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纳米材料在精细化工领域的应用冷士良聂恒凯

(江苏省徐州化工学校，徐州221006)

摘要精细化工的技术进步离不开性能优异的材料，纳米材料的特殊性能引起了科技人员的关注。综述了纳米材料的主要性能及其在精细化工领域的应用现状。关健词纳米材料纳米技术精细化工纳米材料作为面向21世纪的新型高功能精化学品，是通过纳米技术制备的超微细材料，大一般在1~1。nm，大于原子簇而小于通常的粉，处于原子簇和宏观物体交界的过渡区域。随颗粒尺寸的细微化，其比表面积急剧增加，产生宏观物体不具备的表面效应、量子尺寸效应、小寸效应(体积效应)和宏观量子隧道效应。这些异的效应使纳米材料在精细化工领域的用途日广泛。本文综述了纳米材料的主要性能及其在细化工领域的应用，以引起广大科技人员进一关注。纳米材料的特性.

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。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。

.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;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。

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。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。

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。这一效应可使纳米粒子具有很高的光学非线性、特异催化性及光催化性等等〔2〕。纳米材料不同于常规材料的特性，使其在力学、光学、磁学、热学、光电、催化、环保等方面均具有许多重要的应用价值，从而为资源的综合利用带来了更多的可能性和广阔前景。2纳米材料在精细化工领域的应用

2.1在催化领域的应用

随着人们对生活质量要求的日益提高，对环境保护的要求也越来越高，需要不断开发各种性能独特的、优异的精细化工产品，不断改造传统的工艺，继续开发新工艺，追求原子经济反应，实现零排放。而其关键技术(eritiealteehnology)是催化技术。为此，人们一直在寻找新型高效催化剂，以推动精细化工技术的发展与进步。由于纳米材

收稿日期:2000一04一17。

作者简介:冷士良.1986年毕业于江苏石油化工学院有机

系.主要从事化工专业教学与研究工作。在国家级刊物上发表论文2篇。

精细石油化工进展

ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第1卷第5期

催化剂具有独特的晶体结构及表面特性(表面态与内部不同，表面原子配位不全等)，因而，

其化活性和选择性都大大优于常规催化剂，甚至原来不能进行的反应也能完全进行。目前的研表明，纳米催化材料对催化氧化、还原、裂解反都具有很高的活性和选择性〔3，;对光解水制氢一些有机合成反应也具有明显的光催化活〔们。国际上已把纳米催化剂称为第四代催化剂。纳米材料在催化领域中可应用在以下几个方。例如，纳米氧化锌可作为光催化剂，在紫外光照射下，它能分解一些有机物质，实现抗菌和除。这一性质已被广泛应用于纤维、化妆品、陶瓷、璃、建材和环境等工业中〔5〕。又如，30nm的镍作环辛二烯加氢催化剂时，选择性为210;而传的镍催化剂其选择性只有24〔6〕。再如，用纳米e20。作催化剂，可以在较低的温度(27。一300C)下分解COZ‘，〕等等。

.2作为助剂使用，改善和扩展精细化学品的用途

在橡胶加工中，替代炭黑作为补强剂、增剂和抗老化剂，以生产出性能优异的彩色橡胶品。我国自行开发的纳米510:已经用于橡胶制品的加工中。浙江舟山明日纳米材料有限公司使纳米5102，成功地生产了彩色防水卷材，各项能指标均达到或优于三元乙丙防水卷材;用其性首都师范大学的场地材料，各项性能指标也大幅度提高;用其代替炭黑改性轮胎侧面胶，生出的彩色侧面胶与传统黑色轮胎侧面胶相比，项性能均有很大提高，如抗曲挠次数由10万次高到50万次以上〔8〕。

在化妆品加工中，作为新型的防晒剂和抗剂〔代今天，人们已逐渐摒弃“以晒黑皮肤作为和健康标志”的观点，认识到过度的日晒实为皮保健的大敌。因此，防止紫外线伤害的防晒产品已经越来越受到人们的关注。多