纳米二氧化钛范文10篇

纳米二氧化钛范文篇1

20世纪80年代以前，纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等，需求量不大，没有形成大的生产规模。80年代以后，开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂，为纳米TiO2打开了市场，使纳米TiO2的生产和需求大大增加，成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。

由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景，并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门，因此，纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究，并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2，总生产能力估计在(6000～10000)t/a，单线生产能力一般为(400～500)t/a。

根据莎哈里本公司统计，2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右，其消费量与产品应用见表1。

近几年，有关纳米TiO2的新建装置已很少报道，主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量，多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高，技术要点和难点主要表现在以下几个方面：①国际上纳米TiO2的价格为(30～40)万元/t，其成本大致是销售价格的2/5，原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素；②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术；③金红石型纳米TiO2的表面处理技术；④纳米TiO2应用分散技术；⑤纳米TiO2应用功能的提升技术：⑥纳米TiO2产业化成套技术。由于以上条件的制约，使得纳米TiO2的应用和发展受到限制。

我国纳米TiO2的现状

在国外普遍开展了纳米TiO2的制备和应用技术开发，并取得了阶段性成果，我国纳米TiO2的研究在“九五”期间形成了高潮，据了解，进行纳米粉体制备技术研究的科学院所和高校几乎都在进行和进行过纳米TiO2的研究。重庆大学应用化学系是国内最早(1989年)研究纳米TiO2的单位，华东理工大学、中国科学院上海硅酸盐研究所是目前研究技术较全面、报道最多的单位。国内主要研究单位与制备方法见表2。

目前，国内涉足纳米TiO2生产的公司约有十家，总生产能力在1000多吨。四川攀枝花钢铁(集团)公司钢铁研究院年产200t生产装置是我国技术装备较先进、品种最为齐全的装置，可以生产金红石型和锐钛型两大系列各有4个(10～40)nm的粉体品种；由淮北芦岭煤矿和腾岭工贸有限公司共同组建的安徽科纳新材料有限公司年产100t生产基地在宿州市建成；江苏河海纳米科技股份有限公司投资5000万元，已经建成年产500t的规模；青岛科技大学纳米材料重点实验室与海尔集团联合开发的首条具有百吨生产能力的生产线已经建成并一次试车成功；济南裕兴化工总厂拥有先进的纳米TiO2生产线(已通过省级鉴定)，具备年产100t生产能力，可提供纳米锐钛型、金红石型的粉体和浆料共4个品种、多种规格的产品；此外，四川永禄科技有限公司、浙江舟山明日纳米有限公司、江苏五菱常泰纳米材料有限公司、河北茂源化工有限公司纳米TiO2装置也已建成。纳米TiO2的发展

1）纳米TiO2生产的特点

纵观国外纳米TiO2的生产，存在着以下特点：生产原料主要为四氯化钛、硫酸氧钛，生产方法主要有气相法和液相法。气相法主要有以四氯化钛为原料的氢氧火焰水解法，而液相法主要是以四氯化钛和硫酸氧钛为原料的化学沉淀法，且多数生产厂家为钛白粉生产厂，充分利用了原有氯化法和硫酸法生产装置的中间产物、生产技术、公用工程和生产管理方面的经验。

我国纳米TiO2的研究和生产具有以下几个特点：①对纳米TiO2的研究多、面广，力量分散，低水平的重复性研究现象严重，企业介入的力度不够；②重点进行了纳米TiO2制备技术的开发，对纳米TiO2的应用技术开发力度较小，尤其是有关应用的关键技术没有突破性进展；③工程开发能力薄弱，因纳米TiO2项目一般投资较小，一些大型的工程公司(设计院)对工程化的兴趣不大，不愿投入人力物力进行工程开发，④生产规模小、基本采用湿法工艺，土法上马，产品质量差，现有市场空间较小，没有给企业带来想象中的高利润。目前，我国纳米TiO2的市场价格大致为(7～42)万元/t，因为晶型、质量和产地不同价格差距较大，国内生产的产品价格为(7～24)万元/t。

2）我国纳米TiO2生产的发展建议

生产工艺的比较

气相法反应速度快，能实现连续化生产，而且制备的纳米TiO2纯度高、分散性好、团聚少、比表面活性大，产品特别适合于精细陶瓷材料、催化剂材料和电子材料。但气相法反应在高温下瞬间完成，要求反应物料在较短的时间内达到微观上的均匀混合，对反应器的形式、设备的材质、加热方式、进料方式均有很高的要求。目前气相法在我国处于小试阶段，欲达到工业化生产，还要解决一系列工程问题和设备材质问题。

与气相法相比，液相法生产的原料成本低了一个数量级。而且具有原料无毒、无危险性、常温液相反应、工艺过程简单易控制、易扩大到工业规模生产、三废污染少、产品质量稳定等优点。因此；液相法中硫酸氧钛和四氯化钛液相中的化学沉淀法最具工业化发展潜力。

原料生产路线

我国钛白工业近十年来发生了很大的变化，取得了令人瞩目的成就，其硫酸法钛白的生产已与国外先进技术差距不多，总生产能力已跃居世界第二位，仅次于美国。

根据纳米TiO2的生产特点，结合国内钛白生产的具体情况，我们提出了以硫酸法生产的中间产物硫酸氧钛为原料的生产路线，充分利用我国在硫酸法钛白工业生产中所取得的技术，以及工程化方面的经验，发展我国的纳米TiO2工业。

生产规模的确定

目前，国内纳米TiO2的需求量一种观点认为应在1万t左右，一种观点认为在1000t以下，我们认为在目前的情况下，后一种观点可能更符合国内的现实。目前国内纳米TiO2的生产能力已经能够满足现有市场的需求，但随着我国纳米产品的普及程度和人们消费观念的改变以及我国整体经济呈现稳步发展的态势，纳米TiO2必将迎来广阔的市场发展空间。因此，新上项目应在(400～500)t/a的生产规模，同时最好建在钛白生产厂内。

生产方法的选择

化学沉淀法一般分为均匀沉淀法、直接沉淀法和共沉淀法三种。其中均匀沉淀法具有工艺简单、产品质量好、易于操作等特点，是最具工业化发展前景的一种制备方法。均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢、均匀地释放出来。该方法中，加入溶液的沉淀剂不立刻与沉淀组分发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成，使之通过溶液中的化学反应缓慢生成沉淀剂，只要控制好生成沉淀剂的速度，就可避免浓度不均匀现象，使过饱和度控制在适当的范围内，从而控制粒子的生长速度，获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子，常用的均匀沉淀剂为尿素等。以硫酸氧钛为前驱物，以尿素为沉淀剂制备纳米二氧化钛的反应原理为：尿素水溶液在70℃左右开始水解，其反应式为：CO(NH2)2+3H2O=2NH3·H2O+CO2

由于尿素的分解速度受加热温度和尿素浓度的控制，因此可以使尿素分解速度降得很低，从而可得粒径分布均匀和粒径小的纳米TiO2。尿素的分解产物CO2和NH3，在反应或煅烧后均为气体，易挥发，不会对产品的纯度和质量造成影响。生成沉淀剂NH3·H2O在TiOSO4溶液中分布均匀、浓度低，使得沉淀物TiO(OH)2均匀生成：

TiOSO4+2NH3·H2O=TiO(OH)2↓+(NH4)2SO4

TiO(OH)2煅烧得到TiO2：

TiO(OH)2=TiO2+H2O

存在的问题

纳米二氧化钛范文篇2

20世纪80年代以前，纳米TiO2的研究开发目的主要是作为精细陶瓷原料、催化剂、传感器等，需求量不大，没有形成大的生产规模。80年代以后，开发的纳米TiO2用作透明效应和紫外线屏蔽剂，为纳米TiO2打开了市场，使纳米TiO2的生产和需求大大增加，成为钛白工业和涂料工业的一个新的增长点。

由于纳米TiO2在催化及环境保护等方面具有广阔的应用前景，并可用于日用产品、涂料、电子、电力等工业部门，因此，纳米TiO2展现出巨大的市场前景。日本、美国、英国、德国和意大利等国对纳米TiO2进行了深入的研究，并已实现纳米TiO2的工业化生产。目前全世界已经有十几家公司生产纳米TiO2，总生产能力估计在(6000～10000)t/a，单线生产能力一般为(400～500)t/a。

