淺談納米材料在化工生產(chǎn)中的應用

葛林慧

（安康職業(yè)技術(shù)學院，陜西安康 725000）

淺談納米材料在化工生產(chǎn)中的應用

葛林慧

（安康職業(yè)技術(shù)學院，陜西安康 725000）

納米材料作為一種新型的小分子材料，具有一系列其他材料的物理化學性質(zhì)，在許多領(lǐng)域具有長期的應用價值，對于化學工業(yè)，納米材料的應用前景較為樂觀。

納米材料；化工生產(chǎn)；應用

納米材料也稱為超細顆?；虺毞垠w，是指在同一個簇中的宏觀物體的交界處，一塊材料，但也非單原子。納米材料由于其典型的層次結(jié)構(gòu)，并具有許多其它物質(zhì)所不能代替的特性和功能，如它的體積、表面和量子尺寸效應，同時，也具有許多典型的物理化學性質(zhì)，在許多領(lǐng)域，特別是在光、電、磁、催化等領(lǐng)域的應用非常有價值。

1 納米材料特性

1.1具有很強的表面活性

納米超細顆粒具有較高的活性，具有較高的“比表面積”。在空氣中，納米金屬粒子會迅速氧化和燃燒。金屬粒子的表面活性，有望成為新一代的高效催化劑，氣體儲存材料和低熔點材料。作為催化劑的納米顆粒，納米材料將顯示技能，充分。如超細硼粉、高鉻酸銨粉末可以有效的催化劑為炸藥；超細銀粉可以成為環(huán)氧乙烷催化劑；超細鎳粉、銀色的光燒結(jié)效率，輕燒結(jié)體超細顆?？梢援a(chǎn)生微孔過濾器，用于存儲氫氣的吸附材料，用于在工藝美術(shù)圖案的陶瓷色料。

1.2具有特殊的光學性質(zhì)

超細顆粒態(tài)中的所有金屬都是黑色的。尺寸越小，顏色越深，銀白色鉑（鉑）為白金，將金屬鉻變成鉻黑色?？梢姽獾姆瓷渎屎艿?，通常小于百分之一，而薄膜可以起到完全的消光。此特性可用于制造高效率的光和熱，光電轉(zhuǎn)換材料，和太陽能轉(zhuǎn)換成熱能和電能。紅外敏感元件、紅外隱身材料等也有可能應用。

1.3具有特殊的力學性質(zhì)

由于納米材料具有大的界面，界面原子排列比較混亂，原子在外部變形條件下容易遷移，因此表現(xiàn)出良好的韌性和延展性，從而使納米陶瓷材料具有新穎的力學性能。研究表明，人們的牙齒具有很高的強度，因為它是由磷酸鈣納米材料組成的，這也說明了納米材料的性質(zhì)是成功的。納米金屬比傳統(tǒng)的粗晶金屬要大3～5倍。金屬-陶瓷復合納米材料能在較大范圍內(nèi)改變材料的力學性能，其應用前景十分廣闊。

2 在涂料方面的應用

由于納米材料表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，很難獲得優(yōu)良的性能，具有很強的生命力。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，在納米復合涂層中加入納米復合材料，實現(xiàn)了納米復合涂層的功能，使傳統(tǒng)的涂層功能改性。按其應用可分為結(jié)構(gòu)層和功能層。在涂料中添加納米材料可以進一步提高防護能力，實現(xiàn)防紫外線、空氣阻力和降解、變色等，在衛(wèi)生產(chǎn)品的應用中能起到清洗殺菌的作用。利用納米材料對涂層的跡象，利用其光學性質(zhì)，以達到儲存的太陽能，節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料等添加合適的納米材料，可以達到減少光的傳輸和傳熱效果，從而產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已經(jīng)開發(fā)出了良好的靜電屏蔽的納米涂料，納米顆粒的應用與氧化鐵，鈦白粉和氧化鋅等。這些具有半導體性質(zhì)的納米氧化物粒子，在室溫下比傳統(tǒng)的氧化物導電性能高，并且可以發(fā)揮不同顏色的靜電屏蔽和氧化物納米顆粒的作用，它可以復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)。納米材料的顏色不僅隨顆粒尺寸的變化而變化，而且隨角度的變化也有變化。在工業(yè)汽車裝飾噴涂，納米TiO2在汽車，汽車的金屬面漆，具有豐富而神秘的色彩效果的涂料，使涂料從根本上改變了傳統(tǒng)的汽車。納米二氧化硅是一種抗紫外輻射材料。在涂料中添加納米二氧化硅可以使涂層的抗老化性能、光潔度和強度成倍增加。納米涂料具有良好的應用前景，將帶來新的技術(shù)革命，也將促進復合材料的開發(fā)與應用。

