浅谈纳米材料在化工生产中的应用

纳米材料在化学化工领域的应用姓名王楠学号************专业年级高分子材料与工程2011级2014年5月前言纳米材料是指在纳米量级（1～100 nm）内调控物质结构制成具有特异功能的新材料，其三围尺寸中至少有一维小于100 nm，且性质不同于一般的块体材料。

其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，在电子、能源、生物、材料、航空航天、化学化工等领域都发挥了巨大作用，对人类和社会也产生了重大的影响。

纳米材料的应用前景十分广阔，在化学化工中的应用，主要是新型催化剂、材料防腐、环保领域等，对整个社会和人类的发展起到了巨大的推动作用。

1.纳米材料在催化方面的应用催化剂在许多化学化工领域起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应速度和反应效率，节省了资源，使经济效益提高，并且降低了环境污染。

1.1光催化反应纳米粒子作光催化剂具有粒径小、粒子达到表面数量多、光催化效率高、纳米粒子分散在介质中具有透明性、容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移，以及纳米粒子光催化剂易受氧化还原的影响等特点。

采用TiO₂进行苯酚的光催化分解，当颗粒尺寸小于16nm时会出现明显的量子尺寸效应，其UV吸收明显蓝移，催化活性也有明显提高。

将纳米TiO₂涂在高速公路照明设备的玻璃罩表面上，由于光催化活性高，可以分解表面的油污，从而使表面保持良好的透光性。

1.2氢催化反应在纳米碳管上负载铑膦配合物作为丙烯加氢甲酰化催化剂，可得到高的丙烯转化活性及高的丁醛选择性，这可能是与碳纳米管的纳米内腔的空间立体选择性及由碳六元环构成的憎水性表面相关引起的。

采用尺寸为5nm的纳米钯负载于TiO₂上进行己烯催化加氢反应，在常温常压下就可100% 的转化为己烷，而用普通的钯催化剂在同等条件下只能得到29.17% 的己烷、21.16% 的己烯异构体和48.17% 的1-己烯。

1.3其他催化反应中纳米材料的应用在火箭发射用固体燃料推进剂中，添加约 1 wt% 的超细铝或镍颗粒，每克燃烧的燃烧热可增加一倍。

纳米材料在化工行业中的应用分析1. 引言纳米技术是指在尺寸小于 100 纳米的范围内开展相关活动的一个学科领域。

纳米粒子具有极高的比表面积和特殊的物理、化学性质，因此在化学工业中具有广泛的应用前景。

本文主要探讨纳米材料在化工行业中的应用分析。

2. 纳米材料的概念与分类纳米材料是指至少有一维度小于 100 纳米的材料。

根据不同的制备方法和化学性质，纳米材料可分为无机纳米材料、有机纳米材料和生物纳米材料。

无机纳米材料的主要代表有金属、氧化物、炭黑等；有机纳米材料的主要代表有聚合物、碳纳米管等；生物纳米材料的主要代表有蛋白质、核酸等。

3. 纳米材料在化工行业中的应用3.1 煤化工纳米材料在煤化工领域中的应用主要表现在以下两个方面：•煤基纳米材料的制备：以煤为原料制备出纳米材料，可用于制备纳米金属催化剂、吸附材料等。

•纳米材料在煤的加工中的应用：将纳米材料加入到煤的加工中，可有效提高煤炭的转化率，减少污染物的排放。

3.2 催化剂纳米材料在制备催化剂方面具有得天独厚的优势。

由于纳米材料具有极高的比表面积和特殊的物理、化学性质，可使催化剂的活性大大提高。

常见的纳米材料催化剂包括纳米金属、纳米氧化物和纳米碳材料等。

3.3 其他应用纳米材料还可以被应用在化学反应中的催化剂、分离、吸附、催化燃烧、传感器、涂料和润滑油等领域。

值得一提的是，在涂料领域中，纳米材料的应用可实现防腐、增加涂层硬度等效果。

4. 纳米材料在化工行业中的挑战纳米材料在化工行业中面临很多挑战，主要有以下几点：1.如何精确地控制纳米材料的大小、形状、表面性质和分散性等方面的特征；2.纳米材料的聚集作用，有可能使纳米材料的比表面积急剧减小，从而影响其性能；3.纳米材料的毒性和环境安全问题。

5. 结论纳米材料在化工行业中的应用前景广阔，但也面临着不少挑战。

未来需要通过创新技术和安全环保的制备方法，进一步拓展其应用领域，实现从量产到高质量、高效率和大规模生产的转变。

纳米材料在化工生产中的应用 2纳米材料在化工生产中的应用 2纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。