根据莎哈里本公司统计，2003年全球纳米TiO2销售量仅为1800t左右，其消费量与产品应用见表1。

近几年，有关纳米TiO2的新建装置已很少报道，主要是已建成装置的生产能力已远远超出市场的实际消费量，多数厂家处于开工不足或停产的状态。主要原因是目前国际上公认的纳米TiO2制备和应用技术还有待于提高，技术要点和难点主要表现在以下几个方面：①国际上纳米TiO2的价格为(30～40)万元/t，其成本大致是销售价格的2/5，原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素；②纳米TiO2的晶型和粒度控制技术；③金红石型纳米TiO2的表面处理技术；④纳米TiO2应用分散技术；⑤纳米TiO2应用功能的提升技术：⑥纳米TiO2产业化成套技术。由于以上条件的制约，使得纳米TiO2的应用和发展受到限制。

我国纳米TiO2的现状

在国外普遍开展了纳米TiO2的制备和应用技术开发，并取得了阶段性成果，我国纳米TiO2的研究在“九五”期间形成了高潮，据了解，进行纳米粉体制备技术研究的科学院所和高校几乎都在进行和进行过纳米TiO2的研究。重庆大学应用化学系是国内最早(1989年)研究纳米TiO2的单位，华东理工大学、中国科学院上海硅酸盐研究所是目前研究技术较全面、报道最多的单位。国内主要研究单位与制备方法见表2。

目前，国内涉足纳米TiO2生产的公司约有十家，总生产能力在1000多吨。四川攀枝花钢铁(集团)公司钢铁研究院年产200t生产装置是我国技术装备较先进、品种最为齐全的装置，可以生产金红石型和锐钛型两大系列各有4个(10～40)nm的粉体品种；由淮北芦岭煤矿和腾岭工贸有限公司共同组建的安徽科纳新材料有限公司年产100t生产基地在宿州市建成；江苏河海纳米科技股份有限公司投资5000万元，已经建成年产500t的规模；青岛科技大学纳米材料重点实验室与海尔集团联合开发的首条具有百吨生产能力的生产线已经建成并一次试车成功；济南裕兴化工总厂拥有先进的纳米TiO2生产线(已通过省级鉴定)，具备年产100t生产能力，可提供纳米锐钛型、金红石型的粉体和浆料共4个品种、多种规格的产品；此外，四川永禄科技有限公司、浙江舟山明日纳米有限公司、江苏五菱常泰纳米材料有限公司、河北茂源化工有限公司纳米TiO2装置也已建成。纳米TiO2的发展

1）纳米TiO2生产的特点

纵观国外纳米TiO2的生产，存在着以下特点：生产原料主要为四氯化钛、硫酸氧钛，生产方法主要有气相法和液相法。气相法主要有以四氯化钛为原料的氢氧火焰水解法，而液相法主要是以四氯化钛和硫酸氧钛为原料的化学沉淀法，且多数生产厂家为钛白粉生产厂，充分利用了原有氯化法和硫酸法生产装置的中间产物、生产技术、公用工程和生产管理方面的经验。

我国纳米TiO2的研究和生产具有以下几个特点：①对纳米TiO2的研究多、面广，力量分散，低水平的重复性研究现象严重，企业介入的力度不够；②重点进行了纳米TiO2制备技术的开发，对纳米TiO2的应用技术开发力度较小，尤其是有关应用的关键技术没有突破性进展；③工程开发能力薄弱，因纳米TiO2项目一般投资较小，一些大型的工程公司(设计院)对工程化的兴趣不大，不愿投入人力物力进行工程开发，④生产规模小、基本采用湿法工艺，土法上马，产品质量差，现有市场空间较小，没有给企业带来想象中的高利润。目前，我国纳米TiO2的市场价格大致为(7～42)万元/t，因为晶型、质量和产地不同价格差距较大，国内生产的产品价格为(7～24)万元/t。

2）我国纳米TiO2生产的发展建议

生产工艺的比较

气相法反应速度快，能实现连续化生产，而且制备的纳米TiO2纯度高、分散性好、团聚少、比表面活性大，产品特别适合于精细陶瓷材料、催化剂材料和电子材料。但气相法反应在高温下瞬间完成，要求反应物料在较短的时间内达到微观上的均匀混合，对反应器的形式、设备的材质、加热方式、进料方式均有很高的要求。目前气相法在我国处于小试阶段，欲达到工业化生产，还要解决一系列工程问题和设备材质问题。

与气相法相比，液相法生产的原料成本低了一个数量级。而且具有原料无毒、无危险性、常温液相反应、工艺过程简单易控制、易扩大到工业规模生产、三废污染少、产品质量稳定等优点。因此；液相法中硫酸氧钛和四氯化钛液相中的化学沉淀法最具工业化发展潜力。

原料生产路线

我国钛白工业近十年来发生了很大的变化，取得了令人瞩目的成就，其硫酸法钛白的生产已与国外先进技术差距不多，总生产能力已跃居世界第二位，仅次于美国。

根据纳米TiO2的生产特点，结合国内钛白生产的具体情况，我们提出了以硫酸法生产的中间产物硫酸氧钛为原料的生产路线，充分利用我国在硫酸法钛白工业生产中所取得的技术，以及工程化方面的经验，发展我国的纳米TiO2工业。

生产规模的确定

目前，国内纳米TiO2的需求量一种观点认为应在1万t左右，一种观点认为在1000t以下，我们认为在目前的情况下，后一种观点可能更符合国内的现实。目前国内纳米TiO2的生产能力已经能够满足现有市场的需求，但随着我国纳米产品的普及程度和人们消费观念的改变以及我国整体经济呈现稳步发展的态势，纳米TiO2必将迎来广阔的市场发展空间。因此，新上项目应在(400～500)t/a的生产规模，同时最好建在钛白生产厂内。

生产方法的选择

化学沉淀法一般分为均匀沉淀法、直接沉淀法和共沉淀法三种。其中均匀沉淀法具有工艺简单、产品质量好、易于操作等特点，是最具工业化发展前景的一种制备方法。均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢、均匀地释放出来。该方法中，加入溶液的沉淀剂不立刻与沉淀组分发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成，使之通过溶液中的化学反应缓慢生成沉淀剂，只要控制好生成沉淀剂的速度，就可避免浓度不均匀现象，使过饱和度控制在适当的范围内，从而控制粒子的生长速度，获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子，常用的均匀沉淀剂为尿素等。以硫酸氧钛为前驱物，以尿素为沉淀剂制备纳米二氧化钛的反应原理为：尿素水溶液在70℃左右开始水解，其反应式为：CO(NH2)2+3H2O=2NH3·H2O+CO2

由于尿素的分解速度受加热温度和尿素浓度的控制，因此可以使尿素分解速度降得很低，从而可得粒径分布均匀和粒径小的纳米TiO2。尿素的分解产物CO2和NH3，在反应或煅烧后均为气体，易挥发，不会对产品的纯度和质量造成影响。生成沉淀剂NH3·H2O在TiOSO4溶液中分布均匀、浓度低，使得沉淀物TiO(OH)2均匀生成：

TiOSO4+2NH3·H2O=TiO(OH)2↓+(NH4)2SO4

TiO(OH)2煅烧得到TiO2：

TiO(OH)2=TiO2+H2O

存在的问题

纳米二氧化钛范文篇3

一、纳米氧化锌的制备

氧化锌的制备方法分为三类：即直接法（亦称美国法）、间接法（亦称法国法）和湿化学法。目前许多市售氧化锌多为直接法或间接法产品，粒度为微米级，比表面积较小，这些性质大大制约了它们的应用领域及其在制品中的性能。我公司采用湿化学法（NPP-法）制备纳米级超细活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得纳米氧化锌。与以往的制备纳米级超细氧化锌工艺技术相比，该新工艺具有以下技术方面的创新之处：

