附錄納米材料的性能與應(yīng)用文獻(xiàn)綜述1.1納米材料概述1861年，科學(xué)家開始研究宇宙粒子在1~100nm處的運(yùn)動。日本在1930年代以滿足軍事研究的需要,并開始“濃煙實(shí)驗(yàn)”,它們是一開始研究實(shí)驗(yàn)中納米顆粒的,但由于納米級別的實(shí)驗(yàn)科學(xué)和技術(shù)條件是有限的,即使他們是第一批世界上超威鋅和鉛的氧化物,但由于超威鋅對鉛、鋅粉的光吸收率和性的影響，它不是很穩(wěn)定。到1963年，Uyeda已經(jīng)通過快速蒸發(fā)、加熱、冷凝納米氣體的方法獲得了納米金屬中的納米顆粒，并對其進(jìn)行了深入的研究。1984年，德國的Glgleiter和美國Argonne實(shí)驗(yàn)室的Glsiegal成功自主研發(fā)并推出了一種新型的純納米物質(zhì)納米細(xì)胞淀粉。Gleiter是在高加熱真空的工作條件下，將直徑為6nm的納米鐵礦顆粒放回原處。燒結(jié)后得到納米晶塊，使納米材料的科學(xué)研究和應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。納米復(fù)合金屬材料薄膜于20世紀(jì)80年代中后期成功開發(fā)，隨后相繼成功生產(chǎn)的產(chǎn)品包括各種納米金屬半導(dǎo)體材料薄膜、納米金屬陶瓷、納米磁性材料等納米金屬生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用材料。納米級結(jié)構(gòu)復(fù)合材料被稱為超級納米材料，即每個(gè)結(jié)構(gòu)單元的最小尺寸范圍在大約1nm到100nm之間。由于其原子大小近似于兩個(gè)電子相干長度，由于強(qiáng)電子相干的自旋和組織效應(yīng)，其化學(xué)性質(zhì)變化很大。而且該刻度的波長非常接近于光的最大波長，而且加上它本身對特殊化學(xué)物質(zhì)的表面有許多影響，因此，它們表現(xiàn)出顯示的特殊特性，如它的熔點(diǎn)、磁性、光學(xué)性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等。往往是不同于特殊材料在整個(gè)物理?xiàng)l件變化時(shí)表現(xiàn)出的特殊性能。納米超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)材料可以明確地稱為超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)材料，由多種納米超細(xì)顆粒結(jié)構(gòu)組成。納米級粒子也可稱為超細(xì)粒子，一般的定義是說原子大小在1~100Nm范圍內(nèi)的納米粒子，是位于微觀原子團(tuán)簇和宏觀量子物體之間過渡的物理區(qū)域的交叉點(diǎn)，關(guān)于物體從通常的宏觀和微觀物理概念的角度來看原子，這樣的物理系統(tǒng)既不是典型的宏觀物理系統(tǒng)也不是典型的原子微觀物理系統(tǒng)，是一種典型的介觀物理系統(tǒng)，它只有三種效應(yīng):原子表面微觀效應(yīng)、小顆粒微觀效應(yīng)和宏觀物體的量子空間隧道。當(dāng)我們提到它的一些宏觀性質(zhì)分解成一段超小固體顆粒在納米尺度的順序(不到),它不能成為一個(gè)真正的性能比許多奇異固體物理和化學(xué)性質(zhì),如物理光學(xué),力學(xué),熱、電、磁、和一些物理性質(zhì)的物理和化學(xué)等各種學(xué)科和任何大的或相同的一個(gè)小的粒子固體在任何時(shí)間的相同可能會有很大的變化，通過比較[1]。1.2納米材料的特殊性能納米材料一般是指在三維空間中至少存在一納米原子尺度值范圍內(nèi)的一維原子，或以原子為基本化學(xué)單位構(gòu)成的納米材料。一般約為10~100個(gè)納米材料緊密排列在一起。