3 納米材料在化工涂料領(lǐng)域的應用

納米材料具有典型的表面和結(jié)構(gòu)特性，因此它具有很多其他材料都沒有的優(yōu)異性能，而且應用前景十分樂觀。由于納米材料的優(yōu)異性能，在傳統(tǒng)的涂層技術(shù)和納米材料的幫助下，可以得到良好的性能。這是超出了傳統(tǒng)涂層的功能和效果，一方面，納米材料添加不僅提高了涂層的保護功能，避免了對紫外線輻射和大氣腐蝕的傷害，也可以使更好的抵抗降解，防止顏色從涂層的發(fā)生，在衛(wèi)生用品中的應用也具有抗菌和清洗功能。納米材料涂層系統(tǒng)在標簽上的應用，以達到對太陽能的吸收和儲存的影響，利用納米材料的特殊光學性質(zhì)。

4 納米技術(shù)在防護材料中的應用

通常在復合添加炭黑等改善材料的防水性能，但這種耐腐蝕性和耐候性差，易老化，開發(fā)具有高強度、耐腐蝕、抗老化性能的防水材料和工程領(lǐng)域一直處于積極研究，納米抗水材料可以很好地開發(fā)出具有良好抗老化性能的納米防水卷材，具有良好的強度、韌性、耐熱性、耐熱性等性能。納米卷材防水卷材具有廣泛的應用前景，如建筑頂層、地下室、衛(wèi)生間、水利水電大壩、防海底工程等。他們對密封要求的結(jié)構(gòu)是非常高的，超過了它的范圍，能滿足一般膠粘劑和密封劑的要求。國外通過一般的膠粘劑和密封膠，加入納米二氧化硅和其他添加劑，使膠粘劑和密封膠的密封性能大大提高。其作用機理是在納米二氧化硅的表面包覆一層有機材料，它具有永久性，并將其添加到密封膠中很快形成了二氧化硅結(jié)構(gòu)和納米二氧化硅形成的膠流網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，提高了粘接效果，由于小顆粒尺寸，增加了更多的膠封。大型建材、機械及其它主機噪音達到100分貝，由納米材料制成的潤滑油，既有半永久性固體薄膜，又能產(chǎn)生良好的潤滑性，大大降低噪音，并能延長設備的使用壽命，具有很好的應用前景。

5 結(jié)語

納米科學是一項基礎科學和應用科學的新學科，主要包括納米電子學、納米材料科學和納米生物學等。二十個世紀將是納米技術(shù)的時代，主要是基于各種新穎的納米材料的物理和化學性質(zhì)，設計各種新的材料和設備。納米材料在新材料、能源、信息、精細化工等領(lǐng)域有越來越廣泛的應用。

[1] 陳文瑋.淺析納米材料在化工產(chǎn)業(yè)中的廣泛應用[J].中國科技博覽，2010，(4)：227.

[2] 紀世雄，曲唯賢，楊曉宏.國外納米材料在化工應用中的研究進展[J].化工新型材料，2010，(4)：1-3.

Application of Nanomaterials in Chemical Production

Ge Lin-hui

As a new nano-materials of small molecule materials，with a range of physical and chemical properties of other materials，long-term applications in many fi elds，for the chemical industry，the prospect of nanomaterials are more optimistic.

nano-materials；chemical production；application

TQ04；TB383.1

A

1003-6490（2016）01-0073-02

2016-01-01

葛林慧（1986—），女，助教，主要研究方向為納米材料應用。