1.平衡条件下反应动力学原理与强化的传热技术结合，迅速完成碱式碳酸锌的焙解。

2.通过工艺参数的调整，可以制备不同纯度、粒度及颜色的各种型号的纳米氧化锌产品。

3.本工艺可以利用多种含锌物料为原料，将其转化为高附加值产品。

4.典型绿色化工工艺，属于环境友好过程。

二、纳米氧化锌的性能表征

纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

清华大学分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析，纳米氧化锌粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。经ST-A表面和孔径测定仪测试，纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米氧化锌。本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米氧化锌，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。

三、纳米氧化锌的表面改性

由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米氧化锌粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

所谓纳米分散是指采用各种原理、方法和手段在特定的液体介质（如水）中，将干燥纳米粒子构成的各种形态的团聚体还原成一次粒子并使其稳定、均匀分布于介质中的技术。纳米粉体的表面改性则是在纳米分散技术基础上的扩展和延伸，即根据应用场合的需要，在已分散的纳米粒子表面包覆一层适当物质的薄膜或使纳米粒子分散在某种可溶性固相载体中。经过表面改性的纳米干粉体，其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都会发生变化，一般可以自动或极易分散在特定的介质中，因此使用非常方便。一般来讲，纳米粒子的改性方法有三种：1.在粒子表面均匀包覆一层其他物质的膜，从而使粒子表面性质发生变化；2.利用电荷转移络合体（如硅烷、钛酸酯等偶联剂以及硬脂酸、有机硅等）作表面改性剂对纳米粒子表面进行化学吸附或化学反应；3.利用电晕放电、紫外线、等离子、放射线等高能量手段对纳米粒子表面进行改性。

根据不同应用领域的要求，选择适当的表面改性剂或表面改性工艺，对纳米氧化锌进行表面改性，改善其表面性能，增加纳米颗粒与基体之间的相容性，从而应用于各种领域，提高产品的性能技术指标。

四、纳米氧化锌的应用

本公司从纳米氧化锌的制备伊始，就十分重视其应用技术开发的研究。通过公司内部科研人员的潜心研究，以及与相关科研单位的技术合作，在纳米氧化锌的应用技术方面取得了一系列重要成果。目前产品的主要应用领域有：

1.橡胶轮胎在橡胶行业中，特别是透明橡胶制品生产中，纳米氧化锌是极好的硫化活性剂。由于纳米氧化锌可与橡胶分子实现分子水平上的结合，因而能提高胶料性能，改善成品特性。以子午线轮胎和其他橡胶制品为例，使用纳米氧化锌可显著提高产品的导热性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强度等项指标，并且其用量可节省35-50%，大大降低了产品成本；在加工工艺上，能延长胶料焦烧时间，对加工工艺极为有利。纳米氧化锌用于橡胶鞋、雨靴、橡胶手套等劳保制品中，可以大大延长制品的使用寿命，并可改善它们的外观及色泽，其用于透明或有色橡胶制品中，有着碳黑等传统活性剂不可替代的作用。纳米氧化锌用于气密封胶、密封垫等制品中，对于改善产品的耐磨性和密封效果也有着良好的作用。目前我公司的纳米氧化锌已在国内多家大型轮胎和橡胶制品企业得到良好应用。

2.油漆涂料随着人们对涂料的色泽、涂膜性能、环保等各方面要求的提高，纳米材料在涂料行业中的应用受到越来越广泛的重视。目前应用于涂料中的纳米材料品种有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米碳酸钙等，其中纳米二氧化钛和纳米二氧化硅由于其昂贵的价格而限制了它们的应用范围和数量，纳米碳酸钙性能又比较单一，在提高涂料的防霉和抗紫外老化性能方面作用较小，因而纳米氧化锌以其优异的性价比在涂料的应用中占据了更大的优势。纳米氧化锌具有一般氧化锌无法比拟的新性能和新用途，能使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线及杀菌防霉作用，因此它可广泛应用于建筑内外墙乳液涂料及其他涂料中，同时它的增稠作用还有助于提高颜料分散的稳定性。我公司通过与相关科研单位联合开发，将纳米氧化锌成功应用于水性涂料中，制作成纳米氧化锌改性涂料，经测试表明，此改性涂料的耐沾污性、耐人工老化性、耐水耐碱性、耐洗刷性、硬度及附着力等传统机械力学性能得到较大的改善。此外，纳米氧化锌改性涂料的抗菌防霉性能也在进一步研究之中。

3.化纤纺织品纳米材料应用于化纤纺织品中有两种途径：一种方法是把纳米微粒直接添加在化学纤维的初始反应液中，采用常规的聚合反应合成功能纤维，使纳米微粒均匀分布于纤维内部；另一种方法就是把纳米微粒作为一种后整理剂配制到织物的后整理液中，通过浸轧使纳米微粒吸附在纤维的表面，或者用一定的粘合剂将纳米微粒涂覆到织物表面形成一种功能性的涂层，改善织物的服用性能。吉林化纤集团将我公司表面改性后的纳米氧化锌配制到粘胶纤维的喷丝液中，合成了含有纳米氧化锌微粒的粘胶纤维，该纤维经纺纱、织造得到添加纳米氧化锌的抗紫外织物，与未添加纳米氧化锌的普通织物进行对比，抗紫外织物的UPF值（紫外线遮挡系数）为对照织物的两倍。我公司产品能够显著提高粘胶纤维、合成纤维制品的抗紫外和抗菌功能，用于抗紫外织物、抗菌织物、遮阳伞等产品的生产。我公司开发的抗紫外用纳米胶体，已由杭州天堂伞业集团有限公司在遮阳伞上试用，中国计量科学研究院测试表明，UPF值（紫外线遮挡系数）为50，其性能指标已经达到澳大利亚标准，超过欧盟标准。

4.防晒化妆品由于地球臭氧层遭到破坏，导致紫外线对地球生物圈辐射量的不断增加，过多的紫外线照射对人类健康造成的危害正在日益加重。为了抵御过量紫外线照射对人体皮肤的伤害，人们开发了多种防晒剂来保护皮肤。由于大多数有机防晒剂活性较高，对皮肤产生刺激性，在紫外线照射后易分解，防晒效果不长久，因而人们又开发了无机防晒剂，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌等。研究发现，纳米氧化锌对紫外线的防护功能比传统的纳米二氧化钛要强，对紫外线UV-A和UV-B均具有良好的防护效果，因此纳米氧化锌在化妆品领域的应用迅速发展。我公司应用一种特殊表面处理技术生产的纳米级氧化锌防晒剂，它能非常有效地吸收太阳紫外线，尤其能保护人体免受UV-A和UV-B的侵害。大多数的传统防晒剂能对UV-B起作用，但并不能有效抵挡波长更长的UV-A紫外线，而UV-A越来越被认为与皮肤过早衰老以及皮肤癌有关。我公司氧化锌平均粒径小于50纳米，它能最有效地抵抗UV-A和UV-B，是广谱的抗紫外剂，无毒无害，是名副其实的新一代物理防晒剂。

5.其它领域随着人们对纳米氧化锌性能认识的深化，纳米氧化锌的应用领域在不断扩大。例如，将纳米氧化锌用于陶瓷行业，可以大大降低陶瓷制品的烧结温度，烧成品光亮如镜，减少了生产工序，降低了能耗，并赋予了陶瓷制品抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，极大地提高了产品质量；纳米氧化锌由于尺寸小，比表面积大，表面的键态与颗粒内部的不同，加大了反应接触面，提高了催化效率，是化工生产企业制备脱硫剂和化学催化剂的首选材料；纳米氧化锌也是一种很好的光催化剂，在紫外线照射下，能自行分解出自由移动的负电子，留下带正电的空穴，激活空气中的氧变为活性氧，与多种有机物发生化学反应，杀死病菌和病毒。此外，纳米氧化锌在传感器、电容器、荧光材料、吸波材料、导电材料等诸多领域也展示出越来越广阔的应用前景。

纳米二氧化钛范文篇4

一、纳米氧化锌的制备

氧化锌的制备方法分为三类：即直接法（亦称美国法）、间接法（亦称法国法）和湿化学法。目前许多市售氧化锌多为直接法或间接法产品，粒度为微米级，比表面积较小，这些性质大大制约了它们的应用领域及其在制品中的性能。我公司采用湿化学法（NPP-法）制备纳米级超细活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得纳米氧化锌。与以往的制备纳米级超细氧化锌工艺技术相比，该新工艺具有以下技术方面的创新之处：