其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。

80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。

它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。

纳米材料的应用前景十分广阔。

近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

1. 在催化方面的应用催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。

大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。

纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。

纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。

纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。

纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。

分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。

在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。

光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。

纳米材料在化工领域中的应用一、介绍纳米材料是指在尺寸范围在1到100纳米之间的材料。

由于纳米材料具有独特的物理、化学和生物性能，因此在化工领域中有广泛的应用。

本文将重点探讨纳米材料在化工领域中的应用领域和相关技术发展。

二、纳米催化剂纳米催化剂是一种应用广泛的纳米材料，在化工领域中有着重要的应用。

纳米尺寸的催化剂相较于传统催化剂具有更高的比表面积和更优异的催化活性。

纳米催化剂可以用于环境保护、能源转化、有机合成等多个方面。

以下是纳米催化剂的一些具体应用：1. VOCs去除挥发性有机化合物（VOCs）是造成空气污染和健康问题的主要原因之一。

纳米催化剂在VOCs去除方面具有出色的性能。

例如，纳米氧化锆催化剂可以高效降解有机废气中的甲醛和苯乙烯。

2. 废水处理纳米催化剂在废水处理中的应用越来越受重视。

纳米催化剂可以降解废水中的有机污染物，如染料、农药等，并将其转化为无害的物质。

纳米金属氧化物催化剂在废水处理中有着广泛的应用。

3. 有机合成纳米催化剂在有机合成反应中起到催化作用，可以提高反应速率和选择性。

例如，纳米金催化剂可以催化炔烃的氢化反应，实现高效合成烯烃。

三、纳米涂料纳米涂料是一种应用广泛的纳米材料，具有优异的性能和多种应用领域。

以下是纳米涂料的主要应用：1. 防腐蚀涂料纳米涂料在防腐蚀领域中的应用越来越广泛。

纳米涂料中的纳米颗粒可以填补涂料中的微观孔隙，形成致密的涂层，阻止氧气、水和化学物质的渗透，从而有效防止金属腐蚀。

2. 自清洁涂料纳米涂料中的纳米颗粒具有超疏水和超疏油的表面性质，可以使涂层具有自清洁功能。

纳米涂料可以在外界环境的作用下自动清理表面污染物，保持涂层的光洁度和透明度。

3. 防紫外线涂料纳米涂料中的纳米颗粒可以吸收或散射入射的紫外线，从而起到保护基材的作用。

纳米涂料可以用于汽车漆面和建筑物外墙等领域，有效延长使用寿命。

四、纳米材料在电池领域中的应用纳米材料在电池领域中具有重要的应用，可以改善电池的性能和循环稳定性。

纳米材料在化工领域的应用随着科技的不断发展，纳米材料在化工领域的应用逐渐得到了广泛的关注。

纳米材料具有独特的物理化学性质，如高比表面积、良好的导电性和催化活性等，这些性质使得纳米材料在化工领域中具有广泛的应用前景。

本文将介绍纳米材料在化工领域中的应用，包括催化剂、吸附剂、光电材料和药物载体等。

一、催化剂纳米材料在催化剂领域的应用已经得到了广泛的研究。

由于纳米材料具有高比表面积和良好的催化活性，它们可以作为催化剂的有效载体。

例如，纳米级贵金属催化剂可以用于石油化工领域的催化裂解和加氢反应中。

此外，纳米材料还可以作为催化剂的载体，以提高催化剂的活性和稳定性。

例如，纳米碳管可以作为金属催化剂的载体，以提高催化剂的活性和稳定性。

二、吸附剂纳米材料由于其高比表面积和良好的吸附性能，可以作为吸附剂用于化工领域。

例如，纳米活性炭可以用于水处理和空气净化领域。

纳米活性炭具有高比表面积和良好的吸附性能，可以有效地吸附水中的有机物和空气中的有害气体。

此外，纳米材料还可以作为吸附剂用于石油化工领域，如纳米分子筛可以用于分离和纯化石油中的烃类组分。

三、光电材料纳米材料在光电领域的应用也得到了广泛的研究。

由于纳米材料具有高光电导性和良好的光学性能，它们可以作为光电材料的有效载体。

例如，纳米硅可以用于太阳能电池领域，它可以有效地吸收太阳光并转化为电能。

此外，纳米材料还可以作为LED灯具的发光层，以提高灯具的亮度和稳定性。

四、药物载体纳米材料在药物载体领域的应用也得到了广泛的研究。