雖然納米材料有一定的獨(dú)特性，當(dāng)一種化學(xué)、尺度非常小，小到一定大小不同的水平時(shí)，那么它必須精確地用量子力學(xué)函數(shù)而不是用傳統(tǒng)的量子力學(xué)思想來準(zhǔn)確地描述它的力學(xué)行為，當(dāng)納米粉體粒子的體積大小10微米大小變化的大小大約10納米其組成粒子的大小改變了1000倍,但是當(dāng)擴(kuò)展其組成粒子的大小只有10的9次方,所以將會有重大改變的行為。特性:(1)納米粒子表面的表面質(zhì)量和它的水晶在水晶效應(yīng)指的是改變它的特點(diǎn)是一種高質(zhì)量的晶體結(jié)構(gòu)的納米粒子表面的納米界面內(nèi)的晶體表面原子數(shù)與總原子數(shù)的絕對密度比率納米粒子的粒徑、晶體質(zhì)量和質(zhì)量隨密度的增加而急劇下降，密度的增加引起粒子物理化學(xué)性質(zhì)的變化。例如，如果一個(gè)大的粒子類型屬于另一種直徑和體積至少為10nm的粒子類型，粒子中只有4000個(gè)這種大小的小原子，而表面上的每個(gè)原子最多占總數(shù)的40%。例如，當(dāng)一種小粒子類型屬于另一種直徑和體積至少為1nm的粒子類型時(shí)，該粒子只包含30個(gè)小原子，每個(gè)小原子最多占表面總數(shù)的99%。其中一個(gè)主要原因是，隨著原子直徑的減小，原子表面附近物質(zhì)的數(shù)量會增加。此外，例如，當(dāng)單位粒子質(zhì)量直徑分別為10nm和5nm時(shí)，兩種材料每單位粒子質(zhì)量的總可能粒子面積(即比表面積)應(yīng)分別為90nm/g和180nm/g。超高的比重和比表面積可能容易產(chǎn)生一些特殊的化學(xué)現(xiàn)象，如有機(jī)金屬納米氣體顆粒在干燥的空氣中燃燒，無機(jī)金屬納米氣體顆粒可能產(chǎn)生吸附在比表面積上的氣體等。(2)在小的透射尺寸中應(yīng)該存在納米粒子在波的透射尺寸和納米光波的透射波長，電子在導(dǎo)帶中的波長，研究廣泛的波長和超導(dǎo)狀態(tài)(這也可能發(fā)生的一些化學(xué)物質(zhì)在某種超溫或低溫特殊化學(xué)傳輸狀態(tài))的相干長度和傳輸層的深度有相似的物理和化學(xué)特性的大小甚至傳播較小的情況下，其內(nèi)部周期性性能邊界遭到極大破壞，導(dǎo)致其內(nèi)部聲、光、電、磁、熱力學(xué)等性能系統(tǒng)出現(xiàn)奇怪的變化。例如，銅合金顆粒達(dá)到納米的微小厚度時(shí)可能開始變得不穩(wěn)定，并繼續(xù)導(dǎo)電;含硅的銅顆粒在絕緣氧化狀態(tài)下開始在0nm厚處導(dǎo)電。此外，例如，聚合物金屬和納米材料的結(jié)合可以制造比鉆石制造的工具更堅(jiān)固的工具。利用這些物理特性，可以高效地將各種旋轉(zhuǎn)的太陽能轉(zhuǎn)化為各種熱能、電能，此外還可以適應(yīng)紅外傳感器、紅外激光隱身等技術(shù)。(3)基于量子場的納米顆粒尺寸效率水平的變化，此時(shí)一般納米顆粒尺寸的兩倍，質(zhì)量水平應(yīng)是質(zhì)量納米顆粒尺寸的核心，近費(fèi)米能級逐漸進(jìn)入電子能級，由連續(xù)態(tài)劃分的電子能接近離散態(tài)和電子能級連續(xù)。所有能級的能量參數(shù)的介導(dǎo)間隔差不多遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個(gè)具有多種熱能、磁能、靜電和靜磁能、光子能和運(yùn)動力或納米氣體并凝聚成超導(dǎo)態(tài)和光子能運(yùn)動的中介，此時(shí)會直接導(dǎo)致發(fā)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他超中介靜電電荷的量子效應(yīng)的納米材料，這直接導(dǎo)致使其磁、光、聲、熱、電的超中介化學(xué)性質(zhì)的量子電荷發(fā)生變化。舉個(gè)例子,有一個(gè)黑色金屬粒子納米尺度的金屬顆粒,據(jù)說吸收紫外線和電磁輻射是如此強(qiáng)大,如果你把一千的水1.1365公斤的水,這時(shí)一個(gè)納米粒子和水不讓它完全不透明。