1.平衡条件下反应动力学原理与强化的传热技术结合，迅速完成碱式碳酸锌的焙解。

2.通过工艺参数的调整，可以制备不同纯度、粒度及颜色的各种型号的纳米氧化锌产品。

3.本工艺可以利用多种含锌物料为原料，将其转化为高附加值产品。

4.典型绿色化工工艺，属于环境友好过程。

二、纳米氧化锌的性能表征

纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

清华大学测试中心用透射电镜对产品进行了分析，纳米氧化锌粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。经ST-A表面和孔径测定仪测试，纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米氧化锌。本产品经院微生物所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米氧化锌，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。

三、纳米氧化锌的表面改性

由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米氧化锌粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

所谓纳米分散是指采用各种原理、方法和手段在特定的液体介质（如水）中，将干燥纳米粒子构成的各种形态的团聚体还原成一次粒子并使其稳定、均匀分布于介质中的技术。纳米粉体的表面改性则是在纳米分散技术基础上的扩展和延伸，即根据应用场合的需要，在已分散的纳米粒子表面包覆一层适当物质的薄膜或使纳米粒子分散在某种可溶性固相载体中。经过表面改性的纳米干粉体，其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都会发生变化，一般可以自动或极易分散在特定的介质中，因此使用非常方便。一般来讲，纳米粒子的改性方法有三种：1.在粒子表面均匀包覆一层其他物质的膜，从而使粒子表面性质发生变化；2.利用电荷转移络合体（如硅烷、钛酸酯等偶联剂以及硬脂酸、有机硅等）作表面改性剂对纳米粒子表面进行化学吸附或化学反应；3.利用电晕放电、紫外线、等离子、放射线等高能量手段对纳米粒子表面进行改性。

根据不同应用领域的要求，选择适当的表面改性剂或表面改性工艺，对纳米氧化锌进行表面改性，改善其表面性能，增加纳米颗粒与基体之间的相容性，从而应用于各种领域，提高产品的性能技术指标。

四、纳米氧化锌的应用

本公司从纳米氧化锌的制备伊始，就十分重视其应用技术开发的研究。通过公司内部科研人员的潜心研究，以及与相关科研单位的技术合作，在纳米氧化锌的应用技术方面取得了一系列重要成果。目前产品的主要应用领域有：

1.橡胶轮胎在橡胶行业中，特别是透明橡胶制品生产中，纳米氧化锌是极好的硫化活性剂。由于纳米氧化锌可与橡胶分子实现分子水平上的结合，因而能提高胶料性能，改善成品特性。以子午线轮胎和其他橡胶制品为例，使用纳米氧化锌可显著提高产品的导热性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强度等项指标，并且其用量可节省35-50%，大大降低了产品成本；在加工工艺上，能延长胶料焦烧时间，对加工工艺极为有利。纳米氧化锌用于橡胶鞋、雨靴、橡胶手套等劳保制品中，可以大大延长制品的使用寿命，并可改善它们的外观及色泽，其用于透明或有色橡胶制品中，有着碳黑等传统活性剂不可替代的作用。纳米氧化锌用于气密封胶、密封垫等制品中，对于改善产品的耐磨性和密封效果也有着良好的作用。目前我公司的纳米氧化锌已在国内多家大型轮胎和橡胶制品得到良好应用。

2.油漆涂料随着人们对涂料的色泽、涂膜性能、环保等各方面要求的提高，纳米材料在涂料行业中的应用受到越来越广泛的重视。目前应用于涂料中的纳米材料品种有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米碳酸钙等，其中纳米二氧化钛和纳米二氧化硅由于其昂贵的价格而限制了它们的应用范围和数量，纳米碳酸钙性能又比较单一，在提高涂料的防霉和抗紫外老化性能方面作用较小，因而纳米氧化锌以其优异的性价比在涂料的应用中占据了更大的优势。纳米氧化锌具有一般氧化锌无法比拟的新性能和新用途，能使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线及杀菌防霉作用，因此它可广泛应用于建筑内外墙乳液涂料及其他涂料中，同时它的增稠作用还有助于提高颜料分散的稳定性。我公司通过与相关科研单位联合开发，将纳米氧化锌成功应用于水性涂料中，制作成纳米氧化锌改性涂料，经测试表明，此改性涂料的耐沾污性、耐人工老化性、耐水耐碱性、耐洗刷性、硬度及附着力等传统机械力学性能得到较大的改善。此外，纳米氧化锌改性涂料的抗菌防霉性能也在进一步研究之中。

3.化纤纺织品纳米材料于化纤纺织品中有两种途径：一种是把纳米微粒直接添加在化学纤维的初始反应液中，采用常规的聚合反应合成功能纤维，使纳米微粒均匀分布于纤维内部；另一种方法就是把纳米微粒作为一种后整理剂配制到织物的后整理液中，通过浸轧使纳米微粒吸附在纤维的表面，或者用一定的粘合剂将纳米微粒涂覆到织物表面形成一种功能性的涂层，改善织物的服用性能。吉林化纤集团将我公司表面改性后的纳米氧化锌配制到粘胶纤维的喷丝液中，合成了含有纳米氧化锌微粒的粘胶纤维，该纤维经纺纱、织造得到添加纳米氧化锌的抗紫外织物，与未添加纳米氧化锌的普通织物进行对比，抗紫外织物的UPF值（紫外线遮挡系数）为对照织物的两倍。我公司产品能够显著提高粘胶纤维、合成纤维制品的抗紫外和抗菌功能，用于抗紫外织物、抗菌织物、遮阳伞等产品的生产。我公司开发的抗紫外用纳米胶体，已由杭州天堂伞业集团有限公司在遮阳伞上试用，计量院测试表明，UPF值（紫外线遮挡系数）为50，其性能指标已经达到澳大利亚标准，超过欧盟标准。

4.防晒化妆品由于地球臭氧层遭到破坏，导致紫外线对地球生物圈辐射量的不断增加，过多的紫外线照射对人类健康造成的危害正在日益加重。为了抵御过量紫外线照射对人体皮肤的伤害，人们开发了多种防晒剂来保护皮肤。由于大多数有机防晒剂活性较高，对皮肤产生刺激性，在紫外线照射后易分解，防晒效果不长久，因而人们又开发了无机防晒剂，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌等。研究发现，纳米氧化锌对紫外线的防护功能比传统的纳米二氧化钛要强，对紫外线UV-A和UV-B均具有良好的防护效果，因此纳米氧化锌在化妆品领域的应用迅速。我公司应用一种特殊表面处理技术生产的纳米级氧化锌防晒剂，它能非常有效地吸收太阳紫外线，尤其能保护人体免受UV-A和UV-B的侵害。大多数的传统防晒剂能对UV-B起作用，但并不能有效抵挡波长更长的UV-A紫外线，而UV-A越来越被认为与皮肤过早衰老以及皮肤癌有关。我公司氧化锌平均粒径小于50纳米，它能最有效地抵抗UV-A和UV-B，是广谱的抗紫外剂，无毒无害，是名副其实的新一代物理防晒剂。

5.其它领域随着人们对纳米氧化锌性能认识的深化，纳米氧化锌的应用领域在不断扩大。例如，将纳米氧化锌用于陶瓷行业，可以大大降低陶瓷制品的烧结温度，烧成品光亮如镜，减少了生产工序，降低了能耗，并赋予了陶瓷制品抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，极大地提高了产品质量；纳米氧化锌由于尺寸小，比表面积大，表面的键态与颗粒内部的不同，加大了反应接触面，提高了催化效率，是化工生产制备脱硫剂和化学催化剂的首选材料；纳米氧化锌也是一种很好的光催化剂，在紫外线照射下，能自行分解出自由移动的负，留下带正电的空穴，激活空气中的氧变为活性氧，与多种有机物发生化学反应，杀死病菌和病毒。此外，纳米氧化锌在传感器、电容器、荧光材料、吸波材料、导电材料等诸多领域也展示出越来越广阔的应用前景。