由于纳米材料具有高比表面积和良好的药物承载能力，它们可以作为药物的有效载体。

例如，纳米脂质体可以作为药物载体用于抗肿瘤药物的治疗中。

此外，纳米材料还可以作为基因治疗的药物载体，以实现基因的有效传递和表达。

五、环保领域纳米材料在环保领域也有着广泛的应用前景。

例如纳米二氧化钛等具有光催化性能的材料可以在常温下将空气中的有害物质分解为无害物质，因此可以用于空气净化器的制造上；纳米活性炭等具有高吸附性能的材料可以用于处理污水中的重金属离子等有害物质；纳米纤维等高比表面积的材料可以用于制造高效能电池等能源产品；另外一些特殊的纳米材料还可以用于制造环保型的纺织品等等。

化工行业的新材料与环保技术近年来，随着社会对环境保护意识的不断提高，化工行业也面临着更高的环保要求。

为了减少对环境的污染，化工企业开始积极研发和应用新材料与环保技术。

本文将从多个方面探讨化工行业的新材料和环保技术，并分析其对环境保护的影响。

一、新材料在化工行业的应用1. 高分子材料高分子材料作为一类重要的新材料，在化工行业具有广泛的应用。

例如，聚合物材料在油漆涂料、塑料制品等方面有着广泛的用途。

聚酯纤维、聚氨酯等高分子材料的应用，不仅提高了产品的性能，还减少了对环境的污染。

2. 纳米材料纳米材料是一种具有极小尺寸的新材料，其特殊的物理化学性质使其在化工行业中具有潜在应用。

例如，纳米颗粒可以用于催化剂的制备，提高反应速率和选择性。

此外，纳米材料还可以应用于环境监测和污染治理领域，通过纳米材料的应用，可以更高效地去除有害物质。

3. 生物降解材料生物降解材料是一种能够在自然条件下被微生物降解的新材料，其应用对环境保护至关重要。

例如，可生物降解的塑料可以替代传统塑料，减少对环境的污染。

此外，生物降解材料还可以应用于土壤修复和废水处理等领域，发挥着重要的环保作用。

二、环保技术在化工行业的发展1. 废气治理技术化工生产中会产生大量的废气，其中包含有害物质和温室气体。

为了减少废气对环境的污染，化工企业积极研发和应用废气治理技术。

例如，采用吸附、催化等方法处理废气，以减少废气中的有害物质和温室气体的排放。

2. 废水处理技术化工生产过程中产生的废水含有大量的有机物和重金属，对环境造成了严重威胁。

为了实现废水的高效处理，化工企业积极探索和应用各种废水处理技术。

例如，生物处理、化学沉淀、膜分离等技术可以有效地去除废水中的有机物和重金属，减少对水资源的污染。

3. 环保监测技术环保监测技术是化工行业实施环境保护的重要手段。

通过对大气、水体、土壤等环境参数的实时监测，可以掌握环境质量的变化趋势，及时采取相应措施防止环境污染。

纳米材料的特性及其在化工生产中的应用论文导读：纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）由表面（界面）结构组元构成，是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，粒径介于原子团簇与常规粉体之间，一般不超过100nm，而且界面组元中含有相当量的不饱和配位键、端键及悬键。

其特殊的结构层次使它在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

近年来，纳米材料在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

关键词：纳米材料,化工,应用1前言纳米材料（又称超细微粒、超细粉未）由表面（界面）结构组元构成，是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，粒径介于原子团簇与常规粉体之间，一般不超过100nm，而且界面组元中含有相当量的不饱和配位键、端键及悬键。

其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。

其特殊的结构层次使它在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

近年来，纳米材料在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

2纳米材料特性2.1具有很强的表面活性纳米超微颗粒很高的“比表面积”决定了其表面具有很高的活性。

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在空气中，纳米金属颗粒会迅速氧化而燃烧。

利用表面活性，金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂、贮气材料和低熔点材料。

将纳米微粒用做催化剂，将使纳米材料大显身手。

如超细硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂；超细银粉可以成为乙烯氧化的催化剂；超细的镍粉、银粉的轻烧结效率，超细微颗粒的轻烧结体可以生成微孔过滤器，作为吸咐氢气等气体的储藏材料，还可作为陶瓷的着色剂，用于工艺品的美术图案中。

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2.2具有特殊的光学性质所有的金属在超微颗粒状态时都呈现为黑色。

