在化工领域中纳米新材料的有效应用分析

在化工领域中纳米新材料的有效应用分析

王海云

淄博晟亿弘新材料科技有限公司 山东 淄博 255000

摘要：伴随科学技术和社会经济的开展，目前社会也在不断增加生物技术和信息科学的需求。其中，纳米新材料技术被广泛应用。现阶段，纳米材料是一种新型材料在材料学中广泛兴起，纳米新材料以优秀的性能，在各行各业中越来越受到关注，例如在化工、石油化工合成等领域、以及纳米技术在涂料、污水处理、医药、空气净化、催化等行业应用。现阶段，世界上每个国家都在大力投资纳米材料研究。在本文中，我们将进一步研究纳米材料的性质和应用，在化工领域中简要分析纳米新材料的有效应用。

关键词：化工领域；纳米新材料；有效应用

化学工业发展的主要驱动技术是纳米技术、生物技术、信息技术，其中纳米技术是材料学中不可或缺的。在很多方面纳米技术的作用已经得到了确认，纳米技术具有催化多种操作产生突破，促进化学反应的作用。有很多材料来源于材料科学的纳米技术，比如纳米传感器、纳米复合材料、纳米颗粒、纳米多孔材料，还有其他新材料，比如独特的去污、药物控释、化学机械抛光等也产生了相应功能，这些都为化工行业的开展开辟了更大的发展空间。

一、纳米材料的概述

纳米材料是由纳米粒子组成，这种材料是纳米级材料1-100 毫米，纳米粒子由原子和分子介于其大小之间。纳米材料被广泛应用在催化剂、涂料、医药、化工等化工行业，具备普通材料所没有的特殊性能。这些特殊性能所具备一些优秀的性能，其他微量化学品的用途也很多。

二、纳米新材料的性质

（一）力学方面的性质

在纳米新材料结构中要求材料具备很多高性能，例如高韧性性能、高硬度性能、高强度性能等，但位错密度低是新型纳米材料的力学性能，Fran-klead模型的纳米粒子的粒径低于临界位错圆的直径，与位错滑移和扩散一致，粒径与密度成反比。因此，平均间距的再生后位错堆积大于普通晶粒，位错滑移和增殖的这种情况，在新型纳米材料中不会发生。

（二）磁学特性

现阶段，磁阻效应在电脑硬盘系统一般在3%左右，其已经不能满足需求。但是，新型纳米材料的磁阻效应已经达到了50%，灵敏度非常好，对于磁阻读头的信息存储来说已经绰绰有余。磁相互作用决定着纳米晶粒的磁化作用，纳米晶粒的磁各向异性是物理形状和晶粒的结构，纳米晶粒的磁各向异性和晶粒之间，与特性有很大关系，小尺寸纳米晶粒对纳米材料磁性的影响。

（三）电学性能

现阶段，纳米材料比类似的粗粒材料具有更高的电阻。纳米电子器件通过隧道穿量子效应和库仑阻挡效应，在纳米粒子中制造。这些纳米电子器件具备低能耗、超紧凑、超大容量、超快等特点，半导体器件的地位正在逐渐替代纳米电子器件。

（四）热学特性

纳米材料的原子界面排列凌乱，比较低的原子密度，造成界面原子键弱。基于热膨胀系数和比热比较高，在机械粘合性能方面纳米复合材料具有广泛的应用。

三、化工领域纳米新材料的应用

（一）化工涂料领域

在化工涂料领域，新型纳米材料具有一些独特的特性。传统的涂料技术可以与新型纳米材料相结合，获得性能优越的纳米复合涂料体系，一些传统的涂料技术都就不能满足一些功能要求。例如，通过加强涂层的保护功能，可以解决涂层变色的问题，抵抗紫外线损伤，通过吸收和储存太阳能而具有节能效果。可用作汽车的金属冲洗饰面，使颜色更加艳丽。用于建筑材料种可产生隔热、阻燃效果。总之，在化工涂料领域这种纳米材料有着广泛的应用，并且正在开发新的应用。

