葛林慧

（安康職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西安康 725000）

淺談納米材料在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

葛林慧

（安康職業(yè)技術(shù)學(xué)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(xué)性質(zhì)，在許多領(lǐng)域具有長(zhǎng)期的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于化學(xué)工業(yè)，納米材料的應(yīng)用前景較為樂(lè)觀。

納米材料；化工生產(chǎn)；應(yīng)用

納米材料也稱為超細(xì)顆?；虺?xì)粉體，是指在同一個(gè)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(yīng)，同時(shí)，也具有許多典型的物理化學(xué)性質(zhì)，在許多領(lǐng)域，特別是在光、電、磁、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用非常有價(jià)值。

1 納米材料特性

1.1具有很強(qiáng)的表面活性

納米超細(xì)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(huì)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(chǔ)存材料和低熔點(diǎn)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(xì)硼粉、高鉻酸銨粉末可以有效的催化劑為炸藥；超細(xì)銀粉可以成為環(huán)氧乙烷催化劑；超細(xì)鎳粉、銀色的光燒結(jié)效率，輕燒結(jié)體超細(xì)顆?？梢援a(chǎn)生微孔過(guò)濾器，用于存儲(chǔ)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(xué)性質(zhì)

超細(xì)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。可見(jiàn)光的反射率很低，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(yáng)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(yīng)用。

1.3具有特殊的力學(xué)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(xué)性能。研究表明，人們的牙齒具有很高的強(qiáng)度，因?yàn)樗怯闪姿徕}納米材料組成的，這也說(shuō)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(fù)合納米材料能在較大范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性能，其應(yīng)用前景十分廣闊。

2 在涂料方面的應(yīng)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(qiáng)的生命力。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，在納米復(fù)合涂層中加入納米復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了納米復(fù)合涂層的功能，使傳統(tǒng)的涂層功能改性。按其應(yīng)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(jìn)一步提高防護(hù)能力，實(shí)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(yīng)用中能起到清洗殺菌的作用。利用納米材料對(duì)涂層的跡象，利用其光學(xué)性質(zhì)，以達(dá)到儲(chǔ)存的太陽(yáng)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(dá)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(kāi)發(fā)出了良好的靜電屏蔽的納米涂料，納米顆粒的應(yīng)用與氧化鐵，鈦白粉和氧化鋅等。這些具有半導(dǎo)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(dǎo)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(fù)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(chē)裝飾噴涂，納米TiO2在汽車(chē)，汽車(chē)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(chē)。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(qiáng)度成倍增加。納米涂料具有良好的應(yīng)用前景，將帶來(lái)新的技術(shù)革命，也將促進(jìn)復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

3 納米材料在化工涂料領(lǐng)域的應(yīng)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(méi)有的優(yōu)異性能，而且應(yīng)用前景十分樂(lè)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(hù)功能，避免了對(duì)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(yīng)用也具有抗菌和清洗功能。納米材料涂層系統(tǒng)在標(biāo)簽上的應(yīng)用，以達(dá)到對(duì)太陽(yáng)能的吸收和儲(chǔ)存的影響，利用納米材料的特殊光學(xué)性質(zhì)。

4 納米技術(shù)在防護(hù)材料中的應(yīng)用

通常在復(fù)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(kāi)發(fā)具有高強(qiáng)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(kāi)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(qiáng)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(yīng)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(duì)密封要求的結(jié)構(gòu)是非常高的，超過(guò)了它的范圍，能滿足一般膠粘劑和密封劑的要求。國(guó)外通過(guò)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(jī)理是在納米二氧化硅的表面包覆一層有機(jī)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(luò)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(jī)械及其它主機(jī)噪音達(dá)到100分貝，由納米材料制成的潤(rùn)滑油，既有半永久性固體薄膜，又能產(chǎn)生良好的潤(rùn)滑性，大大降低噪音，并能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，具有很好的應(yīng)用前景。

5 結(jié)語(yǔ)

納米科學(xué)是一項(xiàng)基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的新學(xué)科，主要包括納米電子學(xué)、納米材料科學(xué)和納米生物學(xué)等。二十個(gè)世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代，主要是基于各種新穎的納米材料的物理和化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)各種新的材料和設(shè)備。納米材料在新材料、能源、信息、精細(xì)化工等領(lǐng)域有越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

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

[2] 紀(jì)世雄，曲唯賢，楊曉宏.國(guó)外納米材料在化工應(yīng)用中的研究進(jìn)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?yàn)榧{米材料應(yīng)用。