纳米二氧化钛范文篇5

一、纳米氧化锌的制备

氧化锌的制备方法分为三类：即直接法（亦称美国法）、间接法（亦称法国法）和湿化学法。目前许多市售氧化锌多为直接法或间接法产品，粒度为微米级，比表面积较小，这些性质大大制约了它们的应用领域及其在制品中的性能。我公司采用湿化学法（NPP-法）制备纳米级超细活性氧化锌，可用各种含锌物料为原料，采用酸浸浸出锌，经过多次净化除去原料中的杂质，然后沉淀获得碱式碳酸锌，最后焙解获得纳米氧化锌。与以往的制备纳米级超细氧化锌工艺技术相比，该新工艺具有以下技术方面的创新之处：

1.平衡条件下反应动力学原理与强化的传热技术结合，迅速完成碱式碳酸锌的焙解。

2.通过工艺参数的调整，可以制备不同纯度、粒度及颜色的各种型号的纳米氧化锌产品。

3.本工艺可以利用多种含锌物料为原料，将其转化为高附加值产品。

4.典型绿色化工工艺，属于环境友好过程。

二、纳米氧化锌的性能表征

纳米级氧化锌的突出特点在于产品粒子为纳米级，同时具有纳米材料和传统氧化锌的双重特性。与传统氧化锌产品相比，其比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98%；同时，它还具有抗菌抑菌、祛味防酶等一系列独特性能。

清华大学分析测试中心用透射电镜对产品进行了分析，纳米氧化锌粒子为球形，粒径分布均匀，平均粒径20~30纳米，所有粒子的粒径均在50纳米以下。经ST-A表面和孔径测定仪测试，纳米氧化锌粉体的BET比表面积在35m2/g以上。此外，通过调整制备工艺参数，还可以生产出棒状纳米氧化锌。本产品经中国科学院微生物研究所检测鉴定，结果表明，在丰富细菌培养基中，加入0.5%~1%的纳米氧化锌，可有效抑制大肠杆菌的生长，抑菌率达99.9%以上。

三、纳米氧化锌的表面改性

由于纳米氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚；另一方面，纳米氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对纳米氧化锌粉体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

所谓纳米分散是指采用各种原理、方法和手段在特定的液体介质（如水）中，将干燥纳米粒子构成的各种形态的团聚体还原成一次粒子并使其稳定、均匀分布于介质中的技术。纳米粉体的表面改性则是在纳米分散技术基础上的扩展和延伸，即根据应用场合的需要，在已分散的纳米粒子表面包覆一层适当物质的薄膜或使纳米粒子分散在某种可溶性固相载体中。经过表面改性的纳米干粉体，其吸附、润湿、分散等一系列表面性质都会发生变化，一般可以自动或极易分散在特定的介质中，因此使用非常方便。一般来讲，纳米粒子的改性方法有三种：1.在粒子表面均匀包覆一层其他物质的膜，从而使粒子表面性质发生变化；2.利用电荷转移络合体（如硅烷、钛酸酯等偶联剂以及硬脂酸、有机硅等）作表面改性剂对纳米粒子表面进行化学吸附或化学反应；3.利用电晕放电、紫外线、等离子、放射线等高能量手段对纳米粒子表面进行改性。

根据不同应用领域的要求，选择适当的表面改性剂或表面改性工艺，对纳米氧化锌进行表面改性，改善其表面性能，增加纳米颗粒与基体之间的相容性，从而应用于各种领域，提高产品的性能技术指标。

四、纳米氧化锌的应用

本公司从纳米氧化锌的制备伊始，就十分重视其应用技术开发的研究。通过公司内部科研人员的潜心研究，以及与相关科研单位的技术合作，在纳米氧化锌的应用技术方面取得了一系列重要成果。目前产品的主要应用领域有：

1.橡胶轮胎在橡胶行业中，特别是透明橡胶制品生产中，纳米氧化锌是极好的硫化活性剂。由于纳米氧化锌可与橡胶分子实现分子水平上的结合，因而能提高胶料性能，改善成品特性。以子午线轮胎和其他橡胶制品为例，使用纳米氧化锌可显著提高产品的导热性能、耐磨性能、抗撕裂性能、拉伸强度等项指标，并且其用量可节省35-50%，大大降低了产品成本；在加工工艺上，能延长胶料焦烧时间，对加工工艺极为有利。纳米氧化锌用于橡胶鞋、雨靴、橡胶手套等劳保制品中，可以大大延长制品的使用寿命，并可改善它们的外观及色泽，其用于透明或有色橡胶制品中，有着碳黑等传统活性剂不可替代的作用。纳米氧化锌用于气密封胶、密封垫等制品中，对于改善产品的耐磨性和密封效果也有着良好的作用。目前我公司的纳米氧化锌已在国内多家大型轮胎和橡胶制品企业得到良好应用。

2.油漆涂料随着人们对涂料的色泽、涂膜性能、环保等各方面要求的提高，纳米材料在涂料行业中的应用受到越来越广泛的重视。目前应用于涂料中的纳米材料品种有纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米碳酸钙等，其中纳米二氧化钛和纳米二氧化硅由于其昂贵的价格而限制了它们的应用范围和数量，纳米碳酸钙性能又比较单一，在提高涂料的防霉和抗紫外老化性能方面作用较小，因而纳米氧化锌以其优异的性价比在涂料的应用中占据了更大的优势。纳米氧化锌具有一般氧化锌无法比拟的新性能和新用途，能使涂层具有屏蔽紫外线、吸收红外线及杀菌防霉作用，因此它可广泛应用于建筑内外墙乳液涂料及其他涂料中，同时它的增稠作用还有助于提高颜料分散的稳定性。我公司通过与相关科研单位联合开发，将纳米氧化锌成功应用于水性涂料中，制作成纳米氧化锌改性涂料，经测试表明，此改性涂料的耐沾污性、耐人工老化性、耐水耐碱性、耐洗刷性、硬度及附着力等传统机械力学性能得到较大的改善。此外，纳米氧化锌改性涂料的抗菌防霉性能也在进一步研究之中。

3.化纤纺织品纳米材料应用于化纤纺织品中有两种途径：一种方法是把纳米微粒直接添加在化学纤维的初始反应液中，采用常规的聚合反应合成功能纤维，使纳米微粒均匀分布于纤维内部；另一种方法就是把纳米微粒作为一种后整理剂配制到织物的后整理液中，通过浸轧使纳米微粒吸附在纤维的表面，或者用一定的粘合剂将纳米微粒涂覆到织物表面形成一种功能性的涂层，改善织物的服用性能。吉林化纤集团将我公司表面改性后的纳米氧化锌配制到粘胶纤维的喷丝液中，合成了含有纳米氧化锌微粒的粘胶纤维，该纤维经纺纱、织造得到添加纳米氧化锌的抗紫外织物，与未添加纳米氧化锌的普通织物进行对比，抗紫外织物的UPF值（紫外线遮挡系数）为对照织物的两倍。我公司产品能够显著提高粘胶纤维、合成纤维制品的抗紫外和抗菌功能，用于抗紫外织物、抗菌织物、遮阳伞等产品的生产。我公司开发的抗紫外用纳米胶体，已由杭州天堂伞业集团有限公司在遮阳伞上试用，中国计量科学研究院测试表明，UPF值（紫外线遮挡系数）为50，其性能指标已经达到澳大利亚标准，超过欧盟标准。

4.防晒化妆品由于地球臭氧层遭到破坏，导致紫外线对地球生物圈辐射量的不断增加，过多的紫外线照射对人类健康造成的危害正在日益加重。为了抵御过量紫外线照射对人体皮肤的