（二）在催化方面的应用

在纳米新材料中选用催化剂，可对些化学反应进行加速。纳米材料其较大的比表面积显示出优秀的表面活性。在催化剂工业中纳米颗粒催化剂发挥重要作用，纳米材料一个非常重要的条件就是催化剂这种性质，光催化剂是纳米材料在催化剂中的一个例子。由于纳米二氧化钛的光催化剂采用具备量子尺寸效应，所以，催化剂具备比较高的氧化还原能力，也表现出优秀的催化效果。

（三）精细化工领域的涂料方面应用

化工行业的重要领域是精细化工领域，该领域的众多产品应用广泛，涵盖了人们日常生活的方方面面。在精细化工领域的应用中，新型纳米材料可以进一步阐明精细化工的优势和独特性。例如，将新型纳米材料SiO2应用于橡胶，可以增强抗红外线效果、橡胶的抗辐射。目前，有一种超细二氧化钛应用于人造纤维、化妆品、涂料甚至食品包装等诸多行业，在精细化工领域新型纳米材料的应用也十分广泛。在涂层中纳米材料表面的结构特性决定了是否可以添加，这种纳米材料由纳米涂层选择制成，显着提高了传统涂层的性能，具有常规涂层所没有的优异性能，该涂层将是纳米复合涂层。纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe2O3、纳米钛粉、纳米SiO2等常用的纳米材料涂层，本文重点对SiO2和纳米钛粉进行了分析。

1.纳米Si02

纳米Si02对于加强涂层的耐老化性非常重要，可以吸收红外线和紫外线。同时，为达到各种预期的效果，可以对纳米Si02的表面进行处理。在涂料中添加纳米Si02，对建筑物的墙体在建筑项目中进行粉刷时，可以显着提高涂料的性能，防止分层和触变性，同时还能抵抗污垢和划痕。在对涂层要求较高的地方添加纳米Si0

2，如车辆、船舶等，可以加强涂层的强度、光滑度、耐老化性。

2.纳米钛粉

在涂层中加入纳米钛粉的主要目的是提高涂层的耐腐蚀性和耐磨性。事实上，纳米钛粉的加入效果显着，显着改善了涂层的这些性能。通过结合纳米钛粉末和树脂，可以应用各种类型的涂层。这些新型合成涂料最大的优点是耐腐蚀，比普通涂料具有明显的优势，可以承受许多恶劣环境下的环境腐蚀。

（四）医学应用

伴随人们越来越关注自己的健康，在日常生活中也越来越重视医学。在许多方面纳米材料发挥着重要作用，进入纳米时代后，在医学上得到广泛的应用。药物发挥更好的作用是，医学界现阶段在探讨的问题，在纳米新材料的呈现后，这个问题被很好的管理了。纳米材料一般都是在药物中包装，然后制作成智能药物，这种药物一般经过细胞或组织能够主动治疗。

（五）其他精细化学品的应用

在其他精细化学品中纳米材料也发挥着重要作用。比如，在化妆品中添加纳米TiO2、纳米ZnO等纳米材料，可以起到很好的作用，而纳米材料也具备很强的紫外线吸收能力。

结束语

综上所述，纳米科学是一门基础科学与应用科学相结合的科学，被视为二十一世纪的一门新兴科学，重点分析纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学。纳米技术也广泛应用磁学、生物学、力学、化学、电子学、光学等各个领域。纳米科技的出现解决了很多以往技术无法解决的问题，给人类的生产生活带来了极大的便利，特别是在人类健康、能源、环境保护等关键问题。纳米技术在化学领域的发展是不可估量的，新的纳米材料应用也是如此。总之，在化学领域中纳米材料许多未知用途仍有待研究。

参考文献：

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[3]李延军.浅谈纳米新材料在化工领域中的应用[J].劳动保障世界(理论版),2013(04):61-62.