納米材料在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用論文
摘要：納米材料是近年來(lái)材料學(xué)中的一種新型材料，納米材料以其優(yōu)良的性能越來(lái)越受到各個(gè)行業(yè)的關(guān)注，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如在催化、涂料、醫(yī)藥、污水處理、空氣凈化等行業(yè)，當(dāng)今世界各國(guó)對(duì)于納米材料的研究投入都相當(dāng)大，本文針對(duì)納米材料的性質(zhì)、應(yīng)用等方面展開進(jìn)一步的研究。
關(guān)鍵詞：納米材料；高分子材料；污水處理；化工；應(yīng)用
納米材料是指的大小處于納米級(jí)（1-100mm）的材料，這種材料由納米粒子組成，納米粒子的大小介于原子和分子之間，因此它具有一般材料不具有的特殊性質(zhì)，在許多領(lǐng)域中，尤其是化工、催化劑、涂料、醫(yī)藥等化工行業(yè)中，這些特殊的性質(zhì)展現(xiàn)出了良好的性能，被廣泛的利用，在其他精細(xì)化工方面的應(yīng)用也較多，本文對(duì)納米材料在化工領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行闡述。
1納米材料的特殊性質(zhì)
1.1力學(xué)性質(zhì)
由于納米材料由納米粒子組成，而粒子處于納米級(jí)時(shí)，材料的強(qiáng)度、硬度等力學(xué)性質(zhì)會(huì)隨著粒子的粒徑減小而增大。正是由于納米材料的這種性質(zhì)，它可以被用于某些需要強(qiáng)度和硬度的包裝上，解決大多包裝容易破壞的問(wèn)題，例如在塑料中加入納米二氧化鈦、納米碳酸鈣等材料，可以改進(jìn)塑料在許多方面的缺陷，提高塑料力學(xué)方面的性能。塑料本身耐熱性差、脆性大、強(qiáng)度低、透明度低等缺點(diǎn)通過(guò)在塑料中加入無(wú)機(jī)納米材料后都取得了很好的效果，納米材料對(duì)于塑料行業(yè)無(wú)疑是一次重要的技術(shù)性突破。
1.2磁學(xué)性質(zhì)
納米材料中納米粒子由于粒徑處于納米級(jí)別，各個(gè)納米晶粒之間的此理作用反映到納米材料中，影響材料磁學(xué)性質(zhì)。納米晶粒的磁各向異性和晶粒間的磁相互作用對(duì)納米顆粒的磁化作用起到了決定性作用，而納米晶粒的磁各向異性與晶粒的形狀、結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)有很大的'關(guān)系，這就體現(xiàn)了納米顆粒的小尺寸對(duì)于納米材料磁學(xué)性質(zhì)的作用。
1.3電學(xué)性質(zhì)
納米結(jié)構(gòu)的電阻較其他晶結(jié)材料高是由于納米結(jié)構(gòu)的晶結(jié)面上的原子體積分?jǐn)?shù)增大，在電器元件中能夠發(fā)揮較好的作用，其良好的電學(xué)性能，例如高速、高容量、體積微小，都比現(xiàn)如今的半導(dǎo)體材料更好，因此在不久的將來(lái)，由納米材料制造的電器元件有可能將代替現(xiàn)有的半導(dǎo)體材料，在電氣行業(yè)中發(fā)揮重要的作用。
2納米材料在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用
2.1在催化方面的應(yīng)用
納米材料能夠用作催化劑，催化劑是用來(lái)加速某些化學(xué)反應(yīng)的，納米材料以其較高的比表面積而展現(xiàn)良好的表面活性，這種特性是納米材料能夠成為催化劑非常重要的一個(gè)必要條件，在催化劑行業(yè)，納米顆粒催化劑必將成為重要角色。光催化劑是納米材料在催化劑中的一個(gè)例子，光催化劑是利用納米TiO2所具有的量子尺寸效應(yīng)，這種效應(yīng)使這種催化劑具有更強(qiáng)的氧化還原能力，在作為催化劑時(shí)表現(xiàn)出很好的作用。
2.2在涂料方面的應(yīng)用
納米材料表面的結(jié)構(gòu)特殊性決定了其能夠作為添加進(jìn)涂料中，這種添加了納米材料的納米涂料具有一般涂料不具備的優(yōu)良性能，這就使傳統(tǒng)的涂料性能得到很好的改善，將一般涂層變?yōu)榧{米復(fù)合體涂層，常用于涂料中的納米材料有納米SiO2、納米TiO2、納米鈦粉、納米Fe2O3、納米ZnO等。本文主要對(duì)SiO2和納米鈦粉進(jìn)行介紹。
2.2.1納米SiO2
納米SiO2能夠吸收紫外線、紅外線，這對(duì)于提高涂料的抗老化性有非常重要的幫助，同時(shí)可以對(duì)SiO2表面進(jìn)行處理已達(dá)到各種預(yù)期的效果。在建筑工程中對(duì)建筑物墻體進(jìn)行粉刷時(shí)，在涂料中加入SiO2能夠明顯改善涂料性能，防止分層、觸變，同時(shí)耐臟，耐擦洗。在船舶、車輛等對(duì)涂料要求較高的地方，添加SiO2還能增加涂料的強(qiáng)度、光潔度、耐老化性等等。
2.2.2納米鈦粉
納米鈦粉加入涂料主要是為了提高涂料的耐磨、耐腐蝕等性能，實(shí)踐證明，納米鈦粉的加入大大提升了涂料的這些性能，效果顯著。納米鈦粉和樹脂化合能夠制作出多種類型的涂料，這些合成的新型涂料較普通涂料有明顯的優(yōu)勢(shì)，最大的優(yōu)勢(shì)是它的耐腐蝕性，在許多惡劣的環(huán)境中能夠抵抗環(huán)境的腐蝕性作用多年而不被損壞，這在船舶等行業(yè)中能夠發(fā)揮出很大的價(jià)值。
2.3在醫(yī)藥方面的應(yīng)用
隨著人們對(duì)健康的重視程度越來(lái)越高，人們對(duì)日常生活中的醫(yī)藥方面的關(guān)注也越來(lái)越多，進(jìn)入納米時(shí)代后，納米材料在許多方面發(fā)揮著重要的作用，在醫(yī)藥方面也不例外，如何控制藥物更好的發(fā)揮作用是醫(yī)學(xué)界一直在研究的問(wèn)題，納米材料的出現(xiàn)很好的解決了這個(gè)問(wèn)題已，用納米材料將藥物包裹制成智能藥物，這種藥物能夠主動(dòng)尋找需要藥物治療的組織或細(xì)胞。
2.4在其它精細(xì)化工方面的應(yīng)用
納米材料在其他精細(xì)化工方面也發(fā)揮著重要的作用，例如化妝品中添加納米材料就能夠起到很好的作用，化妝品中添加納米TiO2、納米ZnO等具有較強(qiáng)吸收紫外線能力的納米材料就能夠?yàn)榉乐棺贤饩�提供很好的幫助。
3結(jié)語(yǔ)
納米科學(xué)是一門新興學(xué)科，納米材料作為一種新型的材料，在21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，納米技術(shù)的誕生對(duì)于人類而言受益匪淺，未來(lái)經(jīng)過(guò)人類的不懈努力，可以將納米材料發(fā)揮出更大的作用，從而解決當(dāng)今一些仍然束手無(wú)策的問(wèn)題，納米材料在精細(xì)化工中的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展有重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
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