伤害，人们开发了多种防晒剂来保护皮肤。由于大多数有机防晒剂活性较高，对皮肤产生刺激性，在紫外线照射后易分解，防晒效果不长久，因而人们又开发了无机防晒剂，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌等。研究发现，纳米氧化锌对紫外线的防护功能比传统的纳米二氧化钛要强，对紫外线UV-A和UV-B均具有良好的防护效果，因此纳米氧化锌在化妆品领域的应用迅速发展。我公司应用一种特殊表面处理技术生产的纳米级氧化锌防晒剂，它能非常有效地吸收太阳紫外线，尤其能保护人体免受UV-A和UV-B的侵害。大多数的传统防晒剂能对UV-B起作用，但并不能有效抵挡波长更长的UV-A紫外线，而UV-A越来越被认为与皮肤过早衰老以及皮肤癌有关。我公司氧化锌平均粒径小于50纳米，它能最有效地抵抗UV-A和UV-B，是广谱的抗紫外剂，无毒无害，是名副其实的新一代物理防晒剂。

5.其它领域随着人们对纳米氧化锌性能认识的深化，纳米氧化锌的应用领域在不断扩大。例如，将纳米氧化锌用于陶瓷行业，可以大大降低陶瓷制品的烧结温度，烧成品光亮如镜，减少了生产工序，降低了能耗，并赋予了陶瓷制品抗菌除臭和分解有机物的自洁作用，极大地提高了产品质量；纳米氧化锌由于尺寸小，比表面积大，表面的键态与颗粒内部的不同，加大了反应接触面，提高了催化效率，是化工生产企业制备脱硫剂和化学催化剂的首选材料；纳米氧化锌也是一种很好的光催化剂，在紫外线照射下，能自行分解出自由移动的负电子，留下带正电的空穴，激活空气中的氧变为活性氧，与多种有机物发生化学反应，杀死病菌和病毒。此外，纳米氧化锌在传感器、电容器、荧光材料、吸波材料、导电材料等诸多领域也展示出越来越广阔的应用前景。

纳米二氧化钛范文篇6

关键词：纳米材料；纳米技术；节能；环保

自从纳米材料与技术产生到现在逐渐成熟，它的使用几乎涉及到到各个学科领域和各个行业领域，成为满足可持续发展的重要技术，国家政策也支持各行各业大规模的使用纳米材料与技术，同时也支持研究中心和各大重点实验室继续钻研和提高纳米技术。目前来看，纳米材料与技术可能应用于信息存储、能源开发和利用、环境保护、制造业、国防科技等领域，进一步促进传统产业的转变和升级。如在能源领域，纳米材料技术能够提供新型的、高效的、环保的能源的替代品(如太阳能电池、燃料电池)以及能源利用中的核心技术；在环保领域，纳米技术将用于治理原来难以治理的水污染、空气污染、声污染以及光污染。纳米材料与技术在节能环保领域的实际应用使其充分发挥出节能环保的作用。

一、纳米材料概述

纳米材料与技术在各领域的应用，对于各个领域的发展具有至关重要的作用。因此，纳米材料与技术的继续提高有助于促进各个行业领域的快速发展。现在提倡的绿色发展和可持续发展，都注重能源的节约和环境的保护，不过度开采或者浪费能约，也不产生对环境有污染的排泄物。

二、纳米材料与技术在节能环保领域的应用的研究

（一）纳米材料与技术在节能方面的应用

1、轻工业领域的应用

纳米材料技术在轻工业领域的应用很广，例如在造纸行业、功能性纺织工业、涂料行业、制革行业、涂米行业、食品行业、化妆品行业、医药行业、电化学行业以及卷烟行业等。以造纸行业为例，造纸行业是一个比较精细的行业，过程中有很多环节需要大量的用水，这会造成水污染和水浪费，纳米材料与技术在本行业的使用，可以促进造纸行业的转型和升级，在绿色发展的时代可以站稳脚跟，快速发展。在化妆品行业，纳米技术的使用，可以提高产品的使用率和产品性能，有利于提供产品的质量和生产效率，同时减少原材料的使用，这对于化妆品行业和消费者都具有重要的影响。医药行业领域，纳米材料技术可以提高有效成分的吸收，改变部分特殊药品的形状，有利于吸收，同时减少原料药的使用，避免浪费。

2、重工业领域的节能

纳米材料技术在重工业领域的应用范围也很广泛，比如建筑行业的节能、炼铁行业的节能、汽车制造业节能、火力发电业节能、炼油行业节能等。纳米材料技术性的成熟和广泛应用，使得太阳能电池应用在各个行业。过去的汽车都是依靠汽油的消耗提供动力，现在城市内的公交车都使用电瓶，依靠太阳能提供动力，利用纳米技术提高储存电量的能力，给公交车提供动力，一方面减少了耗油量另一方面有利于环保。纳米材料技术的使用，在建筑行业有着很好的应用，纳米涂层和涂料，在建筑表面以及建筑材料中，一方面提高产品的性能，另一方面提高使用寿命。现在建筑物表面的涂料，使用纳米涂料，可以防腐蚀、抗氧化，保证使用年限和外观美观度，有助于节能。

（二）纳米材料与技术在环保方面的应用

1、气体污染领域的应用

雾霾是现在环境的主要的问题，PM2.5等的问题，环境研究者和学者都想利用纳米材料技术制造一些有助于减少雾霾吸入的口罩和室内空气净化器，现在的空气净化器使用的过滤网以及口罩和防毒面具都是使用纳米材料，纳米材料相比与普通的材料具有更好的性能。在煤炭燃烧的过程中，加入纳米材料的催化剂或者助燃剂，可以提高完全绕少的比率，减少不完全燃烧产生的有害气体，例如一氧化硫、一氧化碳、一氧化氮等的产生。

2、液体污染领域的应用

纳米材料在液体污染中的使用，最典型的就是污染水的处理，包括无机污染废水和有机污染废水两种。无机污染废水中含有对人体有害的重金属离子等。纳米粒子对水中的重金属离子具有很强的还原能力，如纳米二氧化钛能将高氧化态银吸附于表面之后再还原成小颗粒金属。有机废水就是以有机污染物为主的污染废水，有机废水会造成水质的富营养化，危害比较大。纳米材料具有的吸附功能、催化功能和过滤功能用于处理废水中的有机污染物。

3、液体污染领域的应用

纳米材料与技术在固体垃圾处理两个方面得到应用：一是可以将塑料和橡胶制品等制成细小粉末，作为再生原料回收，进行而二次利用；二是用纳米二氧化钛降解城市垃圾，提高降解速度，缓解了环境压力。

4、声污染领域的应用

现在，在人们的生活中，汽车、飞机、机器等的运行会造成噪声污染，对人们的生活和健康造成严重影响。一方面利用纳米技术将机器等设备体积变小以后，减小互相摩擦，噪声也随之减少。另一方面加入纳米润滑剂运用到机器中，在物体表面形成保护膜起到润滑作用，减少摩擦力，进而降低噪声。三、结束语纳米材料技术在各个行业领域都有应用，纳米技术的使用可以促进各个行业的发展。不仅对行业本身有力，对于人们的生活还有便利，有利于能约的节约还有环境保护。

参考文献：

[1]赵宇晗．纳米技术在建筑材料中的发展与应用[J]．四川水泥．2016(4):339

[2]赵宇晗．纳米技术在建筑材料中的发展与应用[J]．四川水泥．2016(4):339

[3]李翔，刘达威，苗寒．节能环保材料和技术在建筑节能中的应用分析[J]．建筑工程技术与设计．2017(1)

纳米二氧化钛范文篇7

1案例教学及其背景

所谓案例教学是指在教师指导下，把学生带入具有一定代表性的典型事件的现场，深入角色，再现案例情景，以提高学生实际运作能力的一种教学方法。1921年，哈佛大学法学院首次将案例方法应用于教学中。这种教学法强调在教学中由学生参与分析和讨论个别案例，目的是通过对案例的认识达到对法律规则的理解。到20世纪中叶，案例教学被美国所有的著名法律学院采用，并随后逐渐被应用于医学、经济学、社会学、心理学、管理学等学科的教学和研究中，尤其是应用于美国的师范教育和师资培训并取得了很好的教学效果。目前，案例教学法已成为美国各种专业和职业教育中的一种重要方法。近年来，国内也有不少教师对此进行了实践，并认为该教学法是非常有效的教学方法。