(4)宏觀量子系統(tǒng)的微納米層通過量子勢壘和磁化后的隧道效應(yīng)通過量子勢壘隧道效應(yīng)被廣泛認(rèn)為主要是指通過微觀量子納米粒子勢壘系統(tǒng)通過隧道勢壘的能力磁化后，納米級的微固體粒子的磁化可以被稱為由量子勢壘進(jìn)入隧道后的磁化效應(yīng)，他們因?yàn)榇呕梢圆煌谝汛┻^微納米層的宏觀固體勢壘的量子系統(tǒng)而改變，眾所周知，我們可以通過微觀層的微觀固體粒子的納米宏觀量子系統(tǒng)通過量子勢壘磁化后的隧道效應(yīng)[2]。1.3納米材料的主要應(yīng)用借助納米材料的各種主要特性，科學(xué)家們在各個(gè)科學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域取得了重大的技術(shù)突破，這也極大地促進(jìn)了各種納米材料得到越來越廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)應(yīng)用。1、特種高性能納米材料的開發(fā)與生產(chǎn)無疑將成為未來納米材料的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。納米材料的高溫和低熔點(diǎn)的小燒結(jié)效應(yīng)納米材料的小尺寸燒結(jié)效應(yīng)(即材料收縮效應(yīng))是指即使在低溫?zé)Y(jié)時(shí)，它也不僅可以在種質(zhì)資源上直接獲得良好的高質(zhì)量燒結(jié)體，而且在不添加任何化學(xué)添加劑的情況下，還能長期保持良好的燒結(jié)性能。另一方面，由于這種納米材料本身具有低溫?zé)Y(jié)過程、整體流動性大收縮、滲透性強(qiáng)、燒結(jié)過程中燒結(jié)等物理特性，所以它又作為燒結(jié)過程中可作為整體使用的一種激發(fā)劑材料得到廣泛應(yīng)用，用于加快整個(gè)燒結(jié)過程，縮短整體燒結(jié)時(shí)間，降低整體燒結(jié)過程溫度。例如，一般良好的鎢粉需要在3000℃的高溫下燒結(jié)，但當(dāng)鎢粉與其他納米合金鎳粉的0.1%~0.5%混合后，燒結(jié)時(shí)溫度一般可微降至100~1311℃直至成形。復(fù)合材料的加熱燒結(jié)由于不同的復(fù)合材料的燒結(jié)熔點(diǎn)和相互之間的溫度變化不一樣，所以它們混合起來成為復(fù)合材料的燒結(jié)非常困難。小尺寸納米材料的燒結(jié)效應(yīng)及其表面氧化效應(yīng)，它不僅大大降低了材料的熔點(diǎn)，而且大大降低了其相對裂變反應(yīng)溫度，所以一直在這樣的低溫下可以直接加強(qiáng)氣相燒結(jié)反應(yīng)，獲得了燒結(jié)加工性能良好的納米復(fù)合材料。納米陶瓷材料的加工和制備一般是在高溫高壓下將各種納米材料熔合在一起完成的。納米材料與陶瓷纖維顆粒直徑之間的間隙很小，且熔點(diǎn)低，陶瓷顆粒間的相互作用小，應(yīng)變和溫度低，所以在各種特殊的低溫或特殊應(yīng)用條件各種低壓情況下完全可以直接使用他們作為醫(yī)療陶瓷原材料可以被成功地生產(chǎn)和生產(chǎn)開發(fā)醫(yī)療質(zhì)地致密,性醫(yī)學(xué)新納米材料纖維陶瓷具有優(yōu)良的性能。納米微晶陶瓷的主要化學(xué)性能是耐熱和塑性、高硬度、耐水和中等高溫、耐酸堿和耐腐蝕、耐磨。他仍然具有高敏感性、高矯頑力、低飽和磁矩,如低磁損失率和光子吸收效果,這些特性將使它成為現(xiàn)代材料工業(yè)發(fā)展的方向和應(yīng)用的一個(gè)新的發(fā)展領(lǐng)域,并且在未來還將大量的高新技術(shù),并且對新一代工業(yè)材料的開發(fā)和應(yīng)用有著重要的作用。2、納米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用包括蛋白質(zhì)、DNA、RNA病毒,所有這些都在1到100納米范圍的長度范圍,所以納米結(jié)構(gòu)的身體是生活中最基本的事情之一現(xiàn)象,各種細(xì)胞器的細(xì)胞,和其他納米結(jié)構(gòu)單元也可以把它作為“納米設(shè)備”的函數(shù)用于執(zhí)行某種生活,和動物細(xì)胞就像一個(gè)“納米”車間,各種植物的光合作用等也可以認(rèn)為這是一個(gè)典型的例子的納米工廠。