当前位置：文档之家 › 纳米材料

纳米材料

  • 格式：pdf
  • 大小：211.09 KB
  • 文档页数：8

JournalofMembraneScience296(2007)

1–8

Review

Nanofibrousfilteringmedia:Filtrationproblems

andsolutionsfromtinymaterials

R.S.Barhatea,∗,SeeramRamakrishnaa,b,c,∗

aNanoscienceandNanotechnologyInitiative,FacultyofEngineering,NationalUniversityofSingapore,9EngineeringDrive1,Singapore117576.SingaporebDepartmentofMechanicalEngineering,FacultyofEngineering,NationalUniversityofSingapore,9EngineeringDrive1,Singapore117576,SingaporecDlivisionofBioengineering,FacultyofEngineering,NationalUniversityofSingapore,9EngineeringDrive1,Singapore117576,Singapore

Received13February2007;accepted10March2007Availableonline24March2007

Abstract

Nanotechnologistshavediscoverednewfilteringmediaforeffectivefiltrations.Thenanofiberbasedfilteringmedia,madeupoffibersofdiameterrangingfrom100to1000nm,canbeconvenientlyproducedbyelectrospinningtechnique.Thisarticleaddressesthecurrentstateofartinfiltrationsbyusingthenanofibrousfilteringmedia.Thesefilteringmediaarebeingsurfacemodifiedtoimprovetheirspectrumandcaptureefficiencyoffiltration.Thedevelopmentalobjectivesforimprovingthenanofiberbasedfilteringmediaarelowerenergyconsumption,longerfilterlife,highfiltrationcapacityandeasiermaintenance;whichareelaboratedfrommanufacturingpointofview.Somepracticalconstraintslikepleatingofthin,extremelylowweightanddelicatemembranesarealsodiscussed.Nanofibrousfilteringmediacouldbeusedforfiltrationofblood,water,air,beverages,gases,chemicals,oils,dieselandpetrol,etc.©2007ElsevierB.V.Allrightsreserved.

Keywords:Nanotechnology;Nanofilter;Nanofibers;Particulatefilter;Gasfilter;Microfiltration;Ultrafiltration;Coalescencefilter

Contents

1.Introduction...............................................................................................................21.1.Structuralcharacteristicsofnanofibrousfilteringmedia.................................................................22.Historyofproductionofnanofibrousfiltermedia.............................................................................23.Noteworthyapplicationsofnanofibrousfilteringmedia........................................................................33.1.Penetratingaerosolparticulatefilteringmedia..........................................................................33.2.Highefficiencyairfilteringmedia.....................................................................................33.3.Antimicrobialairfilter...............................................................................................43.4.Highfluxultrafiltrationmembrane....................................................................................43.5.Coalescencefilter...................................................................................................43.6.Catalyticfilter......................................................................................................43.7.Affinityfilterforhighlyselectiveseparations...........................................................................43.8.Ion-exchangefilteringmedia.........................................................................................44.Techniquesforpreparationofnanofibrousfilteringmedia......................................................................54.1.Benefitsfromnanofibrousfilteringmedia..............................................................................54.1.1.Pressuredrop...............................................................................................54.1.2.Filtrationefficiency..........................................................................................54.1.3.Surfacearea................................................................................................6

∗Correspondingauthors.Tel.:+6565162142;fax:+6567730339.E-mailaddresses:nnibrs@nus.edu.sg(R.S.Barhate),seeram@nus.edu.sg(S.Ramakrishna).

0376-7388/$–seefrontmatter©2007ElsevierB.V.Allrightsreserved.doi:10.1016/j.memsci.2007.03.0382R.S.Barhate,S.Ramakrishna/JournalofMembraneScience296(2007)1–8

5.Developmentalobjectiveswhileimprovingthenanofiberbasedfilteringmedia...................................................65.1.Specificsurfacearea.................................................................................................65.2.Mechanicalandfiltrationproperties...................................................................................75.3.Surfacemodificationandfunctionalization.............................................................................76.Conclusions...............................................................................................................7Acknowledgements........................................................................................................7References................................................................................................................7

