《无机纳米材料研究进展及在电力环保中的应用》毕业学术论文.docx

无机纳米材料研究进展及在电力环保中的应用 （西北师范大学 物理与电子工程学院 730070） 摘要：纳米材料是指颗粒尺寸在纳米量级（1-100nm）的超细材料。纳米材料在结构，光电和化学性质等方面具有诱人的特征而受到人们的关注，纳米材料的发展，对于人们进一步认识固体材料的本质结构性能具有十分重要的价值。本文简要介绍无机纳米材料的种类，优异的热性能、力性能、电性能及其广泛应用，并举例将此类纳米材料的性能与普通材料的性能进行比较，详细综述金属纳米材料和无机非金属纳米材料的制备方法和表征方法。无机纳米材料作为光催化剂可降解水中多种有机物，纳米滤膜以及纳米吸附在水处理中也有一定的应用。纳米材料的应用还存在于光催化转化SO2、NOx技术中。其中，纳米二氧化钛光催化剂有着性质稳定、无毒、价廉等优点。 关键词：纳米材料，性能，制备，表征；应用纳米材料；光催化转化；二氧化钛；纳米滤膜；纳米过滤 1.前言 所谓纳米技术，是指纳米尺寸下（1～100nm）对物质进行制备，研究以及利用纳米尺寸物质进行工业化生产的一门综合性的技术体系。纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。无机纳米材料分为两个层次川，即纳米超微粒子与纳米固体材料，纳米超微粒子指的是粒子尺寸为1～100nm的微粒;纳米固体材料是指由纳米超微粒子经压制、烧结、或溅射而成的凝聚态固体材料。科学研究表明，当微粒尺寸小于100nm时，由于量子尺寸效应，小尺寸效应，表面及界面效应、宏观量子隧道效应，材料的性能发生了很大变化:熔点升高，活性增大，声、光、电、磁、热、力学等物理性能出现异常，目前此类纳米材料己成为材料科学领域研究的热点。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（1～100nm）或由它们作为基本单元构成的材料。这里所说的基本单元包括零维的纳米粒子、一维的纳米线及二维的纳米薄膜，由这些纳米尺度的基本单元构成纳米材料有多种方式，由此可以形成多种类型的纳米材料：纳米粉体材料是由纳米粒子构成的松散集合体；纳米粉体经过一定的压制工艺制成的具有高致密度的材料则为纳米块体材料，如纳米陶瓷、纳米金属与合金等；将纳米粒子制成薄膜或将纳米粒子分散到其他的薄膜中进而形成的多层膜则为纳米薄膜材料；将纳米粒子分散到高分子、常规陶瓷或金属中，则又得到纳米复合材料。纳米材料具有小尺寸效应(又称体积效应)、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应的独特性质，使得纳米材料具有辐射、吸收、催化、吸附等奇特的性能，因而在许多方面有着广阔的应用前景。由于纳米材料具有的特殊性能使得它在水处理和大气处理中有着广泛的应用。 2.无机纳米材料的种类、性能和应用 2.1无机非金属纳米材料的种类、性能 像金属纳米材料一样，无机非金属纳米种类也相当多。有纳米金属氧化物，如纳米TiO2、A1203、ZrO2等，非金属氧化物，如纳米SiO2，金属氢氧化物，如纳米Co(OH)2、La(OH)3等，还有金属硫化物如硫化银、硫化锡，纳米氮化物，纳米非金属如纳米B、C、Se、Si等等。这些无机非金属纳米材料同样具有奇异的性能。如在甲醛的氢化反应生成甲醇S150- PAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAG