徑，于是各國在積極尋找制氫的最佳方法。目前的主要一些制氫方法是生物制氫、化學(xué)制氫、納米材料制氫等，其中使用碳納米材料作催化劑來制氫是目前比較先進(jìn)和常用的的一種制氫方法。碳納米材料（包括零維、一維、二維碳納米材料以及碳納米孔材料）是一類新型的催化劑或催化劑載體材料，在氧化脫氫、選擇加氫、合成氨、氨分解制氫以及燃料電池等多相催化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.2 下面舉一例進(jìn)行說明。

半導(dǎo)體光解水制氫是一種新型的具有低成本和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)的方法,對未來制氫工業(yè)具有重要的意義。半導(dǎo)體TiO_2相對于其它半導(dǎo)體具有穩(wěn)定、耐腐蝕、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但以TiO_2為半導(dǎo)體利用太陽能進(jìn)行光解水制氫時,因TiO_2只能吸收占地表太陽光能量僅4%左右的紫外光,而不能吸收地表太陽光中的主要成分可見光,因此,對太陽能的利用效率非常低。當(dāng)以自制的納米TiO_2負(fù)載Pt并用酞菁染料敏化得到的產(chǎn)物為可見光催化劑,進(jìn)行了光催化分解水制氫的研究,并成功實(shí)現(xiàn)了可見光分解水制氫。采用溶膠凝膠法(S-G)以鈦酸四丁酯作為前驅(qū)物,乙醇作為溶劑以及硝酸作為抑制劑制取納米TiO_2。探討了鈦酸四丁酯的濃度和陳化時間等制備工藝條件對TiO_2粒徑的影響。結(jié)果表明,在室溫環(huán)境下,最佳的制備工藝條件為鈦酸四丁酯:水:硝酸:乙醇的質(zhì)量比為8: 25: 3: 44,攪拌時間為5小時,陳化時間為3天,所得到納米TiO_2溶膠的平均粒徑約在10nm以下,粒徑分布在5～40nm。對制得的TiO_2粉體進(jìn)行了X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)表征。結(jié)果表明,TiO_2粉體粒徑處在納米級,為單一的銳鈦礦型,其晶胞粒徑為9.9 nm。將自制的銳鈦礦型TiO_2進(jìn)行Pt負(fù)載得到了Pt/TiO_2,用酞菁銅四磺酸四鈉敏化Pt/TiO_2得到光催化劑CuPc(SO_3Na)_4/Pt/TiO_2。對Pt/TiO_2進(jìn)行XPS表征,結(jié)果表明分散于TiO_2表面的Pt晶粒是以Pt0價態(tài)存在。對Pt/TiO_2和CuPc(SO_3Na)_4/Pt/TiO_2進(jìn)行了X射線衍射分析(XRD)和掃描電子顯微鏡分析(SEM),結(jié)果表明,TiO_2經(jīng)負(fù)載Pt、焙燒、染料敏化、烘干等過程晶型無變化;TiO_2經(jīng)負(fù)載Pt、焙燒過程后,晶胞粒徑增大,為17.3nm;Pt/TiO_2經(jīng)染料敏化、烘干過程后,TiO_2的晶胞粒徑幾乎沒變。對TiO_2和CuPc(SO_3Na)_4/Pt/TiO_2粒子進(jìn)行DRS表征,結(jié)果表明TiO_2粒子吸收光的范圍在300～400nm,主要在紫外光區(qū),在可見光區(qū)幾乎沒有吸收,而CuPc(SO_3Na)_4/Pt/TiO_2在600～700nm的可見光范圍內(nèi)存在明顯的吸收,表明酞菁銅四磺酸四納敏化能有效將TiO_2的吸收光譜拓展至可見光區(qū)。以CuPc(SO_3Na)_4/Pt/TiO_2為光催化劑,在可見光源下進(jìn)行了光解水制氫反應(yīng)性能的研究,探討了光催化劑、Pt負(fù)載、染料以及給電子體用量等因素對產(chǎn)氫速率的影響。結(jié)果表明,光催化劑中Pt負(fù)載質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.4%和酞菁銅四磺酸四鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.2%,給電子體KI的濃度為0.2 mol/L,光催化劑用量為0.8g/L時,光解水產(chǎn)氫速率最高,為1.4μmol/h。這是酞菁染料敏化納米TiO_2光解水制氫的研究。

納米材料的特性既不同于原子，又不同于結(jié)晶體，可以說它是一種不同于本體材料的新材料，其物理化學(xué)性質(zhì)與塊體材料有明顯差異。主要表現(xiàn)在：納米材料性能表現(xiàn)出強(qiáng)烈的尺寸依賴性 當(dāng)粒子尺寸減小到納米級的某一尺寸時，則材料的物性會發(fā)生突變，與同組分的常規(guī)材料的性能完全不同，且同類材料的不同性能有不同的臨界尺寸，對同一性能，不同材料相應(yīng)的臨界尺寸也有差異，所以當(dāng)物質(zhì)的粒子尺寸達(dá)到納米數(shù)量級時，將會表現(xiàn)出優(yōu)于同組分的晶態(tài)或非晶態(tài)的性質(zhì)。納米材料的量子尺寸效應(yīng)使納米材料具有：高度光學(xué)非線性；特異性催化和光催化性；強(qiáng)氧化性與強(qiáng)還原性。用這一特性可制得光催化劑、強(qiáng)氧化劑與強(qiáng)還原劑。這也決定的納米材料具有催化劑的優(yōu)勢和特點(diǎn)。

4、納米材料的發(fā)展前景

納米科學(xué)是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時代。納米材料的應(yīng)用涉及到各個領(lǐng)域，在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題。

21世紀(jì)初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學(xué)特性，設(shè)計(jì)出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學(xué)技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性，增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品，目前已出現(xiàn)可喜的苗頭，具備了形成21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)的基礎(chǔ)。納米材料將成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個領(lǐng)域，發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料在精細(xì)化工和醫(yī)藥生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域會得到日益廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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Nanomaterials in the application of hydrogen

NIE Sheng 6100509061 Management science and engineering 092 Class

【 Abstract 】 Nanoscience is a goalkeeper of basic science and applied science set in one of the emerging science, mainly including nano-electronics and nano-materials and nano-biology, etc.21 century is the era of nano-technology.Application of nano-materials related to various fields, mechanical, electronic, optical, magnetic, chemical and biological areas has a broad application prospects.The birth of Nano Science and technology, the human society have a profound impact, and potentially solve many of the problems facing humanity, especially energy, human health and the environment protection and other major issues.【 Key Words】 nanomaterials;nanotechnology;nano-materials in the role of hydrogen;application;prospect

第二篇：納米材料在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

納米材料在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用

提起“納米”這個詞，可能很多人都聽說過，但什么是納米，什么是納米技術(shù)，可能很多人并不一定清楚。著名的諾貝爾獎獲得者 Feyneman在 20世紀(jì) 60年代曾經(jīng)預(yù)言：如果我們對物體微小規(guī)模上的排列加以某種控制的話，我們就能使物體得到大量的異乎尋常的特性，就會看到材料的性能產(chǎn)生豐富的變化。他所說的材料就是現(xiàn)在的納米材料。

納米是英文namometer的譯音，是一個物理學(xué)上的度量單位，簡寫是nm，1納米是1米的十億分之一；相當(dāng)于45個原子排列起來的長度。通俗一點(diǎn)說，相當(dāng)于萬分之一頭發(fā)絲粗細(xì)。就象毫米、微米一樣，納米是一個尺度概念，并沒有物理內(nèi)涵。納米技術(shù)，是指在0.1~100納米的尺度里，研究電子、原子和分子內(nèi)的運(yùn)動規(guī)律和特性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)?？茖W(xué)家們在研究物質(zhì)構(gòu)成的過程中，發(fā)現(xiàn)在納米尺度下隔離出來的幾個、幾十個可數(shù)原子或分子，顯著地表現(xiàn)出許多新的特性，而利用這些特性制造具有特定功能設(shè)備的技術(shù)，就稱為納米技術(shù)。