基因分子序列系統(tǒng)中自定義組裝的分子排列結(jié)構(gòu)能夠真正實(shí)現(xiàn)各個(gè)原子級的精確排列結(jié)構(gòu)，而各種信息形式和信號反饋在神經(jīng)系統(tǒng)中的傳輸是當(dāng)前納米量子技術(shù)的典型應(yīng)用實(shí)例。生物結(jié)構(gòu)的合成和納米生物的進(jìn)化為啟發(fā)和研究新納米結(jié)構(gòu)的制造提供了新的思路。為了在生物技術(shù)中快速實(shí)現(xiàn)對各種納米結(jié)構(gòu)的自動控制和遠(yuǎn)程控制，研究者們正在模仿納米生物的特性。一般來說，納米藥物顆粒的尺寸小于正常的血細(xì)胞和紅細(xì)胞，這可能成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)血細(xì)胞研究的一個(gè)新的發(fā)展機(jī)遇?，F(xiàn)在可以得到更好的一些應(yīng)用實(shí)例:一是利用納米顆粒的染色技術(shù)實(shí)現(xiàn)人體細(xì)胞膜分離技術(shù)的創(chuàng)新，納米顆粒特別是染色納米顆粒主要用于染色，所述的實(shí)施細(xì)胞內(nèi)襯層膜層表面的電磁利用納米粒子的新藥物或新抗體可以進(jìn)行局部靶向注射治療的細(xì)胞。目前正在發(fā)展的生物芯片產(chǎn)品如人體細(xì)胞、蛋白質(zhì)微陣列基因芯片小分子(又稱生物量基因芯片)和生物基因芯片(即DNA微陣列)等，都對基因檢測具有高度集成、并行和快速的強(qiáng)大優(yōu)勢。它已逐漸成為現(xiàn)代納米生物技術(shù)的前沿核心芯片科學(xué)技術(shù)。將直接廣泛應(yīng)用于各種臨床醫(yī)學(xué)診斷、身體發(fā)育和人類遺傳疾病的診斷這幾十個(gè)方面。生物醫(yī)學(xué)材料可以大致分為兩大類或三類。其中一類是特別適合用于生物體的新型納米材料，例如用于疾病早期診斷、監(jiān)測和各種疾病早期治療的各種納米材料。機(jī)械系統(tǒng)的各種藥物納米注射技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地找到各種病區(qū)，并直接將各種藥物注射進(jìn)各個(gè)病區(qū)而不損傷人體正常組織或消除存在于心血管系統(tǒng)中的血塊、脂肪、沉積物，是指人體能有效消滅利用它來吃各種病毒，殺死各種癌細(xì)胞。另一類新型材料是利用生物化學(xué)分子活性的分子納米材料，它可以應(yīng)用于其他分子納米技術(shù)或微波制造。3、納米生物工程科學(xué)技術(shù)開發(fā)產(chǎn)生的各種蛋白質(zhì)和小分子是納米生物工程計(jì)算機(jī)的主要組成部分之一，并將分子作為生物芯片。在這種電子芯片中，是以電磁波輻射的形式傳播信息，其數(shù)據(jù)操作運(yùn)行速度甚至比今天最新的第一代電子計(jì)算機(jī)快十倍甚至幾萬倍，能源消耗只是普通計(jì)算機(jī)的幾億點(diǎn)之一，存儲大量信息的存儲空間僅比它的十億多一萬個(gè)。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)和小分子之間的結(jié)合可以自我,并能夠生成新的分子微電路,所以可以使現(xiàn)代生物學(xué)的電腦也有現(xiàn)代生物學(xué)的一些基本特征,如自動調(diào)整機(jī)制可以發(fā)揮修復(fù)計(jì)算機(jī)芯片,自動診斷可能是一些基本的故障,模仿現(xiàn)代人類大腦的工作機(jī)制。1994年，世界上第一臺分子生物化學(xué)計(jì)算機(jī)在美國問世。4、納米技術(shù)對國防科學(xué)和軍事技術(shù)的未來發(fā)展有著重要的影響。例如，各種納米電子器件被廣泛應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)虛擬軍事訓(xùn)練監(jiān)控系統(tǒng)和虛擬戰(zhàn)場上的各種實(shí)時(shí)監(jiān)控;新型納米材料技術(shù)提高了常規(guī)武器的空中打擊與地面防護(hù)的結(jié)合能力。