論納米材料在化工生產(chǎn)中的應用

論納米材料在化工生產(chǎn)中的應用

　　論文關鍵詞： 納米技術 化工生產(chǎn) 催化 應用

　　論文摘要：本文從納米材料在催化方面、涂料方面、其它精細化工方面和醫(yī)藥方面的應用等幾個方面探討了其在化工生產(chǎn)中的應用。

　　有人曾經(jīng)預測在21世紀納米技術將成為超過網(wǎng)絡技術和基因技術的“決定性技術”，由此納米材料將成為最有前途的材料。它所具有的獨特的物理和化學性質(zhì)，使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學、材料、生物、醫(yī)藥等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應用前景十分廣闊。近年來，它在化工生產(chǎn)領域也得到了一定的應用，并顯示出它的獨特魅力。

　　一、納米材料在工程上的應用

　　納米材料的小尺寸效應使得通常在高溫下才能燒結(jié)的材料如 Si C, BC等在納米尺度下在較低的溫度下即可燒結(jié) ,另一方面 ,納米材料作為燒結(jié)過程中的活性添加劑使用也可降低燒結(jié)溫度 ,縮短燒結(jié)時間。由于納米粒子的尺寸效應和表面效應 ,使得納米復相材料的熔點和相轉(zhuǎn)變溫度下降 ,在較低的溫度下即可得到燒結(jié)性能良好的復相材料。由納米顆粒構成的納米陶瓷在低溫下出現(xiàn)良好的延展性。納米 Ti O2 陶瓷在室溫下具有良好的韌性 ,在 1 80°C下經(jīng)受彎曲而不產(chǎn)生裂紋。納米復合陶瓷具有良好的室溫和高溫力學性能 ,在切削刀具、軸承、汽車發(fā)動機部件等方面具有廣泛的應用 ,在許多超高溫、強腐蝕等許多苛刻的環(huán)境下起著其它材料無法取代的作用。隨著陶瓷多層結(jié)構在微電子器件的包封、電容器、傳感器等方面的應用 ,利用納米材料的優(yōu)異性能來制作高性能電子陶瓷材料也成為一大熱點。有人預計納米陶瓷很可能發(fā)展成為跨世紀新材料 ,使陶瓷材料的研究出現(xiàn)一個新的飛躍。納米顆粒添加到玻璃中 ,可以明顯改善玻璃的脆性。無機納米顆粒具有很好的流動性 ,可以用來制備在某些特殊場合下使用的固體潤滑劑。

　　二、納米材料在涂料方面的應用

　　納米材料由于其表面和結(jié)構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強大的生命力。表面涂層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術，添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構涂層和功能涂層。結(jié)構涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)和改性;功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能。結(jié)構涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等;功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層，導電、絕緣、半導體特性的電學涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層，可利用其光學特性，達到儲存太陽能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。

　　日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應用前景，將為涂層技術帶來一場新的技術革命，也將推動復合材料的研究開發(fā)與應用。

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