1.Introduction

Manufacturingandprocessingcompaniesinfood,pharma-

ceuticals,biotechnologyandsemiconductorbusinessrequire

合集下载

纳米科技与纳米材料

纳米科技与纳米材料

《电　碳》　

纳米科技与纳米材料　

张廷楷（重庆大学材料学院）　

一、前言　《纳米世纪——奇迹、革命与未来世界》　一书是由中国的两位青年经济学家赵振华和　曹新用一年的时间共同创作完成的。书中前　瞻性地展示和辩证地论述了已到来的新世　纪，将是纳米科技的世纪。纳米科技将引发　新一轮的工业革命，人类社会的众多行业将　被改造，并将推动人类社会政治、经济、军事　以及意识形态、伦理道德、价值观念、生活方　式的革命。该书被美国赛门（Ｓｉｍｏｎ）新经济　联合基金会购买了其非中文版版权，以　１５２．６万美元的价格，创造了中国单本出版　物国外版权转让费的最高纪录。　我国著名科学家钱学森在９０年代初就　曾预言，认为纳米左右和纳米以下的结构是　下一阶段科技发展的重点，会是一次技术革　命，从而将是２１世纪又一次产业革命。　美国政府将纳米技术列为本世纪平行于　生命科学、信息技术和环境科学的四大研究　领域之一，而先进材料和先进制造业是这四　大领域的支柱。　美国《时代》周刊把纳米技术选定为“今　后十年最可能使人类发生巨大变化的十项技　术”之一；美国１９９５—２００５年十大国家研究　项目中有五项与纳米技术有关；２０００年２月　７日，美国国家科学技术委员会在《国家纳米　技术推进计划》（ＮＮＩ）中把纳米技术正式提　升为未来５０年内保证美国全球竞争优势的　战略性技术。　我国在科学技术部、国家自然科学基金　委员会、教育部和中国科学院等有关部门的　支持下，将纳米技术和纳米材料列入“８６３”、　“９７３”等科研计划，并确定其为“高度重视并　大力发展的九大关键技术”之一。　总之，纳米科学与技术是２１世纪的高新　技术，是２１世纪的三大科技之一，它将导致　人类认识和改造世界能力的重大突破。　二、纳米科学与技术的基本概念　１９９０年７月在美国巴尔基摩召开了国际　第一届纳米科学技术会议，这次会议标志着　纳米科技领域的正式形成。１９９２年９月在墨　西哥召开了国际第一届纳米结构材料会议，　正式把纳米材料作为材料科学的一个新的分　支公布于世。　在广大的自然界、生物界中早已充满了　纳米科学的内涵。考古发现古代动物和类人　猿的牙齿化石为什么还那么坚硬和具有光泽　呢？研究发现在齿的外表面排列着纳米尺寸　的微晶；千百年前制作的古铜镜为什么到今　天依然光可鉴人？这都是因为它们表面有一　层纳米级的晶粒组成。又如鸽子放飞千里之　外也能返家，蚂蚁外出爬来爬去也不会迷路，　这是因为其体内的纳米级的机构（也可认为　是“纳米机器”）能够在地球磁场的作用下转　换为化学能的光合作用就是纳米工厂的典型　例子。对我们人类来说，效法生物界、自然界　来实现科学和技术上的纳米级控制和操作仅　仅是开始，但已初步显示其广阔的应用前景。　纳米：纳米是一种几何尺寸的量度单位　（即一个长度单位），简写为ｎｍ（ｎａｎｏｍｅｔｅｒ）。　１ｎｍ＝１０一　ｍ（微米）＝１０　ｍｍ（毫米）＝　１０　ｍ（米）。也就是说，纳米的长度为一米　的十亿分之一、为一毫米的百万分之一，约等　

纳米材料

纳米材料

绪论

1、纳米科技的提出：源自于费曼大师1959年在美国物理学会年会上的一次演讲。Richard Feynman：世界上首位提出纳米科技构想的科学家。

2、纳米材料

（1）纳米材料的定义：物质结构在三维空间至少有一维处于纳米尺度，或由纳米结构单元组成且具有特殊性质的材料（也是以维数划分纳米材料的原因）

（2）纳米尺度：1-100 nm范围的几何尺；

纳米的单位:1 nm = 10^-9 m，即千分之一微米(μm)。

（3）纳米结构单元：具有纳米尺度结构特征的物质单元，包括纳米团簇、纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米棒、纳米片等