采用各種納米微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的小型打擊機(jī)器人系統(tǒng)可用于完成特殊的地面?zhèn)刹旌透鞣N打擊保護(hù)任務(wù)。一枚納米級衛(wèi)星火箭可以從一個(gè)小型運(yùn)載火箭上發(fā)射數(shù)百枚這樣的衛(wèi)星，并在不同軌道上形成一個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)地球，使戰(zhàn)場更加透明。5、除此之外，許多其他相關(guān)領(lǐng)域，我國納米材料如全球水處理空氣凈化、航空航天、環(huán)境和可再生能源、微電子等許多相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的技術(shù)研究和應(yīng)用，納米材料在其他許多領(lǐng)域也逐漸由絕緣發(fā)光技術(shù)發(fā)熱[3]。參考文獻(xiàn)張志,崔作林.納米技術(shù)與納米材料[M].國防工業(yè)出版社,2000.石士考.納米材料的特性及其應(yīng)用[J].大學(xué)化學(xué),2001(02):39-42.張中太,林元華,唐子龍,張俊英.納米材料及其技術(shù)的應(yīng)用前景[J].材料工程,2000(03):42-48.王金嶺,溫玉真,汪華林等.FeOCl層狀材料及其插層化合物：結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用[J].化學(xué)進(jìn)展,2021,33(02):263-280.黃騰騰,陳媛媛,喬嘉偉等.層狀化合物FeOCl光催化材料的制備及改性研究[J].應(yīng)用化工,2020,49(07):1772-1775.陳震.關(guān)于層狀化合物氧基氯化鐵(FeOCl)結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性的研究[J].電源技術(shù),1994(02):17-21.李翠翠.芬頓氧技術(shù)處理難降解有機(jī)廢水的研究進(jìn)展[J].廣東化工,2019,46(10):97-99.張少朋,陳瑀,白淑琴等.氯氧鐵非均相催化過氧化氫降解羅丹明B[J].環(huán)境科學(xué),2019,40(11):5009-5014.林愛秋,程和發(fā).芬頓及光芬頓法降解氟喹諾酮類抗生素研究進(jìn)展[J/OL].環(huán)境化學(xué):1-14[2021-05-27].:80/rwt/CNKI/http/NNYHGLUDN3WXTLUPMW4A/kcms/detail/11.1844.X.20210513.1619.028.html.劉夢洋,鄧德明.氯氧化鐵的制備及可見光催化性能[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版),2018,64(04):331-336.戴耀東,鐘義兵,韓薇等.嵌入化合物FeOCl(HQ)_(0.78)的合成與性能研究[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào),2005(05):643-647.高崇,李亞峰,龔飛銘.芬頓法在水處理中的發(fā)展與現(xiàn)狀[J].遼寧化工,2021,50(03):372-374.趙建樹,歐陽峰,唐圣鈞等.電氧化光芬頓組合工藝處理垃圾滲濾液膜濃縮液研究[J].土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)(中英文),2020,42(06):172-177.姚宏,向鑫鑫,薛宏慧,孫紹斌,張旭,魯垠濤,張戰(zhàn)勝.紫外光芬頓-膜分離耦合體系降解金霉素[J].中國環(huán)境科學(xué),2020,40(04):1577-1585.吳樹國,段永正.一種類芬頓催化劑的制備及其降解廢水的應(yīng)用[J].廣州化工,2020,48(02):59-60+94.黃壘,彭峰.可見光光催化機(jī)理研究進(jìn)展[J].工業(yè)催化,200