納米技術(shù)是一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，研究的內(nèi)容涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。納米科技現(xiàn)在已經(jīng)包括納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米材料學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米化學(xué)等學(xué)科。從包括微電子等在內(nèi)的微米科技到納米科技，人類正越來越向微觀世界深入，人們認(rèn)識、改造微觀世界的水平提高到前所未有的高度。我國著名科學(xué)家錢學(xué)森也曾指出，納米左右和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個重點(diǎn)，會是一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。然而我們將就納米技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用來看看納米技術(shù)的應(yīng)用前景。

關(guān)于納米技術(shù)在顯示生活中的應(yīng)用主要就是納米材料的應(yīng)用，關(guān)于納米材料有很多種，其在生活中的存在和應(yīng)用也很普遍。納米材料的蓮花效應(yīng)。蓮花雖生長于池塘的淤泥中，但它露在水面上的蓮花荷葉卻出污泥而不染，美麗而潔凈，它可說是運(yùn)用自然的納米科技來達(dá)成自我潔凈的最佳實(shí)例。照理說荷葉的基本化學(xué)成分?多醣類的碳水化合物，有許多的羥基（-OH）、（-NH）等極性原子團(tuán)，在自然環(huán)境中很容易吸附水分或污垢。但灑在荷葉葉面上的水卻會自動聚集成水珠，且水珠的滾動把落在葉面上的塵埃污泥粘吸滾出葉面，使葉面始終保持干凈。經(jīng)過科學(xué)家的觀察研究，在1990年代初終于揭開了荷葉葉面的奧妙。原來在荷葉葉面上存在著非常復(fù)雜的多重納米和微米級的超微結(jié)構(gòu)。經(jīng)過電子顯微鏡的分析，蓮花的葉面是由一層極細(xì)致的表面所組成，并非想象中的光滑。而此細(xì)致的表面的結(jié)構(gòu)與粗糙度??微米至納米尺寸的大小。葉面上布滿細(xì)微的凸?fàn)钗镌偌由媳砻嫠嬖诘南炠|(zhì)，這使得在尺寸上遠(yuǎn)大于該結(jié)構(gòu)的灰塵、雨水等降落在葉面上時，只能和葉面上凸?fàn)钗镄纬牲c(diǎn)的接觸。液滴在自身的表面張力作用下形成球狀，藉由液滴在滾動中吸附灰塵，并滾出葉面，這樣的能力勝過人類的任何清潔科技。這就是蓮花納米表面「自我潔凈」的奧妙所在。利用了蓮花效應(yīng)，中國是在世界上第一個做出仿荷葉結(jié)構(gòu)的防水納米布的國家，是中科院化學(xué)所做出來的。用顆粒大小為20納米左右的聚丙烯水分散液，浸軋，光照。使顆粒粘結(jié)在纖維表面上，形成凸凹不平的表面結(jié)構(gòu)，成為雙疏材料，即疏水又疏油。用油或水往這種布上倒，都不會浸濕，也不會玷污。我們用這種材料做成衣服，就會防水。如果用這種材料處理玻璃，做成表面凸凹不平的結(jié)構(gòu)，看起來沒有任何問題，但不會結(jié)霧，不會沾水?？梢詮暮扇~超強(qiáng)的疏水性，我們可以制作類似荷葉上有納米材料的雨傘，就像“荷葉面”雨傘，撐雨疏水，抖水即干，不必?fù)?dān)心帶到室內(nèi)會滴水了。

常見納米材料

1、納米阻燃劑。納米阻燃劑可分為無機(jī)納米微粒阻燃劑和納米復(fù)合物阻燃劑兩種。無機(jī)阻燃劑是應(yīng)用最早的阻燃劑,它具有無毒、低煙、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)。無機(jī)阻燃劑通常通過填充方式添加到高分子材料中,制備成高分子阻燃材料。傳統(tǒng)的無機(jī)阻燃劑的粒徑較大,而且不均勻,直接影響其阻燃性和其他性能,因此,為更好地發(fā)揮阻燃效果,無機(jī)阻燃劑的超細(xì)化將是今后的發(fā)展方向。采用納米技術(shù)將無機(jī)阻燃劑微粒細(xì)化,使其粒徑在納米級范圍,使微粒的大小和形態(tài)都更均勻,就能大大地減少阻燃劑的添加量,從而減輕對織物性能的影響,克服無機(jī)阻燃劑的最大缺點(diǎn)。超細(xì)化的氫氧化鎂、二氧化二銻以及氫氧化鋁、硼酸鋅等無機(jī)阻燃劑,均已廣泛應(yīng)用于阻燃材料中。用其做窗簾，墻紙，遇上著火，既不會燃燒，也可以防患與未然。

2、納米技術(shù)電池。所謂的納米技術(shù)電池，就是在電池的制造過程中，采用納米技術(shù)材料或者制造工藝，生產(chǎn)制造出具有特別高性能的電池產(chǎn)品。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對電池的需求量愈來愈多，人們總是希望得到一種容量大、功率高、性能優(yōu)、價格廉的電池。但是，由于客觀實(shí)際的限制，在現(xiàn)實(shí)中的電池總是無法全面滿足人們的要求。電池界的專家學(xué)者在孜孜不倦的追求著電池性能的提高，經(jīng)歷了一代又一代人的不懈努力。納米級的物質(zhì)被應(yīng)用在電池的制造中，就會產(chǎn)生顯著的特性。強(qiáng)大的比表面活性能量和良好的導(dǎo)電性能，在參與電化學(xué)反應(yīng)的時候，納米顆粒物質(zhì)在極板內(nèi)部形成新的活性物基核，改善和增強(qiáng)電極結(jié)構(gòu)，極大地提高電極的電化學(xué)反應(yīng)表面，降低了電化學(xué)反應(yīng)的能壘。因此，納米技術(shù)材料的應(yīng)用可以顯著的降低蓄電池的內(nèi)阻，抑制蓄電池在充放電過程中，因?yàn)闇囟群碗姌O極化等原因而導(dǎo)致的極板飩化，從而有效的提高電池的性能，使得蓄電池電化學(xué)反應(yīng)的可逆性更好、充放電效率更高、功率更大、電池更加容易均衡一致、低溫性能限制改善。因此，采用納米技術(shù)材料的蓄電池，其容量比常規(guī)電池的容量高，壽命比常規(guī)電池壽命長，大電流工作能力比常規(guī)電池強(qiáng)，低溫性能比常規(guī)電池優(yōu)。納米技術(shù)電池的顯著優(yōu)點(diǎn)更主要集中表現(xiàn)在電池使用的中后期。一般情況，納米技術(shù)電池前期對容量及功率的改善效果只是常規(guī)電池的5%-15%，中期對容量及功率的改善效果比常規(guī)電池高出20%-30%，后期對容量及功率的改善效果比常規(guī)電池高出可以達(dá)到50%以上。新太納米技術(shù)電池的種類有：納米技術(shù)型免維護(hù)中低倍率鎘鎳蓄電池；納米技術(shù)型免維護(hù)燒結(jié)式超高倍率鎘鎳蓄電池；納米技術(shù)型免維護(hù)閥控式密封鉛酸電池；納米技術(shù)型鋅鎳動力電池。