（4）纳米材料的维度：

○1零维：纳米团簇、纳米颗粒、量子点（三维尺度均为纳米级，没有明显的取向性，近等轴状）

○2一维：纳米线、纳米棒、纳米管（单向延伸、二维尺度为纳米级、第三维尺度不限，、直径大于100 nm，具有纳米结构）

○3二维：纳米片、纳米带、超晶格、纳米薄膜（一维尺度为纳米级，面状分布，，厚度大于100 nm，具有纳米结构）

○4三维：纳米花、四脚针等（包含纳米结构单元，三维尺寸均超过纳米尺度，由不同型低维纳米结构单元复合形成）

（5）纳米材料的分类 ○1具有纳米尺度外形的材料

○2以纳米结构单元作为主要结构组分所构成的材料

3、久保理论：即金属的超微粒子将出现量子限域效应，显示出与块体金属显著不同的性能；金属纳米粒子，量子限域效应。

4、扫描隧道电子显微镜(STM)：将探针靠近导电材料表面进行扫描，获得表面图像。分辨率达0.1~0.2 nm，可以直接观察和移动原子。

5、原子力显微镜(AFM)：利用针尖和材料原子间的相互微弱作用力来获得材料表面的形貌图像。可用于研究半导体、导体和绝缘体。

AFM三大特点：原子级高分辨率、观察活生命样品和加工样品的力行为成就。

6、纳米科技的研究内容：纳米科学、纳米技术与纳米工程

分支学科：纳米力学：研究物体在纳米尺度的力学性质

纳米材料论文

纳米材料论文

学 院： 机电工程学院

专业年级： 2009级机械五班

学生姓名： 刘 威 学号：********

指导老师： ***

纳米材料与应用

（中南林业科技大学 机电工程学院 机械专业 20091347，湖南长沙，410004）

摘要：简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应，讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料；环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等；较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词：纳米材料，性能，应用。

【Abstract】: Briefly introduces the classification of nanomaterials and its basic effect, explaining

the nanometer material the special performance. A new energy nanomaterials analyzed in

photoelectric conversion, hot conversion, super capacitors and battery electrodes nanometer

material; Environmental purification of nanomaterials photocatalytic, adsorption, exhaust handling,

etc.; The more specific about nano biological medicine materials nano ceramic material, nano

carbon materials, nanometer high polymer materials, nano composite materials.

纳米技术与纳米材料

纳米技术与纳米材料

纳米技术与纳米材料

祖万兴

无机纳米材料的制备、性能及表征

摘要：综述了国内外无机纳米材料研究的成果与进展，对各种金属与非金属无机纳米材料的种类、具有各 种特异性能和用途作了系统的介绍，并系统地阐述了无机纳米材料的各种物理或化学的制备技术，讨论了 各种制备方法的特点、适用范围以及国内外在无机纳米材料制备方法研究上的进展，并介绍了目前国内常 用的一些无机纳米材料的表征方法及其特点和应用。

关键词：无机纳米材料；纳米技术；制备；性能 ；研究发展

研究中最为重要的领 域。无机纳米材料以及与之相关的纳米复合材料的研

究开发与应用正吸引众多科学家的浓厚兴趣，成为材 料科学领域研究的热点，最近十几年来亦已取得了可 喜的进展[1|。目前，一些重要的无机纳米材料在制备 技术、性能及结构表征以及应用方面已取得成功，近 几年来，更不断有无机纳米材料产品产业化的报道。 因此，无机纳米材料的制备及无机／有机纳米复合材 料的研究具有广阔的应用前景，是对相关行业的技术 进步具有重要促进作用的、前景十分灿烂的研究开发 领域。

1. 无机纳米材料的制备技术

2. 纳米材料从形态上分，可分为纳米颗粒，纳米固体(块体或薄膜)和纳米结构。其中，纳米颗粒是最 基本的、也是研究最早、最广泛的材料。无机纳米粉 体的制备方法可分为物理和化学两大类。

1．1物理制备方法

(1)蒸发一冷凝法。该方法是将装有待蒸发物 质的容器抽至至looPa。10“Pa的高真空或充填低压惰性气体后，加热蒸发源，使物质(金属、合金或化 合物)蒸发成雾状原子，随隋性气体流冷凝到冷凝器 上，将聚集的纳米尺度的粒子刮下、收集即得到纳米粉体。该法按加热蒸发源的不同，可有电阻加热法、等离子体法、高频感应法、激光加热法和电子束加热法等等。该法主要用于制备金属或金属氧化物纳米颗 粒，其纯度、粒径和粒径分布都能达到理想要求。该 法所制备的纳米颗粒表面清洁，但晶体形状难以控 制，生产效率低，适于实验室采用。