材料特性及其在环境保护领域的应用.pdf

环保材料文章编号:1004-7204(2005)02-0040-03
EnviromentalMaterial
纳米材料特性及其在环境保护领域的应用
单志强
黑龙江科技学院黑龙江哈尔滨150027
摘要纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料纳米技术作为一种最具有市场应用潜力的新兴
科学技术,它将成为众多技术的创新动力本文概述了纳米材料的形态特殊性质以及纳米材料的应用以使大
家更清楚地认识纳米材料,并了解其在环保领域的应用现状与前景
关键词纳米;纳米技术;前景;环境保护
中图分类号TB383文献标识码A

NANOTECHNOLOGYANDITSAPPLIEDSTATUSAND
PROSPECTININTHEFIELDOFENVIRONMENTPROTECTION
SHANZhi-qiang
(HeiLongJianginstituteofscienceandtechnologyhaerbinHeiLongJiang150027)
Abstract:Nanotechnologyincludesnanomaterialandnanostructure.Asanewanddevelopingtechnologywhichhas
marketapplicationpotentiality.Thetechnologywillbecomeinnovateforceamongtechnology.Inordertomakeus
knowandacknowledgetheappliedstatusandprospectofnanotechnologyinthefieldofenvironmentprotection,this
papersummariessomeconceptsaboutnanometer:formspecialqualityandapplicationofnanomaterial.
Keywords:nanometer;nanotechnology;prospect;environmentprotection

1纳米材料概述球形颗粒的表面积与直径的平方成正比,其体积与直径
著名的诺贝尔化学奖获得者Feyneman在20世纪60年代曾预的立方成正比,故其比表面积(表面积/体积)与直径成反比
言如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话我超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的,若用高倍率
们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性就会看到材料的性电子显微镜对金超微颗粒(直径为2.13)进行电视摄像,
能产生丰富的变化他所说的材料就是现在的纳米材料[1,2]实时观察发现这些颗粒没有固定的形态,随着时间的变化会自
纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点纳米材料是纳动形成各种形状(如立方八面体十面体二十面体等)的晶
米技术应用的基础其相应发展起来的纳米技术则被公认为是型,它既不同于一般固体,又不同于液体,是一种准固体在电
21世纪最具有前途的科研领域所谓纳米科学是指研究纳米子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了沸腾状
尺寸范围在0.1100nm之内的物质所具有的物理化学性质和态,尺寸大于10后才看不到这种颗粒结构的不稳定性,这
功能的科学而纳米科技其实就是一种用单个原子分子制造时微颗粒具有稳定的结构状态超微颗粒的表面具有很高的
物质的科学技术它以纳米科学为理论基础进行制造新材活性,在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧如要防止自燃,
料新器件研究新工艺的方法[3]可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率,使其缓慢氧化生成
1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的一层极薄而致密的氧化层,确保表面稳定化利用表面活性,
Siegel相继成功地制得了纯物质的纳米细粉Gleiter在高真空金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及
的条件下将粒径为6nm的Fe粒子原位加压成形烧结得到纳低熔点材料
米微晶块体从而使纳米材料进入了一个新的阶段1990年7
月在美国召开的第一届国际纳米科学技术会议正式宣布纳2.2小尺寸效应
米材料科学为材料科学的一个新分支从材料的结构单元层随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的
次来说它介于宏观物质和微观原子分子的中间领域在质变由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为
纳米材料中界面原子占极大比例而且原子排列互不相小尺寸效应对超微颗粒而言,尺寸变小,同时其比表面积亦
同界面周围的晶格结构互不相关从而构成与晶态非晶显著增加,从而产生特殊的光学热学磁学力学声学
态均不同的一种新的结构状态超导电性介电性能以及化学性能等一系列新奇的性质

2纳米颗粒的基本性征3纳米材料的形态
2.1表面效应[4,5]3.1纳米颗粒型材料

收稿日期:2005-03-02
作者简介单