3、納米塑料。通用塑料指聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）和丙烯酸類塑料等大塑料品種。對于這類塑料的改性，過去多是采用加入填充料的方式，首先是為了降低成本，后來是為了增加和增韌以得到工程塑料，并進(jìn)一步向塑料功能化發(fā)展，通過添加料的方法得到具有導(dǎo)電、抗靜電、熱塑磁性和壓敏等功能的塑料。納米材料的出現(xiàn)，為天加型塑料提供了廣闊的空間。通用塑料首當(dāng)其沖，納米技術(shù)最早就是用于通用塑料的改性。例如：納米碳酸鈣對高密度聚乙烯的改性，在加入碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%以下時，其耐沖擊強(qiáng)度隨加入碳酸鈣的增加而增加，拉伸和彎曲強(qiáng)度也有所提高。在此，填料有一個最大加入百分比，即有一個加入最大值，而且，該值和碳酸鈣的表修飾類型有關(guān)。未經(jīng)地表面修飾處理的納米碳酸鈣填充體系的沖擊強(qiáng)度隨碳酸鈣用量呈逐漸增加趨勢，碳酸鈣用量越多，材料沖吉加度越大。經(jīng)表面處理后，材料的沖擊強(qiáng)度隨碳酸鈣用量變化規(guī)律已完全改變。材料在低納米碳酸鈣含量（約4%~6%）時即實(shí)現(xiàn)增韌目的，沖擊強(qiáng)度提高接近一倍，增韌效果顯著；當(dāng)碳酸鈣用量進(jìn)一步增加時，材料的沖擊強(qiáng)度呈緩慢下降。幾種表面處理劑對拉伸彎曲性能的影響基本相同；與處理體系相比，表面處理后材料的拉伸、彎曲性能并無明顯改善。由處理和未經(jīng)處理的兩種試樣沖擊斷面和斷抽圖SEM照片可知，經(jīng)過處理體系的沖擊斷面上有較多牽伸結(jié)構(gòu)，拉絲較多；基體上無明顯可見裂紋，基體發(fā)生明顯的塑性變形，吸收了大量能量。脆斷面的電鏡表明納米粒子分布均勻，附聚團(tuán)粒小。未經(jīng)處理體系的沖擊斷面上出現(xiàn)有許多斷裂裂紋，是導(dǎo)致沖擊強(qiáng)度較低的原因；且未經(jīng)處理的試樣，粒子分布不均，附聚顆粒較大。

4、可以抗紫外線的納米材料。研究和開發(fā)防紫外線的功能性織物，是目前國際化纖紡織業(yè)的重點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的抗紫外線紡織品主要采用共混熔融紡絲法，該方法將抗紫外添加劑與成纖聚合物共混并一同進(jìn)行熔融紡絲，抗紫外添加劑多為有機(jī)化合物，存在一定的毒性和刺激性，容易造成皮膚化學(xué)性過敏。近年來無機(jī)紫外線遮蔽劑的研究突飛猛進(jìn)，納米TiO2是其中優(yōu)秀代表。上海交大“納米氧化鈦（TiO2）抗紫外纖維”通過了上海市科委組織的專家鑒定，納米TiO2具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無味、無毒、無刺激性，使用安全，尤其是吸收紫外線能力強(qiáng)，對UVA區(qū)和UVB區(qū)紫外線都有屏蔽作用，可見光透過率大。采用該項(xiàng)目具有自主知識產(chǎn)權(quán)的納米氧化鈦與聚酯原位聚合方法，制備納米TiO2/聚酯復(fù)合材料，真正實(shí)現(xiàn)了納米顆粒在高聚物中的納米級分散，不僅提高了紡絲效率，而且使材料的力學(xué)、熱學(xué)性能得到了較大提高，織物的紫外線屏蔽指數(shù)大于50,在280~400納米波段紫外線屏蔽率大于95%，紫外線透過率小于3%。據(jù)悉，該項(xiàng)目成果可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)帳篷、遮陽傘、夏季女裝、野外工作服、訓(xùn)練服、運(yùn)動服、窗簾織物、廣告布等。采用本技術(shù)的抗紫外織物還具有防暑、隔熱、觸感涼爽的性能，特別適宜織造高檔T恤衫、運(yùn)動服、訓(xùn)練服等夏季涼爽面料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界功能性紡織品的需求量超過500億米，我國功能紡織品的需求量近50億米。納米TiO2抗紫外纖維技術(shù)市場前景將非常廣闊。

納米材料的應(yīng)用

一、生物學(xué)中。納米生物學(xué)用來研究在納米尺度上的生物過程,從而根據(jù)生物學(xué)原理發(fā)展分子應(yīng)用工程。如在金屬鐵的超細(xì)顆粒表面覆蓋一層厚為5~20 nm的聚合物后,可以固定大量蛋白質(zhì),特別是酶,從而控制生化反應(yīng)[8]。這在生化技術(shù)、酶工程中大有用處。使納米技術(shù)和生物學(xué)相結(jié)合,研究分子生物器件,利用納米傳感器,可以獲取細(xì)胞內(nèi)的生物信息,從而了解機(jī)體狀態(tài),深化人們對生理及病理的解釋。以納米尺寸去認(rèn)識生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及功能的聯(lián)系,按人類的意愿進(jìn)一步裁剪和嫁接,制造出具有特殊功能的生物大分子。生物基因工程由于納米技術(shù)的運(yùn)用而變得更加可控,人類可以自己控制所需要的生物產(chǎn)品,農(nóng)、林、牧、副等行業(yè)以及人類的食品結(jié)構(gòu)也會隨之發(fā)生重要變革,用納米生物工程、納米化學(xué)工程合成的“食品”將極大豐富食品的數(shù)量和種類。

(2)醫(yī)學(xué)中。研究人員發(fā)現(xiàn),生物體內(nèi)的RNA蛋白質(zhì)復(fù)合體,其線度在15~20nm之間,并且生物體內(nèi)的多種病毒也是納米粒子。10nm以下的粒子比血液中的紅血球還要小,因而可以在血管中自由流動。如果將超微粒子注入到血液中,輸送到人體的各個部位,將可以作為監(jiān)測和診斷疾病的手段?？蒲腥藛T已經(jīng)成功利用納米SiO2微粒進(jìn)行了細(xì)胞分離,用金的納米粒子進(jìn)行定位病變治療,以減少副作用等。另外,利用納米顆粒作為載體的病毒誘導(dǎo)物已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展,現(xiàn)在已用于臨床動物實(shí)驗(yàn),估計(jì)不久的將來即可服務(wù)于人類。

研究納米技術(shù)在生命醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,可以在納米尺度上了解生物大分子的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其與功能的關(guān)系,獲取生命信息。科學(xué)家們設(shè)想利用納米技術(shù)制造出分子機(jī)器人,在血液中循環(huán),對身體各部位進(jìn)行檢測、診斷,并實(shí)施特殊治療,疏通腦血管中的血栓,清除心臟動脈脂肪沉積物,甚至可以用其吞噬病毒,殺死癌細(xì)胞。這樣在不久的,將來被視為當(dāng)今疑難病癥的愛滋病、高血壓、癌癥等都將迎刃而解,從而將使醫(yī)學(xué)研究發(fā)生一次革命。

二、納米材料在環(huán)保方面的應(yīng)用

納米材料的控制污染源方面可起到關(guān)健性的作用。主要體現(xiàn)在它降低能源消耗和有毒物質(zhì)的使用;減少水資深消耗;減少廢物的產(chǎn)生;治理環(huán)境污染物及大氣污染。

(1)在污水治理方面。污水中通常含有有毒有害物質(zhì)、異味污染物、細(xì)菌、病毒等。傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題,納米技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用可以徹底解 決這一問題。納米材料在環(huán)保中的應(yīng)用主要與納米粒子的化學(xué)催化和光催化特性有關(guān)。除已經(jīng)提到的光催化降解廢水的納米材料以外,另有許多納米材料可以用來治理有害氣體和廢水,并已走出實(shí)驗(yàn)室而進(jìn)入實(shí)用階段。利用納米TiO2表面具有超親水性和超親油性的特點(diǎn),在玻璃表面涂覆納米TiO2可以制成自清潔外墻玻璃,具有防污、防霧、易洗、易干、自清潔等功能。

(2)在大氣污染治理方面。大氣污染一直是各國政府需要解決的難題。納米技術(shù)及材料的應(yīng)用將會為我們解決大氣污染問題提供全新的途徑。工業(yè)生產(chǎn)和汽車使用的汽油、柴油等,在燃燒時會產(chǎn)生二氧化硫氣體,這是二氧化硫最大的污染源。復(fù)合稀土化物的納米級粉體具有極強(qiáng)的氧化還原性能,是其它任何汽車尾氣凈化催化劑所不能比擬的。它的應(yīng)用可徹底解決汽車尾氣的污染問題。新裝修房間的空氣中有機(jī)物濃度高于室外,甚至高于工業(yè)區(qū),目前已從空氣中鑒定出幾百種有機(jī)物質(zhì),其中有些是致癌物。研究表明,納米二氧化鈦可以很好地降解甲醛、甲苯等污染物,降解效果幾乎可達(dá)到100%。