2无机化学案例教学步骤及示例

与其他课程类似，无机化学案例教学的步骤可分为：提供案例，组织讨论(包括学生查阅资料、收集信息)，教师评述，原理分析。与此相对应的学生的学习过程应是：案例情境，查阅资料、收集信息，分析材料，掌握原理及应用。让受教育者通过阅读、分析和思考以及相互间进行讨论和争辩，提高思维推理和处理问题的能力。所设计的教学过程应以学生的积极参与为前提，教师不是单纯通过说教，而是通过对具体事件的讨论分析逐渐归纳出知识脉络并解决问题。通常采用问题式案例来实施教学，这些案例主要是来源于工作或生活实际，应具有如下特点：

(1)知识性：所选案例要具有一定的知识内涵，学生可从中获取知识。案例：某日某医院内科病房在给一病人静脉滴注阿莫西林一克拉维酸后，接着滴注乳酸环丙沙星注射液，当这两种药物在输液器中混合后，出现大量微黄色的针状结晶沉淀，而输液瓶中的剩余环丙沙星注射液仍澄明。经研究发现：阿莫西林．克拉维酸注射液的pH为8．76，当pH降低至6．59时产生浑浊，pH低于4．13即有微黄色的针状结晶析出。因此，阿莫西林一克拉维酸注射液与pH较低的药物环丙沙星(pH为4．5～5．5)、庆大霉素(pH为4．0～6．0)配伍时即出现沉淀。滴加NaOH试液可使溶液pH升高后，溶液变为澄清。问题：①溶液的酸碱性如何划分?②如何测定或计算溶液的pH?③物质在溶液中形成沉淀，或沉淀的溶解与什么因素有关?如何控制?让学生对这些问题充分讨论后，教师总结：人体的许多生理现象和病理现象与酸碱平衡和沉淀平衡有关。人体体液酸碱平衡是人体的三大基础平衡之一。占人体体重70％的体液有一定的酸碱度，并在较窄的范围内保持稳定，这种酸碱平衡是维持人体生命活动的重要基础。如果这一平衡被破坏，就会影响生命的正常活动，发生酸中毒或碱中毒并导致各种疾病。临床上常用乳酸钠纠正代谢性酸中毒，用氯化铵治疗碱中毒。药物的制备、分析和药理作用研究也常常涉及酸碱反应和沉淀反应。许多药物本身就是酸或碱。为保证临床用药的安全性及有效性，应注意不同药物溶液的pH差异，避免因药物溶液pH改变造成的不良后果。

(2)典型性：所选案例要能够说明一类或一组事件，经典、典型。案例：实验室中所用的铬酸洗液是重铬酸钾饱和溶液和浓硫酸的混合物，是一种棕红色的强氧化剂，常用于洗涤化学玻璃器皿，以除去器壁上附着的油污层。洗液经使用后，将由棕红色逐渐转变为暗绿色，若全部变为暗绿色，表明洗液已失效。大量使用铬酸洗液容易造成环境污染，现在铬酸洗液已逐渐被其他洗涤剂所替代。问题：①铬酸洗液的洗涤原理是什么?②为什么说铬酸洗液若全部变为暗绿色，表明洗液已失效?③根据已学习过的P区元素的知识，从常见的化学试剂中选择合适的洗液代用品，并说明理由。教师分析总结：配制洗液时，将浓H：S0与K2Cr20混合，有CrO红色针状晶体析出。洗液实际上是利用CrO的强氧化性及H：s0的强酸性，当洗液由棕红色转变为棕或暗绿色时，表明大部分cr(Ⅵ)已转化为cr(1I)，洗液基本失效。若全部变为暗绿色，表明洗液已完全失效。由于铬(VI)污染环境，是致癌物质，因此目前已很少使用。作为该洗液的代用品，可选王水，其组成为(浓硝酸)：V(浓盐酸)=1：3。

(3)针对性和启发性：这类案例必须与教学内容一致，这也是正确分析案例的保证；通过分析案例启发学生思维。案例：FeSO-7H：O为绿色晶体，俗称绿矾。它是一种重要的亚铁盐，医药上作内服药剂治疗缺铁性贫血；在农业上用作杀菌剂，可防治小麦等农作物的病害；工业上用于制造蓝色墨水以及防腐剂和媒染剂。人们常常发现久置的亚铁盐溶液中会有棕色的碱式盐沉淀生成，因此通常使用时需新鲜配制；配制时需加适量的酸以及少量单质铁或其他抗氧化剂。问题：①使用一定浓度的亚铁盐溶液为什么需要新鲜配制?②配制亚铁盐溶液时，为什么需加适量的酸以及少量单质铁或其他还原剂?它们起什么作用?可否用硝酸来配制亚铁盐溶液?③FeSO•7HO以及其他的亚铁盐固体应当如何保存?教师引导学生讨论、分析所提出的每一个问题，最后总结归纳亚铁及其盐的重要性质。

(4)趣味性：可调动学生的学习兴趣。案例：金红石型纳米二氧化钛是一种热稳定性优良的抗菌纳米复合环保涂料，具有抗菌效果好、功效长、广谱抗(杀)菌、对人体及动物无毒性等优点。实验表明，这种涂料通过接触作用对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌24小时的杀灭率达到90％以上。因此常被用作医院门诊、病房的室内墙面涂料，起抗菌和降低污染的作用。它的制备方法有多种，常用的方法为：以TiC1、盐酸为原料，在冰水浴冷却下将TiC1缓慢滴人蒸馏水中，连续搅拌，配成一定浓度的水溶液为储备液，与盐酸、蒸馏水按一定比例配制混匀后升温、搅拌，在一定温度下保温数小时，将所得水解产物过滤、洗涤直至滤液呈中性(即无C1一)，经加热干燥即可制得TiO粉体。在制备过程中，盐酸的加入量对沉淀产物形成金红石型TiO，有重要影响。问题：①你可否写出该制备过程的主要反应式?②制备过程中，如何检验滤液呈中性无cl一离子?③为何加入盐酸的量对形成金红石型TiO有重要影响?分析总结：该制备方法主要是利用TiC1的易水解性，其反应式可见教材中相应章节的内容。滤液中有无cl一，可加入AgNO溶液检验有无白色沉淀即可。实验证明，不加盐酸时，所得水解产物呈胶体沉淀状态，无法用普通过滤方法截留沉淀物；例如1L的反应液，当加入10mL盐酸时，产率为52％，加入量为20mL时，产率为94％。但盐酸的量继续增加，则TiO。的收率反而降低。原因是盐酸(HC1)是TIC14水解反应中的生成物，根据化学平衡原理可知其在体系中含量过高，会抑制水解反应进行，使产率降低。

(5)实践性：与学生的实践需求相吻合，对学习有指导意义。案例：临床上常用KMnO作为消毒防腐剂。例如，0．02％～0．05％的KMnO溶液常用于冲洗黏膜、腔道和伤口，0．1％的KMnO溶液可用于有机磷中毒时洗胃等。在日常生活中，一定浓度的KMnO溶液可用于饮食用具、器皿、蔬菜、水果等消毒；在医药化工中，可用于生产维生素C、糊精等；在轻化工业中用作纤维、油脂的漂白和脱色，具有广泛的用途。问题：①临床上使用KMnO作消毒剂和防腐剂，实际上是利用它的什么性质?②上述高锰酸钾溶液，是酸性溶液还是碱性溶液?③应如何保存KMnO?如此通过具有知识性、典型性、针对性、启发性、趣味性和实践性的案例内容，对知识点进行讲授，可弥补传统方法的局限，充分调动学生的学习积极性、主动性和创造性。