尺寸越小，颜色越黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。

由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米厚度的膜就能起到完全消光的作用。

利用这个特性可以制造高效率的光热、光电转换材料，以很高的效率将太阳能转变为热能、电能。

纳米材料在化工中的应用及二维纳米材料的结构优势和应用前景1、约束材料概述及其在化工中的应用纳米材料的结构由表面(界面)结构组元构成，粒径介于原子团簇与常规粉体之间，一般不超过100nm，与电子的德布罗意波长相当。

粒径越小的纳米材料，其界面组元的比值越高，低动量电子散射量越大。

纳米材料的界面组元中含有相当量的不饱和配位键、端键及悬键。

由于不同的纳米材料各具独特效应，如界面效应、小尺寸效应＼量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等，进而导致在声、光、电、磁、热、化学作用及力场下，呈现各自不同的特异性能，从而作为吸波材料(隐型材料)、高性能磁记录材料、磁性液体、复合材料、超导材料、新型高效催化剂、发光材料、特种涂料及新型医用材料等逐步应用于国民经济诸多领域。

纳米材料在化工中的应用主要住以下几方面：催化作用方面：纳米粒子由于粒径小，比表面大，故表面活性中心数量多，其催化活性和选择性会加大，产物收率会增高。

加用粒径为300nm的Ni作环辛二烯加氢生成环辛烯反应的催化剂，选择性为210，而用传统的Ni催化剂时，选择性仅为24。

高分子材料改性：利用纳米粒子的特性对高分子材料进行改性，可以得到具有特殊性能的高分子材料或使高分子材料的性能更加优异，同时也拓宽了高分子材料改性理论。

A．在橡胶改性中的应用：炭黑纳米粒子加入到橡胶中后可显着提高橡胶的强度、耐磨性、抗老化性，这一技术早已在橡胶工业中运用。

纳米技术在制造彩色橡胶中也发挥了独特的作用，以往的橡胶制品一般为黑色(纳米级的炭黑较易得到)。

若要制造彩色橡胶可选用白色纳米级的粒子(加白炭黑)作补强剂和使用纳米粒子级着色剂，此时橡胶制品的性能优异。

B．在塑料改性中的应用：(1)对塑料的增韧作用：添加纳米粒子到塑料中后对增加塑料韧性有较大的作用。

用纳米级SiC／Si3N4粒子经钦酸醋处理后填充LDPE，当添加量为5%冲击强度最大，制品冲击强度为55．7kJ／m2，是纯LDPE的2倍多；拉伸到625%仍未断裂，为纯LDPE的5倍。

纳米材料在精细化工中的应用XXXXXXX学院，XXXXXX摘要：介绍了纳米技术的4种特殊性质，并探讨了在精细化工相关包括助剂、催化、涂料、医药等领域的应用。

关键词：纳米；精细化工；应用；材料引言纳米材料是处在原子簇和宏观物体交界过渡区域的一种典型系统，其结构既不同于体块材料，也不同于单个的原子。

其特殊的结构层次使它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应等，拥有一系列新颖的物理和化学特性，在众多领域特别是在光、电、磁、催化等方面具有非常重大的应用价值。

纳米材料的应用前景十分广阔。

近年来，它在精细化工领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。

广泛应用于橡胶、化妆品、材料、化工原料、催化、涂料及医药等领域[4]。

1纳米材料的特性.纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应、量子尺寸效应等使其具有不同于普通材料的特殊性质[1]。

1.1表面效应表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子之比，随着粒径变小而急剧增加后所引起的性变化[2]。

研究表明，随着粒子直径的减小，表面原个数增加很快。

而表面原子因周围缺少相邻的子，具有不饱和性，增加了纳米粒子的化学活，使纳米材料在催化、吸附和作为添加剂等方面有常规材料无法比拟的优越性。

1.2小尺寸效应小尺寸效应是指当纳米粒子的粒径与传导电的德布罗意波长以及超导态的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破，导致其化学活性、光吸收、电磁、催化等性质同通材料相比，发生了极大变化。

这种效应不仅扩了材料的物理、化学特性范围，更为其应用拓宽了领域。

例如：用强磁性纳米材料制成磁性信用卡，用具有一定频宽的微波吸收纳米材料进行电磁波的屏蔽等。

1.3宏观量子隧道效应宏观量子隧道效应是指纳米粒子可以穿越宏观系统的势垒而产生变化的特性[5]。

这种效应对基础研究及实际应用都具有重要意义，它限定了磁盘等对信息存贮的极限，确定了现代微电子器件进一步微型化的极限。

1.4量子尺寸效应量子尺寸效应是指纳米粒子尺寸下降到一定值时，纳米能级附近的电子能级变为分离能级的现象。