(3)城市固體垃圾處理方面。將納米技術(shù)及材料應(yīng)用與城市固體垃圾處理,主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面可以將橡膠制品、塑料制品、廢印刷電路板等制成超微粉末,除去其中的異物,成為再生原料回收;另一方面,可以應(yīng)用納米二氧化鈦加速城市垃圾的降解,其降解速度是大顆粒二氧化鈦的10倍以上,從而可以緩解大量生活垃圾給城市環(huán)境帶來的壓力。

五、納米材料在其他方面的應(yīng)用

利用先進(jìn)的納米技術(shù),在不久的將來,可制成含有納米電腦的可人-機(jī)對話并具有自我復(fù)制能力的納米裝臵,它能在幾秒鐘內(nèi)完成數(shù)十億個操作動作。在軍事方面,利用昆蟲作平臺,把分子機(jī)器人植入昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)中控制昆蟲飛向敵方收集情報(bào),使目標(biāo)喪失功能。

利用納米技術(shù)還可制成各種分子傳感器。和探測器利用納米羥基磷酸鈣為原料,可制作人的牙齒、關(guān)節(jié)等仿生納米材料。將藥物儲存在碳納米管中,并通過一定的機(jī)制來激發(fā)藥劑的釋放,則可控藥劑有希望變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。另外,還可利用碳納米管來制作儲氫材料,用作燃料汽車的燃料“儲備箱”。利用納米顆粒膜的巨磁阻效應(yīng)研制高靈敏度的磁傳感器;利用具有強(qiáng)紅外吸收能力的納米復(fù)合體系來制備紅外隱身材料,都是很具有應(yīng)用前景的技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。

六、納米材料的前景

納米材料的研究,它使人類在改造自然方面進(jìn)入了一個新的層次,即進(jìn)入到原子、分子的納米層次。納米技術(shù)的核心是按人們的意志直接操縱單個原子、分子或原子團(tuán)、分子團(tuán),制造具有特定功能的產(chǎn)品。由于納米顆粒的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)都同時在起作用,它們對材料某一種性能的貢獻(xiàn)大小、強(qiáng)弱往往很難區(qū)分,是有利的作用,還是不利的作用 更難以判斷,這不但給某一現(xiàn)象的解釋帶來困難,同時也給設(shè)計(jì)新型納米結(jié)構(gòu)帶來很大的困難。如何控制這些效應(yīng)對納米材料性能的影響,如何控制一種效應(yīng)的影響而引出另一種效應(yīng)的影響,這都是控制工程研究亟待解決的問題。在納米材料的研究中,目前主要的工作有:一是用納米材料替代傳統(tǒng)材料改善產(chǎn)品品質(zhì)與性能;另一方面是開發(fā)新材料。

納米材料與納米技術(shù)和我們的生活密切相關(guān)，納米材料已成為當(dāng)今世界各國研究者熱衷的領(lǐng)域。隨著研究的深入，納米材料與納米技術(shù)得到飛速的發(fā)展，可以想見，當(dāng)我們可以自主的控制納米材料時，我們的生活將發(fā)生極大的變化；激動人心的納米時代已經(jīng)到來，人們的生活即刻將發(fā)生巨大的變化，然而，我們也要清醒地看到，市場上真正成熟的納米材料并不是很多中科院院士白春禮院士認(rèn)為，“真正意義的納米時代還沒有到來，我們正在充滿信心地迎接納米時代的到來?！?白春禮說，“人類進(jìn)入納米科技時代的重要標(biāo)志是納米器件的研制水平和應(yīng)用程度?！奔{米科技發(fā)展到今天，距離納米時代的到來還有多遠(yuǎn)呢，白春禮說，“納米研究目前還有許多基礎(chǔ)研究在進(jìn)行中，在納米尺度上還有大量原理性問題尚待研究，納米科技現(xiàn)在的發(fā)展水平大概相當(dāng)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在20世紀(jì)50年代的發(fā)展水平，人類最終進(jìn)入納米時代還需要30到50年的時間，50年后納米科技有可能像今天計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣普及?！?/p>

第三篇：納米材料在污水處理中的應(yīng)用

題目 本科課程論文

新納米水凈化技術(shù)去除飲用水中微污染物

院（系）

化學(xué)學(xué)院 專

業(yè)

化學(xué)教育

課 程

綠色化學(xué) 學(xué)生姓名

學(xué) 號

指導(dǎo)教師

二○一三年六月

新納米水凈化技術(shù)去除飲用水中微污染物

摘要：“應(yīng)用納米技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎(chǔ)研究”和納米試劑盒技術(shù)，可快速檢測并清除污染物。這套包括新型納米材料及配套處理程序的技術(shù)對控制飲用水源砷、氟等污染具有重要意義。關(guān)鍵詞：納米材料、飲用水、微污染物、檢測、凈化

在本學(xué)期的《綠色化學(xué)》課程的學(xué)習(xí)中，有一次老師專門提到了水污染，并且對飲用水的凈化作了強(qiáng)調(diào)。我印象最為深刻的是老師的這句話：雖然平常在對水進(jìn)行凈化時，已經(jīng)做到了除去顆粒，臭味，一些重金屬以及有機(jī)物或無機(jī)物，但是，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)是不夠的，我們所飲用的水中仍然有很多含有大量微生物或者含有氯元素的物質(zhì)，其在凈化過程中并未完全除去，沒有達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)。這時，我聽著感覺毛骨悚然，一想到其中含有大量微生物，就有些后怕，所以在本次論文中，我收集了很多關(guān)于除去微生物的技術(shù)，主要是納米技術(shù)。

污水中一般都含有細(xì)菌病毒、有毒有害的物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、異味污染物等污染物，并對人們的生活和健康造成不良影響。因此，污水處理就是去除污水中的污染物，使得污水得到凈化。

由于傳統(tǒng)的污水處理方法不僅效率低，運(yùn)行費(fèi)用高，并且還存在二次污染的問題，因此污水處理問題一直沒有達(dá)到理想的解決效果。

1、飲用水中微污染物的的種類、來源、危害

飲用水中的微污染物包括無機(jī)微污染物和有機(jī)微污染物。其中，無機(jī)微污染物主要有Pb(II)、As(Il1)、Hg(II)、Cu(II)、Cr(V)等金屬離子和氟離子。飲用水中的重金屬離子來源廣泛，包括礦冶、機(jī)械制造、化工、電子、儀表等工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬離子廢水，以及天然地質(zhì)結(jié)構(gòu)中緩慢溶出的重金屬離子等。礦山工業(yè)產(chǎn)生的廢水主要是采礦和選礦廢水，其中含有各種礦物質(zhì)懸浮物和有關(guān)重金屬離子。有色冶金、加工業(yè)排出的廢水中，多含有汞、砷、鉻等元素。此外，一些輕工業(yè)和化學(xué)工業(yè)排出的廢水也含有汞、鉛、砷等重金屬離子。若上述廢水未經(jīng)處理或處理不完全便流人江河，就對飲用水源造成了污染。飲用水中只要含有微量的重金屬離子即可產(chǎn)生毒性效應(yīng)，且具有持續(xù)性和放大作用，經(jīng)過生物累積可以在人體內(nèi)逐漸富集，長期危害人體健康。

有機(jī)微污染物也被發(fā)現(xiàn)在飲用水中廣泛存在，可分為兩大類：天然有機(jī)物(NOM)和人工合成有機(jī)物(soc)。NOM 是動植物在自然循環(huán)過程 中經(jīng)腐爛所產(chǎn)生的物質(zhì)，主要包括腐殖質(zhì)、微生物分泌物、溶解的動植物組織及動物的廢棄物等。SOC大多為有毒有機(jī)污染物，其中有些種類是致癌物或誘變劑等，是飲用水致突變活性增強(qiáng)的重要起因，如三氯甲烷、多氯聯(lián)苯、殺蟲劑、鹵代脂肪烴、多環(huán)芳烴等。長期飲用含有微污染物的水，通過生物累積作用，可對人體產(chǎn)生致癌、致畸致突變等效應(yīng)