纳米二氧化钛范文篇8

关键词：状肺炎;情感化设计;疗愈设计;服装设计

一、医用防护服研究现状

2019病毒（SARS-CoV-2）是目前人类现阶段所遇到的最大挑战，此病毒具有潜伏期较长、传播途径多样等特点让人防不胜防，全球感染此病毒的人数也在不断攀升，同时全世界针对该病毒的有效疫苗还处于研发阶段，在没有特效治疗药物的状态下医用防护服对医护人员进行有效的自我防护、对患者进行有效的隔离与治疗具有非常重要的作用，也是阻止疫情蔓延的重要环节，因此，医用防护服的设计研究已经上升到一个非常紧迫的地位。国外对医用防护服研究早于我国，其产品的技术含量及附加值较高，并根据不同的防护服装类型制定了对应标准。美国国家防火协会制定的NFPA1999-2008标准，其适用范围为急救用防护服，对其性能要求及相应测试方法做出规定。美国医疗器械促进协会AAMIPB70-2012给出了依据液体阻隔性能对防护服分级的方法，并对每一级的防护服做出不同等级的要求。美国DuPont公司生产的Sontara防护服、Tyvek防护服、Comformax木浆涤纶非织造防护服以及Kimberley-Clark公司生产的涂层非织造布占据着欧美的及大部分市场。戈尔（Gore-tex）公司生产的Crosstech-EMS织物是第一种可重复使用织物，可通过ASTMF1671微生物渗透的检测。在急救防护服方面，DuPont的Biowear材料和日本Bactekiller材料较为出色，可以防止血液和病毒的穿透。我国医用防护服材料的研发进程也相对较快，防护服标准也逐步趋于完善，GB19082-2009、YY/T0506、YY/T1498-2016、YY/T1499-2016等防护服标准相继出台。2010年深圳市新纶科技股份有限公司和苏州新纶超净技术有限公司共同研发了防水透湿透气、防血液渗透的TP膜，用来织造医用防护服。2012年大连创达技术交易市场有限公司开发一种透气纳米光触媒医用防护服，纳米二氧化钛涂覆层不仅具有杀菌、消毒的功能，而且可以净化空气，交错重叠设置的两条拉链更保障了细菌等的入侵。

二、情感化设计在设计领域的研究与应用

防护服设计是隔离高传染病毒的最有效工具之一。目前基于医用防护服的研究始终停留在材料、防护功能及检验检测方向，同时，现阶段医用防护服的设计始终围绕材料、功能、防护能力为核心导向，基于情感精神层面的深化研究尚未涉及。许多状病毒患者认为医护者防护服具有陌生感与冷漠感，加重了个人的焦虑恐惧感与心理压力，其视觉效果对于个人康复不利。在当前疫情防治的关键时期，提高防护服视觉效果的亲近感、信任感和温暖感，增强防护服的情感慰藉功能，对于医护人员心理健康和患者康复具有重要作用。在此次疫情中，医护人员自发地在防护服上进行涂鸦、标语、装饰灯手法对防护服进行美化，从而发泄自己压抑、紧张的负面情绪，以到达情感支持与慰藉的作用（图1所示）。因此，从情感化设计角度探讨医用防护服的设计研究显得十分有必要。图1医用防护服的美化（图片来源于人民日报、潇湘晨报官方微博）在国外，美国心理学家阿尔伯特•艾利斯于1950年提出理性情绪疗法整体模型，开启了情感化设计研究。美国著名的认知心理学家唐纳德•诺曼从认知心理学的角度系统化地阐述了物品的可用性与人类情感之间的关系，提出三种情感化的设计策略，即本能设计、行为设计和反思性设计，最早系统化地阐述了物品的可用性与人类情感之间的关系，正式拉开了情感化设计研究的序幕，为以后的情感化设计提供了重要的理论框架。韩国学者Ryang-HeeKm采用主成分分析（PCA）对情绪评价进行i分类识别，回归分析进行量化理论，最终开发出具有清香功能的复合功能纺织品。意大利学者TeresaAlaniz认为情感体验在用户与产品之间的互动中至关重要，创造具有丰富和重要情感特征的产品是一项复杂的挑战。提出了一个支持产品设计团队设想以情感为中心的新产品理念的过程——情感驱动创新（E-DI）。韩国学者Hyun-SukLim综述了基于先前研究对“治疗”和“情感消费时代”的理解，对康复设计进行分类，并了解其设计方法与特征，检验了情感设计与康复设计之间的相关性。学者;提出具有治愈概念的天然治愈床上用品，通过色彩表达了治愈色的建议，使用具有药用功效的天然染料制成环保床上用品获得自然治疗方法的治愈效果，起到帮助健康睡眠的作用。学者JangEunHye通过融合“绿色”趋势和“治疗”概念来进行家用室内纺织品设计，平复具有压力和焦虑感的现代消费者的情绪。苹果手机、奔驰汽车、LV等国际品牌将消费者教育、经验、喜好等个人因素，以及价格、科技、材料、造型、色彩等设计元素导入创新设计，赋予物品更高的情感附加值，取得良好的市场效果。国内的情感化设计研究起步较晚，主要集中在情感需求、情感体验、情感量化等视野下，如在色彩心理学方面，欧小玲认为在医疗环境中根据科室与病种的不同，采用不同色彩进行辅助治疗以缓解病患痛苦心理的理念正在逐步被认同和应用。色彩的变化不仅会影响人的视觉器官，还对人的心血管、内分泌机能及中枢神经系统的活动和其他感觉器官都会产生影响；张海波在《服装情感论》一书中对服装周期中情感分类和服装图像的情感语义进行论述，并建立了服装情感空间模型和服装图像数据库系统，为服装情感化增加了人工智能的力量；刘莹、李孟轩在《基于老年人群体使用的医疗产品情感化设计探析》以空巢老人的情感需求为切入点，给出老年人家用医疗器械的需求和设计方向，使老年人的医疗产品设计更加智能化、人性化；裴儒琪在《关注情感的产品治愈系设计》中提到当技术成熟后，人会开始追求精神需求，关注情感需求、优化情感体验的设计在得到完善、找到合适的定位之后将能发挥巨大的作用，治愈心灵，提升幸福，体现产品的情感价值，将会成为设计的一个主要的目的和方向，这也是以人为本、体现人文主义关怀的表现。

三、基于情感化设计的医用防护服研究

1、研究的基本思路。在大量收集国内外文献综述的基础上，收集、归纳患者心理需求并将之归纳为感性词汇，主要根据不同患者群体特点，从服装结构、色彩、图案等设计元素，探讨患者认可的情感化设计因素。将情感化设计元素应用于防护服设计，使之具备情感慰藉功能，主要思路见图2。2、主要研究内容。（1）服装情感慰藉研究梳理情感化设计、情绪心理学、精神慰藉等方面理论与文献，为本研究奠定理论基础。对中山大学附属第三医院的部分参与抗击病毒的医护人员进行深度访谈等进行研究分析，通过他们间接对病毒患者进行调查，归纳患者迫切需要情感慰藉因素，归纳患者迫切需要情感慰藉因素，提取可信赖、温暖、个性等感性词汇组予以描述。（2）防护服的情感化设计研究笔者设计的防护服的款式分为高防护型和常规医用传染病防护服两种。前者HIGHPROTECTIVETYPE使用内外双层结构，配合氧气供给，适用于特殊人员保护以及极端生化污染情况下的户外工作人员使用。后者为单层结构，配合高防护性呼吸面料，为临床医务工作者提供相应保护（如图3所示）。“情感化疗愈系”设计用生理治愈方式和心理治愈方式来解析组成服装的元素，面料、色彩、廓形都是关键因素。而这种解析又是从治愈主体的角度进行的，即服装的穿着者和观看者。服装的穿着者——自愈；服装的观看者——愈人。笔者在设计过程中使用疗愈色彩、疗愈图形为出发点，从视觉角度弱化防护服给人带来的恐惧感与精神压迫感，达到一定的视觉疗愈效果，维持医患双方的情绪稳定。通过数码印花工艺，对防护服进行视觉疗愈优化。根据不同场景的需要，分为自然疗愈-NATUREHEALING、色彩疗愈-COLOUR-HEALING、儿童疗愈-CHILDRENHEALING三个主题，使其整体氛围或轻松活泼、或宁静舒适，一改传统医用防护服为医患双方带来的视觉压迫感，以求达到一定的情感慰藉效果。

四、结论

医用防护服对保护医护人员安全起着非常重要的作用，同时也是阻断疫情蔓延的关键一环。笔者尝试着将情感化设计带入到医用防护服的研究中，从服装结构、色彩、图案等设计元素，根据患者的差异模拟各类不同的场景与视觉治愈，从而提高防护服视觉效果的亲近感、信任感和温暖感，增强医用防护服的情感慰藉功能。

参考文献：

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