纳米技术在化工领域的应用 纳米粒子作为光催化剂 , 有着许多优点。首先是粒径小 , 比表面积大 , 光催化效率高。另外 , 纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前 , 大部分不会重新结合。因此 , 电子、空穴能够到达表面的数量多 , 则化学反应活性高。其次 , 纳米粒子分散在介质中往往具有透明性 , 容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移、质子转移、半导体能级结构与表面态密度的影响。目前 , 工业上利用纳米二氧化钛 - 三氧化二铁作光催化剂 , 用于废水处理 ( 含 SO 2 - 3 或 Cr2 O 2 - 7 体系 ) , 已经取得了很好的效果。表 1 所示为纳米 TiO 2 粉用作光催化剂处理含有 SO 2 - 3 或 Cr 2 O 2 - 7 废水体系的结果 [2 6 ] :表 1 光催化剂形态与转化率的关系光催化剂 转化率 / %2 h 3 h 4h
TiO 2 超微粉 ( 还原 ) 96 . 0 99. 8 99. 8TiO 2 超微粉 ( 氧化 ) 82 . 3 99. 6 99. 8普通 TiO 2 粉 ( 还原 ) 2 9. 0 6 2 . 3 99. 8普通 TiO 2 粉 ( 氧化 ) 7. 1 1 5. 0 2 1 . 0 我们利用沉淀溶出法制备出了粒径约 3 0 ～ 6 0 nm 的白色球状钛酸锌粉体 [2 7], 该粉体比表面积大 , 化学活性高 , 用它作吸附脱硫剂 , 较固相烧结法制备的钛酸锌粉体效果明显提高。 纳米静电屏蔽材料 , 是纳米技术的另一重要应用 [2 8] 。以往的静电屏蔽材料一般都是由树脂掺加碳黑喷涂而成 , 但性能并不是特别理想。为了改善静电屏蔽材料的性能 , 日本松下公司研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料。利用具有半导体特性的纳米氧化物粒子如 Fe 2 O 3 ,TiO 2 ,ZnO 等做成涂料 , 由于具有较高的导电特性 , 因而能起到静电屏蔽作用。另外 , 氧化物纳米微粒的颜色各种各样 , 因而可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色 , 这种纳米静电屏蔽涂料不但有很好的静电屏蔽特性 , 而且也克服了碳黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。另外 , 如将纳米 TiO 2 粉体按一定比例加入到化妆品中 , 则可以有效地遮蔽紫外线。一般认为 , 其体系中只需含纳米二氧化钛 0.5% ～ 1 %, 即可充分屏蔽紫外线。目前 , 日本等国已有部分纳米二氧化钛的化妆品问世。紫外线不仅能使肉类食品自动氧化而变色 , 而且还会破坏食品中的维生素和芳香化合物 , 从而降低食品的营养价值。如用添加 0.1 % ～ 0.5% 的纳米二氧化钛制成的透明塑料包装材料包装食品 , 既可以防止紫外线对食品的破坏作用 , 还可以使食品保持新鲜 [2 9] 。将金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中 , 可以大大降低静电作用。利用纳米微粒构成
TiO 2 超微粉 ( 还原 ) 96 . 0 99. 8 99. 8TiO 2 超微粉 ( 氧化 ) 82 . 3 99. 6 99. 8普通 TiO 2 粉 ( 还原 ) 2 9. 0 6 2 . 3 99. 8普通 TiO 2 粉 ( 氧化 ) 7. 1 1 5. 0 2 1 . 0 我们利用沉淀溶出法制备出了粒径约 3 0 ～ 6 0 nm 的白色球状钛酸锌粉体 [2 7], 该粉体比表面积大 , 化学活性高 , 用它作吸附脱硫剂 , 较固相烧结法制备的钛酸锌粉体效果明显提高。 纳米静电屏蔽材料 , 是纳米技术的另一重要应用 [2 8] 。以往的静电屏蔽材料一般都是由树脂掺加碳黑喷涂而成 , 但性能并不是特别理想。为了改善静电屏蔽材料的性能 , 日本松下公司研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料。利用具有半导体特性的纳米氧化物粒子如 Fe 2 O 3 ,TiO 2 ,ZnO 等做成涂料 , 由于具有较高的导电特性 , 因而能起到静电屏蔽作用。另外 , 氧化物纳米微粒的颜色各种各样 , 因而可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色 , 这种纳米静电屏蔽涂料不但有很好的静电屏蔽特性 , 而且也克服了碳黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。另外 , 如将纳米 TiO 2 粉体按一定比例加入到化妆品中 , 则可以有效地遮蔽紫外线。一般认为 , 其体系中只需含纳米二氧化钛 0.5% ～ 1 %, 即可充分屏蔽紫外线。目前 , 日本等国已有部分纳米二氧化钛的化妆品问世。紫外线不仅能使肉类食品自动氧化而变色 , 而且还会破坏食品中的维生素和芳香化合物 , 从而降低食品的营养价值。如用添加 0.1 % ～ 0.5% 的纳米二氧化钛制成的透明塑料包装材料包装食品 , 既可以防止紫外线对食品的破坏作用 , 还可以使食品保持新鲜 [2 9] 。将金属纳米粒子掺杂到化纤制品或纸张中 , 可以大大降低静电作用。利用纳米微粒构成