有研究顯示，自來水中有機(jī)污染物在一定劑量范圍內(nèi)可對細(xì)胞產(chǎn)生不同程度的DNA損傷作用。如果動物長期暴露于高劑量氯化消毒副產(chǎn)物中(例如三氯甲烷)，可以導(dǎo)致肝癌和腎癌。另外，飲用水氯化消毒產(chǎn)生的呋喃酮也會對人體產(chǎn)生毒害，是強(qiáng)致突變物質(zhì)之一研究了瑞典嬰兒的出生缺陷影響因素，發(fā)現(xiàn)飲用水中的三氯甲烷可以增加先天性心臟病的患病幾率。另一項(xiàng)針對挪威全國新生兒的流行病學(xué)調(diào)查也顯示，心臟病和呼吸系統(tǒng)的出生缺陷與飲用水中有機(jī)微污染物有著重要關(guān)聯(lián)。與有機(jī)微污染物類似，無機(jī)微污染物(如重金屬離子)也對人體健康產(chǎn)生長期的嚴(yán)重危害。一些重金屬離子(如鉛、砷、氟、鎘等)通過飲用水進(jìn)人人體并在體內(nèi)積累，可導(dǎo)致機(jī)體代謝途徑受阻，進(jìn)而危害人體健康，甚至造成特殊的地方病。其中，砷已被美國疾病控制中心和國際防癌研究機(jī)構(gòu)確定為第一類致癌物。

2、納米技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

納米技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用主要為光催化氧化技術(shù)、納濾技術(shù)和絮凝技術(shù)三種。

1)光催化氧化技術(shù)。光催化氧化技術(shù)可以有效處理氰化物、金屬粒子及各種有機(jī)酸等物質(zhì)，使污水中的污染物最終氧化降解生成H2O和CO2，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種有機(jī)污染物質(zhì)可以通過光催化氧化技術(shù)進(jìn)行處理。而這種技術(shù)作用的關(guān)鍵在于其光氧化催化劑，TiO2 被認(rèn)為是目前最有效的光氧化催化劑。

由于納米TiO2，光催化氧化技術(shù)具有無二次污染的特點(diǎn)，不僅降解效率高、無選擇性，而且其氧化反應(yīng)的條件溫和，因此幾乎適用所有的污水處理。

2)納濾技術(shù)。納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其截留分子量在80-1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。納濾技術(shù)屬于壓力推動的膜工藝，這種技術(shù)作用的關(guān)鍵在于納濾膜。納濾膜可以取代電化學(xué)和吸附的方法，對制漿和造紙工業(yè)廢水中的污染物進(jìn)行處理，可除去來自木漿漂白過程中產(chǎn)生的氯化物和深色物質(zhì)。另外，納濾膜也可用于纖維加工過程中漂白水的處理，以控制污染物的排放量。納濾膜法水處理技術(shù)以其特殊的優(yōu)勢，獲得了世界各國的水處理工作者的普遍關(guān)注，在水處理技術(shù)的研究和開發(fā)領(lǐng)域取得了可喜的成績。納濾原理: 源水 →源水泵 →機(jī)械過濾器 →活性炭過濾器 →精密過濾器 →高壓泵 →納濾主過濾系統(tǒng)

3)納米絮凝技術(shù)。納米絮凝技術(shù)是以納米絮凝劑(如SiO2)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的絮凝劑，由于納米顆粒具有強(qiáng)大的吸附能力，因此通過吸附架橋、卷掃網(wǎng)捕等絮凝作用，可以除去傳統(tǒng)絮凝法無法除去的污染物質(zhì)，并且相關(guān)的沉淀物質(zhì)具有易脫水的特點(diǎn)。

3、納米材料在污水處理中的應(yīng)用

納米材料由納米微粒組成，具有吸附、催化等多種新的特性，目前應(yīng)用最為普遍的納米材料為TiO2。在污水處理方面，TiO2 扮演著非常重要的角色。

其中，由于納米TiO2，具有很強(qiáng)的還原能力，因此在有機(jī)污水處理中，能將高氧化態(tài)銀、鉑等貴重金屬離子吸附于材料的表面，通過光電子產(chǎn)生的強(qiáng)還原能力，將金屬粒子還原為細(xì)小的金屬晶體，不僅除去了污水的毒性，還利于貴重金屬的回收。而在無機(jī)污水處理中，納米TiO2作為光催化劑。在陽光下，它能催化氧化污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，使其迅速、完全降解為水、CO2 等無害物質(zhì)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，納米TiO2，能處理80多種有機(jī)有毒物質(zhì)。

4、納米技術(shù)在污水處理中的新前景

來自英國科學(xué)家發(fā)明了一種納米多孔材料制備新方法——共滲透振動法，該方法有望應(yīng)用于水凈化和化學(xué)感應(yīng)器等諸多領(lǐng)域。

通常，制備納米多孔材料時，多重金屬組分是必要的。當(dāng)移除較小組分時，小的納米孔就產(chǎn)生了。但是，由于要移除較小組分必須布滿材料內(nèi)外，因此制備納米多孔材料受到制約。而COS法則更高效靈活，就像如何釋放裝滿鹽水的氣球里的鹽分一樣。只需要把它放在清水；里，通過滲透力，讓清水不斷進(jìn)入氣球直至氣球破裂，從而釋放出所有鹽分。最后將一系列碎片連起來，就得到納米多孔材料。

5、展望

飲用水的安全衛(wèi)生是21世紀(jì)人類面臨的最富有挑戰(zhàn)性的問題之一。針對飲用水中微污染物的檢測與去除開展研究，具有重要的科學(xué)價值和社會意義。

1）飲用水中微污染物的檢測與凈化，是一個普遍性課題，與每個人自身的健康息息相關(guān)。因此，發(fā)展新型納米材料與技術(shù)的同時，也應(yīng)考慮其成本、簡易性、便攜性與普適性。

2)納米材料具有高活性的同時，也極易受到各種雜質(zhì)的影響，甚至引起中毒失活。在納米材料應(yīng)用過程中配套以相應(yīng)的預(yù)處理和后處理措 施，是保障納米材料長期穩(wěn)定起效的必要環(huán)節(jié)。3)基于納米材料與技術(shù)較傳統(tǒng)的飲用水凈化體系的不同之處，建立相應(yīng)的檢測規(guī)范與評價標(biāo)準(zhǔn)，是未來一段時間內(nèi)需要提上議事日程的新

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第四篇：納米材料在高分子材料中的應(yīng)用論文

納米材料在高分子材料中的應(yīng)用

近年來，納米技術(shù)已成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。由于納米材料具有許多新的特性，如特殊的磁學(xué)特性、光學(xué)特性、電學(xué)特性和化學(xué)活性等，利用納米粒子的這些特性對高分子材料進(jìn)行改性，可以得到具有特殊功能的高分子材料。這不僅使高分子材料的性能更加優(yōu)異，使其更加廣泛地應(yīng)用于微電子、化工、國防、醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域，同時還為高分子改性理論體系的奠定提供了基礎(chǔ)，拓寬了高分子改性的理論。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。對超微顆粒而言，尺寸變小，其比表面積則顯著增加，從而產(chǎn)生特殊的光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)化學(xué)、聲學(xué)等一片列新的性質(zhì)。另外，納米粒子由于表面存在大量活性中心，在反應(yīng)體系中可以起到高效催化的作用。目前通常是將納米微粒與聚合物基材進(jìn)行復(fù)合，利用其特殊性質(zhì)來開發(fā)新產(chǎn)品，這比研究全新的聚合物材料投資少，周期短，生產(chǎn)成本低。但是通常納米微粒粒徑小，易于團(tuán)聚，為增加材料與聚合物的界面結(jié)合力，提高復(fù)合材料的性能，需要對納米微粒進(jìn)行表面改性處理。與普通改性材料不同，納米粒子具有特殊的表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)等，這些效應(yīng)的綜合作用導(dǎo)致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，納米粒子巨大的比表面積產(chǎn)生的表面效應(yīng)，可使經(jīng)納米粒子改性后的高分子材料的機(jī)械性能、熱傳導(dǎo)性、觸媒性質(zhì)、破壞韌性等均與一般材料不同，有的材料還具有了新的阻燃性和阻隔性。

