淺談納米材料在化工生產中的應用

葛林慧

（安康職業技術學院，陜西安康 725000）

淺談納米材料在化工生產中的應用

葛林慧

（安康職業技術學院，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，在許多領域具有長期的應用價值，對于化學工業，納米材料的應用前景較為樂觀。

納米材料；化工生產；應用

納米材料也稱為超細顆粒或超細粉體，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構，并具有許多其它物質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，在許多領域，特別是在光、電、磁、催化等領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氧乙烷催化劑；超細鎳粉、銀色的光燒結效率，輕燒結體超細顆粒可以產生微孔過濾器，用于存儲氫氣的吸附材料，用于在工藝美術圖案的陶瓷色料。

1.2具有特殊的光學性質

超細顆粒態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，光電轉換材料，和太陽能轉換成熱能和電能。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

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是成功的。納米金屬比傳統的粗晶金屬要大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構的特殊性，很難獲得優良的性能，具有很強的生命力。借助于傳統的涂層技術，在納米復合涂層中加入納米復合材料，實現了納米復合涂層的功能，使傳統的涂層功能改性。按其應用可分為結構層和功能層。在涂料中添加納米材料可以進一步提高防護能力，實現防紫外線、空氣阻力和降解、變色等，在衛生產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，以達到儲存的太陽能，節約能源的目的。在建材產品如玻璃、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，從而產生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已經開發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的納米氧化物粒子，在室溫下比傳統的氧化物導電性能高，并且可以發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。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，將帶來新的技術革命，也將促進復合材料的開發與應用。

3 納米材料在化工涂料領域的應用

納米材料具有典型的表面和結構特性，因此它具有很多其他材料都沒有的優異性能，而且應用前景十分樂觀。由于納米材料的優異性能，在傳統的涂層技術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生，在衛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。

4 納米技術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，開發具有高強度、耐腐蝕、抗老化性能的防水材料和工程領域一直處于積極研究，納米抗水材料可以很好地開發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、衛生間、水利水電大壩、防海底工程等。他們對密封要求的結構是非常高的，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構和納米二氧化硅形成的膠流網絡結構，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，設計各種新的材料和設備。納米材料在新材料、能源、信息、精細化工等領域有越來越廣泛的應用。

[1] 陳文瑋.淺析納米材料在化工產業中的廣泛應用[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。