利用納米微粒的量子尺寸效應(yīng)等可制成紫外線吸收材料。例如，防曬油等化妝品中現(xiàn)在普遍加入了納米微粒，同時在具有強(qiáng)紫外吸收的納米微粒表面包裹一層對身體無害的高聚物，這樣既發(fā)揮了納米顆粒的作用，又改善了防曬油的性能。再如，塑料制品在紫外線照射下很容易老化變脆，如果在塑料表面涂上一層含有納米微粒的透明涂層吸收紫外線，這樣就可以防止塑料老化。汽車、艦船的表面涂覆的油漆主要是由氯丁橡膠、雙酚樹脂或者環(huán)氧樹脂為主要原料，在陽光的紫外線照射下很容易老化變脆，致使油漆脫落，如果在面漆中加入能強(qiáng)列吸收紫外線的納米微粒就可起到保護(hù)底漆的作用。另外，將納米微粒分散到樹脂中制成膜，可用作半導(dǎo)體器件的紫外線過濾器。

在航空航天材料的加工生產(chǎn)中，納米材料也有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，特別是由輕元素組成的納米材料在航空隱身材料方面應(yīng)用十分廣泛?！┘{米復(fù)合粉體與高分子纖維結(jié)合，對中紅外波段有很強(qiáng)的吸收性能，對紅外探測器有很好的屏蔽作用。納米磁性材料，特別是類似鐵氧體的納米磁性材料加入涂料中，既有優(yōu)良的吸波特性，又有良好的吸收和耗散紅外線的性能，甚至可以改變雷達(dá)波的反射信號，加之其比重輕，因此在隱身方面的應(yīng)用上有明顯的優(yōu)越性。 納米材料對光吸收和對靜電屏蔽的特性，使其在日常生活和國防上也有著很重要的應(yīng)用前景。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始用納米復(fù)合粉添加的纖維制成軍服，這種纖維不僅對人體釋放的紅外線有很好的屏蔽作用，而且對人體紅外線有強(qiáng)吸收作用，可以增加保暖作用，減輕農(nóng)服的重量。化纖衣物和地毯由于靜電效應(yīng)在摩擦?xí)r會產(chǎn)生放電，不僅有安全隱患，同時很容易吸附灰塵，給使用者帶來很多不便。金屬納米微粒為解決這一問題提供了一個新的途徑，只要在化纖制品中加入少量金屬納米微

粒，就會使靜電效應(yīng)大大降低。

在家電用高分子材料，納米靜電屏蔽材料的應(yīng)用近來也開始得到了推廣。電器外殼如果不能進(jìn)行靜電屏蔽，電器的信號就會受到外部靜電的嚴(yán)重干擾。為了改善靜電屏蔽涂料的性能，日本松下公司已研制成功具有良好靜電屏蔽的納米涂料，這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性，因面能起到靜電屏蔽作用，同時氧化物納米微粒顏色各異，可以通過復(fù)合控制靜電屏蔽涂料的顏色。因此這種納米靜電屏蔽涂料不但有很好的靜電屏蔽特性，而且也克服了炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。

在醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，日本東京大學(xué)日前通過結(jié)合納米級的微小分子環(huán)和高分子材料開發(fā)出了凝膠狀的新型醫(yī)療材料。這種新材料的可見光的通過率高達(dá)98 2％，而且即使拉長8倍，材料也能恢復(fù)原狀，并不會受到任何破壞。這種性能優(yōu)異的材料可望用來生產(chǎn)隱形眼鏡以及其他醫(yī)療產(chǎn)品。而在醫(yī)用化纖制品和紡織品中添加納米微?？梢云鸬匠?、殺菌、消毒的作用。

另外，一些聚酯／粘土礦物的納米復(fù)合材料不僅提高了聚酯的力學(xué)性能，光學(xué)性能、阻隔性能等也有一定的提高，這種復(fù)合材料可以應(yīng)用于汽車、包裝等領(lǐng)域，其他潛在的應(yīng)用前景也是非常誘人的。

納米技術(shù)作為一項(xiàng)高新技術(shù)在高分子材料改性中有著非常廣闊的應(yīng)用前景，特別對開發(fā)具有特殊性能的高分子材料有著重要的實(shí)際意義。但由于對其微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識的不足，納米技術(shù)的發(fā)展還存在著較大的局限性，其理論和工程實(shí)踐也也都比較缺乏。但即使如此，其廣闊的市場與誘人的應(yīng)用前景已初見端倪，納米材料將成為新興材料的主流。

高科技纖維又稱特種纖維，按性能劃分有五大類：耐強(qiáng)腐蝕含氟類纖維、耐高溫纖維、阻燃纖維、高強(qiáng)高模纖維和功能纖維。其中，高強(qiáng)高模纖維特別是聚丙烯腈基碳纖維和對位或間位芳酰胺纖維(芳綸)最為重要。早在20世紀(jì)80年代初，以美、日為代表的發(fā)達(dá)國家對化纖的發(fā)展作了重要戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，開始把投資重點(diǎn)由傳統(tǒng)化纖轉(zhuǎn)向高科技纖維。21世紀(jì)發(fā)達(dá)國家高科技纖維的發(fā)展可望繼續(xù)加速，一些通用化纖生產(chǎn)線不斷轉(zhuǎn)產(chǎn)高科技纖維，新工藝、新技術(shù)和新產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)。而我國在這方面的研究開發(fā)落后于發(fā)達(dá)國家約20年。由于發(fā)展高科技纖維有著極其重要的戰(zhàn)略意義，專家呼吁我國應(yīng)重視高科技纖維特別是碳纖維的 科技攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化。其重要意義并不亞于納米材料，對提升國民經(jīng)濟(jì)的整體素質(zhì)和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有著重要作用。

高科技纖維應(yīng)用領(lǐng)域廣泛高科技纖維是具有高附加值和高收益的產(chǎn)品。以美國為例，1984年高科技纖維產(chǎn)量占化纖總產(chǎn)量的1.6%，而產(chǎn)值卻占12.6%；到1988年，其產(chǎn)量所占比例上升至2.4%，而產(chǎn)值卻占化纖總產(chǎn)值的20.4%。盡管這些高科技纖維的前期開發(fā)投入較大，但后期回報(bào)。在前些年世界經(jīng)濟(jì)遭亞洲金融危機(jī)沖擊的嚴(yán)峻形勢下，傳統(tǒng)化纖市場處于低迷狀態(tài)，而高科技纖維卻供不應(yīng)求，成為支撐收益的中堅(jiān)產(chǎn)品。

高科技纖維也是支撐高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，是運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈、各類航天器、宇宙站、人造衛(wèi)星、宇航服、噴氣式客機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)、船舶、超高速列車、醫(yī)學(xué)和生物工程等的關(guān)鍵材料。同時，也能滿足許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)特別是支柱產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代的需要。例如，環(huán)保節(jié)能型新一代汽車，其高速飛輪轉(zhuǎn)子、壓縮天然氣罐、高速子午胎、發(fā)動機(jī)耐熱傳感器、輕量傳動軸、彈簧板以至車體，皆采用高性能纖維復(fù)合材料。在新型建材領(lǐng)域，高強(qiáng)高模纖維增強(qiáng)水泥、復(fù)合材料型材、混凝土結(jié)構(gòu)物的加固修復(fù)用片材、大跨度斜拉橋和懸索橋用代鋼索纜繩、拉擠成型代鋼筋材料等，都采用高性能纖維。在電子和信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，柔性印刷線路板基板、光纜及其補(bǔ)強(qiáng)材料、塑料光纖計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、防輻射手機(jī)外殼、電磁波屏蔽材料、防塵防靜電工作服、超凈室高效空氣濾材，都需要各種高性能纖維和功能纖維。對于現(xiàn)代國防來說，可以說任何高科技戰(zhàn)爭所需的現(xiàn)代化武器裝備的制造，都要用到高性能纖維和功能纖維。

高科技纖維也是能源開發(fā)特別是新能源開發(fā)所必不可少的新材料。如抽油桿，千米以下深海油田開采平臺所需升降機(jī)、輸油管線、鉆井套管等，大型風(fēng)力發(fā)電葉片及其推進(jìn)器，核電站耐輻射建材及其防護(hù)用品，含放射物冷卻水回用濾材，海水吸鈾高效吸附材料，鈾同位素分離用高速轉(zhuǎn)筒等，都需要各類高科技纖維。在環(huán)保方面其用途就更多了，如酸雨的防治、高溫粉塵濾袋、含重金屬離子等廢水的處理等。就是在解決淡水資源短缺方面，也開始大規(guī)模使用中空纖維反滲透膜技術(shù)。如最近沙特阿拉伯和我國臺灣省都分別引進(jìn)了日本產(chǎn)世界最大的海水淡化裝置，日產(chǎn)淡水高達(dá)12.8萬噸。

高科技纖難的開發(fā)和應(yīng)用，將使人類的衣著從“仿真”過渡到“超真”，使人們的服裝具有各種特的功能，如光變色、冬暖夏涼、抗菌消臭和吸收遠(yuǎn)紅外保溫等功能。人工骨、關(guān)節(jié)、韌帶、牙床、假眼、人工肺、人工肝、人工腎、人工脾、人造血管和皮膚等都可用高科技纖維制造。在尖端技術(shù)領(lǐng)域，由于解決了超低溫絕緣材料，創(chuàng)造了磁懸浮列車的最高行駛紀(jì)錄。由此可見，高科技纖維的應(yīng)用領(lǐng)域可以說是無怕不包。

我國高科技纖維發(fā)展基礎(chǔ)和現(xiàn)狀

1996年起發(fā)展中國家化纖的總產(chǎn)量和產(chǎn)能超過了發(fā)達(dá)國家。其主要原因是，發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了化纖產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，早已把投資重點(diǎn)由傳統(tǒng)化纖轉(zhuǎn)向高科技代纖上了，并大規(guī)模地將普通化纖的生產(chǎn)技術(shù)及全套設(shè)備向第三世界國家轉(zhuǎn)移，將收益用于發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。目前發(fā)達(dá)國家尤其是美國和日本的高科技纖維已處于壟斷地位。

我國已具備把投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)向發(fā)展高科技纖維的基本條件。近年來我國主要高科技纖維的市場需求增長很快，1995年聚丙烯腈基碳纖維的需求量只有60噸，到2000年已達(dá)1500噸；1995年芳綸纖維的需求量也只有60噸，到2000年已達(dá)到500噸；1995年超高分子量聚乙烯纖維需求量才20噸，2000年已超過500噸。我國高科技功能纖維隨著人民生活的迅速提高和環(huán)保意識的增強(qiáng)，發(fā)展很快，需求成倍增長。僅中空纖維分離膜的生產(chǎn)廠家就達(dá)120多家，活性炭纖維生產(chǎn)廠家也有幾十家，產(chǎn)品主要用于水處理等方面，市場需求量不斷擴(kuò)大。

我國發(fā)展高科技纖維存在的問題及發(fā)展建議

我國高科技纖維的應(yīng)用研究和市場開發(fā)，為斷取得進(jìn)展，為持續(xù)快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從20世紀(jì)80年代起，國家就安排了碳纖維和芳綸纖維科技攻關(guān)，也同時安排了一批應(yīng)用研究項(xiàng)目，目前又有一批新應(yīng)用領(lǐng)域正在開發(fā)，這些都是保證高科技纖維持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國即將加入WTO，關(guān)稅將逐步減少，市場準(zhǔn)入將更加廣泛，而我國的高科技纖維卻處于小而散的狀態(tài)，根本不具備國際競爭力，這種局面急待扭轉(zhuǎn)。以上這些因素都使投資重點(diǎn)轉(zhuǎn)移成為可能。目前，國內(nèi)不少企業(yè)集團(tuán)已出現(xiàn)引進(jìn)高性能纖維生產(chǎn)線熱潮，國家應(yīng)加強(qiáng)對高科技纖維的宏觀調(diào)控，防止復(fù)復(fù)引進(jìn)和建設(shè)。如果不嚴(yán)加控制又會形成小而散的局面，很難形成有競爭力的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。為了防止投資熱點(diǎn)集中在碳纖維和芳酰胺纖維領(lǐng)域，國家應(yīng)引導(dǎo)企業(yè)適當(dāng)?shù)匕奄Y金投向其他有前景的高科技纖維項(xiàng)目上來。如聚苯硫醚纖維及上述兩大纖維的下游制品開發(fā)，因?yàn)榫郾搅蛎牙w維作為高溫粉塵濾材和電絕緣材料等，其綜合性能好。而碳纖維等復(fù)合材料制品的開發(fā)和生產(chǎn)，不僅有利于上游高性能纖維的發(fā)展，更重要的是風(fēng)險和難度相對較小，經(jīng)濟(jì)效益更好。在對重大建設(shè)項(xiàng)目和引進(jìn)項(xiàng)目審查時，國家有關(guān)部門應(yīng)提高效率，因?yàn)榫猛舷氯适C(jī)遇，給企業(yè)帶來重大損失。

正是由于高科技纖維對提長一個國家的整體經(jīng)濟(jì)素質(zhì)有舉足輕重的作用，國家提出在“十五”期間加大對高科技纖維的投入，奠定主要高科技纖維的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)聚丙烯腈基碳纖維及其原絲、芳綸、超強(qiáng)聚乙烯纖維及主要功能纖維產(chǎn)業(yè)化，并在消化吸收國外引進(jìn)技術(shù)和裝置的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，逐步擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，實(shí)是明智之舉。參考文獻(xiàn)

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第五篇：納米材料在環(huán)保中的應(yīng)用

納米技術(shù)在環(huán)保中的應(yīng)用

李智（廣西大學(xué) 材料科學(xué)與工程 2012級 1209010116）

摘要：綜述了納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用情況,環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今生態(tài)環(huán)境重要課題,傳統(tǒng)的污染治理存在著一定的不足。納米技術(shù)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用將會給我國乃至全世界在治理環(huán)境污染方面帶來新的機(jī)遇。

Abstract: This paper summarizes the application of nanotechnology in environmental protection, environmental protection is an important issue in today's ecological environment, the traditional pollution control has some shortcomings.The application of nanotechnology in environmental protection will bring new opportunities to our country and the world in the treatment of environmental pollution.關(guān)鍵詞：納米技術(shù)；環(huán)境保護(hù)；應(yīng)用

Keywords: nano technology;environmental protection;application 1 引言

納米技術(shù)是用單個原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)，研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。納米科學(xué)技術(shù)是以許多現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的科學(xué)技術(shù)，當(dāng)前納米技術(shù)的研究和應(yīng)用主要在材料和制備、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)與健康、航天和航空、環(huán)境和能源、生物技術(shù)和農(nóng)產(chǎn)品等方面。作為一門高新科學(xué)技術(shù)，納米技術(shù)具有極大的價值和作用。由納米技術(shù)研制生產(chǎn)出來的納米材料不僅具有良好的吸附能力、殺菌能力、抗輻射能力，還有十分良好的吸收效果。因?yàn)榧{米技術(shù)自身的優(yōu)勢，人們已將其廣泛的應(yīng)用到了城市環(huán)境治理中，并取得了明顯的效果，有效的改善了城市的環(huán)境水平，其在環(huán)保過程中起著重要作用。納米技術(shù)在治理有害氣體方面的應(yīng)用

大氣污染一直是各國政府需要解決的難題，空氣中超標(biāo)的二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOC)是影響人類健康的有害氣體，納米材料和納米技術(shù)的應(yīng)用能夠最終解決產(chǎn)生這些氣體的污染源問題。工業(yè)生產(chǎn)中使用的汽油、柴油以及作為汽車燃料的汽油、柴油等，由于含有硫的化合物在燃燒時會產(chǎn)生SO2 氣體，這是SO2 的最大污染源。所以在石油提練中有一道脫硫工藝以降低其硫的含量。納米鈦酸鈷(CoTiO3)是一種非常好的石油脫硫催化劑。以半徑55nm ～ 70nm 的鈦酸鈷作為催化活體多孔硅膠或Al2O3 陶瓷作為載體的催化劑，其催化效率極高。經(jīng)它催化的石油中硫的含量小于0.01 %，達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)生產(chǎn)中使用的煤燃燒時也會產(chǎn)生SO2氣體，如果在燃燒的同時加入一種納米級助燒催化劑不僅可以使煤充分燃燒，不產(chǎn)生一氧化硫氣體，提高能源利用率，而且會使硫轉(zhuǎn)化成固體的硫化物，而不產(chǎn)生二氧化硫氣體，從而杜絕有害氣體的產(chǎn)生。最新研究成果表明，復(fù)合稀土化合物的納米級粉體有極強(qiáng)的氧化還原性能，這是其他任何汽車尾氣凈化催化劑所不能比擬的。它的應(yīng)用可以徹底解決汽車尾氣中一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)的污染問題。以活性碳作為載體、納米Zr0.5Ce0.5O2粉體為催化活性體的汽車尾氣凈化催化劑，由于其表面存在Zr4+/Zr3+及Ce4+/Ce3+，電子可以在其三價和四價離子之間傳遞，因此具有極強(qiáng)的電子得失能力和氧化還原性，再加上納米材料的表面大、空間懸鍵多、吸附能力強(qiáng)，因此它在氧化一氧化碳的同時還原氮氧化物，使它們轉(zhuǎn)化為對人體和環(huán)境無害的氣體———二氧化碳和氮?dú)狻６乱淮募{米催化劑，將在汽車發(fā)動機(jī)汽缸里發(fā)揮催化作用，使汽油在燃燒時就不產(chǎn)生CO 和NOx，無需進(jìn)行尾氣凈化處理。

[1]3 納米技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用 3.1 處理無機(jī)污染廢水

重金屬是一種十分有價值的資源，在我國的生產(chǎn)生活中具有十分重要的作用。然而由于在重金屬開采與工業(yè)生產(chǎn)中人們沒有做好相應(yīng)的技術(shù)處理措施，致使大量的重金屬資源流失，其中一部分流失的重金屬會進(jìn)入水中，造成水資源的嚴(yán)重污染。而受污染的水會通過各種渠道對環(huán)境與人們的身體健康造成不良的影響與危害。而利用納米技術(shù)中的納米粒子對無機(jī)污染廢水進(jìn)行處理，能夠?qū)λ械闹亟饘倭Ｗ舆M(jìn)行還原，使其形成重金屬結(jié)晶體。這樣一來，就既有效的使水資源變得更加清潔健康，而且也在另一程度上實(shí)現(xiàn)了對重金屬的回收，減少了資源浪費(fèi)，可謂是一舉兩得。

3.2 處理有機(jī)污染廢水

科學(xué)研究已經(jīng)證明，作為光催化劑原料的TiO2 能夠有效的對被氧化水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解。相關(guān)科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)證實(shí)，納米光催化劑能夠?qū)ξ廴舅械陌耸喾N有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)行降解處理，通過光化學(xué)反應(yīng)使這些有毒物質(zhì)變?yōu)閷Νh(huán)境和人力無危害的物質(zhì)，從而有效的實(shí)

[2]現(xiàn)對環(huán)境中有機(jī)污染廢水的凈化。提高環(huán)境中水的健康清潔程度。

3.3 對自來水進(jìn)行凈化處理

新型納米級凈水劑的吸附能力和絮凝能力是普通凈水劑AL2O3 的十到二十倍。新型納米凈水劑通過對納米磁性物質(zhì)、纖維物質(zhì)以及活性炭裝置的利用，能夠很好的實(shí)現(xiàn)對水中懸浮顆粒以及各種雜質(zhì)的吸附，使水中的異味和鐵銹等物質(zhì)得以去除干凈，從而實(shí)現(xiàn)對自來水的全面凈化。在此基礎(chǔ)上，人們還可以利用帶有納米孔徑的處理膜和帶有不同納米孔徑的陶瓷小球處理裝置，來實(shí)現(xiàn)殺滅自來水中細(xì)菌、病毒的目的，從而進(jìn)一步提高飲用純凈水的衛(wèi)生安全質(zhì)量，并且在這一過程中，水中的各種礦物質(zhì)元素并不會被吸附掉，而是能夠最終保存在水中，提高自來水的礦物活性成分含量。納米技術(shù)在其它環(huán)保領(lǐng)域中的應(yīng)用 4.1 納米技術(shù)在城市固體廢物處理方面的應(yīng)用

納米技術(shù)在城市固體廢物處理方面所發(fā)揮的作用主要體現(xiàn)在以下兩個方面：首先，利用納米技術(shù)能夠很好的實(shí)現(xiàn)對橡膠、塑料以及印刷電路板等固體廢物的處理。人們通過利用納米技術(shù)對這一類型的固體廢物進(jìn)行再加工，使其形成微粉顆粒，并將其中夾雜的各種雜物、異物去除，就能使這些由橡膠、塑料等制成的微粉顆粒原料得以循環(huán)利用，提高資源利用率。第二，利用納米TiO2 催化技術(shù)加速城市廢物的降解速度，從而有效緩解城市垃圾量不斷加

[3]大給城市環(huán)境污染治理帶來的壓力。

4.2 納米技術(shù)在防止電磁波輻射方面的應(yīng)用

電子信息科技的發(fā)展使得電磁場、電磁波等在城市中的運(yùn)用越來越普遍。而研究發(fā)現(xiàn)，電磁場發(fā)出的電磁波在很大程度上會對人的神經(jīng)系統(tǒng)造成一定的不利影響、威脅人們的生命健康安全。而納米技術(shù)與納米材料的出現(xiàn)則有效緩解了電磁波問題帶給人們的壓力。人們通過在墻體中安裝納米材料的方式來提高建筑的抗輻射能力，從而保證生活在建筑內(nèi)的人免受電[4]磁波的干擾與輻射。4.3 納米技術(shù)在噪聲控制方面的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)與社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市中的人口聚集程度也越來越高。喧鬧的人群、發(fā)達(dá)的工業(yè)生產(chǎn)、汽車等都在很大程度上加劇了城市噪音的強(qiáng)度?？茖W(xué)家們已經(jīng)通過相關(guān)的科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)噪聲污染達(dá)到一定級別時很可能對人類的身體健康造成不利影響，重者[5]甚至?xí)斐扇说乃劳觥Ｒ话銇碚f，飛機(jī)、輪船、汽車以及工廠中的某些機(jī)械在啟動狀態(tài)下，其噪聲可達(dá)到上百分貝，導(dǎo)致環(huán)境噪聲污染的形成。而將納米技術(shù)應(yīng)用到這些機(jī)械設(shè)備中，能夠有效降低機(jī)械設(shè)備之間的摩擦作用力，從而有效降低噪聲的分貝，實(shí)現(xiàn)對噪聲污染的有效控制。利用納米科技研發(fā)出的潤滑劑應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備后，不僅能降低機(jī)械運(yùn)行時的噪聲，[6] [7]還可以促進(jìn)機(jī)械運(yùn)行壽命的延長。結(jié)語

納米科學(xué)技術(shù)是一門新興的學(xué)科，是21世紀(jì)的前沿學(xué)科，它會對環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生重要的影響，有著廣闊的應(yīng)用前景，甚至?xí)淖內(nèi)藗儌鹘y(tǒng)的環(huán)保理念。利用納米技術(shù)對解決全球性的水污染問題將起到極其重要的作用?？梢灶A(yù)見，隨著科學(xué)研究工作的不斷深入和應(yīng)用水平的不斷提高，納米技術(shù)解決環(huán)境污染問題將成為未來環(huán)境保護(hù)發(fā)展的必然趨勢。本文主要對納米技術(shù)在大氣環(huán)境、水污染治理以及其他環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致的介紹與分析，希望能夠有效提高我國的環(huán)境保護(hù)質(zhì)量。

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