發(fā)布時間：2020-12-24 17:00

　　當今世界,人類的生產生活水平在不斷提高,但隨之帶來的環(huán)境污染也越來越嚴重,其中大氣污染首當其沖�；剂系娜紵�,汽車尾氣的排放及建筑裝修中所使用的有機試劑的揮發(fā),都會產生有毒、有害的污染性氣體,將其排放到大氣中會威脅著人類的身體健康。因而,找到能高效環(huán)保的檢測和處理這些氣體的材料是刻不容緩的。近年來,納米材料的迅速發(fā)展已經明顯改善了大氣污染的問題。納米材料由于其特殊的物理化學特性及納米尺度的特殊結構,具有大的比表面積、規(guī)則的孔道結構及活性位點多等優(yōu)點,無論是作為催化材料、傳感材料,還是生物醫(yī)學材料等都應用廣泛。其中,尖晶石型納米材料作為氣敏材料在檢測揮發(fā)性有機物方面,具有檢測限低、靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點,而成為當前的研究熱點。微孔納米材料在尾氣處理氮氧化合物方面,不僅克服了釩基催化劑有毒、溫度窗口窄等缺點,而且具有活性高、水熱穩(wěn)定性好及選擇性高等優(yōu)點,而被廣泛關注。但如何利用更加簡單環(huán)保、綠色高效和廉價溫和的手段來合成新型結構的納米材料成為了目前的研究熱點。針對目前納米材料合成過程繁瑣,不能應用到實際的生產生活中。本文主要采用簡單溫和、綠色環(huán)保的一步水熱合成法,制備了尖晶石型NiCo... 

【文章來源】：山東師范大學山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

按照維度的納米材料的分類[7]

山東師范大學碩士學位論文3效應、表面與界面效應、宏觀隧道效應、量子尺寸效應和介電限域效應等。圖1-2納米材料的物理特性小尺寸效應，是指納米顆粒的尺寸極小而引發(fā)的光、聲、電、磁等物理性質的改變[13]。如，因為納米材料的尺寸變小，所以光吸收增強、熔點下降、比表面積增大、具有延展性和堅韌性。由于這種特殊的效應為納米材料的應用研究開辟了新的方向。表面與界面效應，是指納米顆粒表面的原子數(shù)與總原子數(shù)的比值隨著顆粒尺寸的減小而增大表現(xiàn)出的性質變化。顆粒尺寸的減小，導致表面原子數(shù)增多，產生很多的活性位點。利用表面效應[14]，使納米材料在催化、氣敏及吸附方面都有很好的應用前景。也為研究者在探究如何改善納米材料的利用率提供很大的參考價值。宏觀隧道效應，是指納米顆粒的能量低于能壘高度時，有貫穿勢壘的能力[15]。納米微粒的磁化強度、磁通量等宏觀量可以穿越宏觀的系統(tǒng)，然后發(fā)生改變，具有隧道效應[16]。納米顆粒在低溫下也能具有很高的超順磁性，對納米科技的應用研究有重大意義。量子尺寸效應，是指當納米粒子的尺寸降低到光波波長或相干波長的特定尺寸時，會產生不連續(xù)態(tài)的能級占據(jù)不同的軌道，導致了材料的光、電以及超導電性等物理性質的變化[17]。隨著納米材料的粒徑減小，能級的間距變大到一定程度時，就會受到量子尺寸效應的影響，材料具有高的光催化性、強的還原性和氧化性。為研究納米材料的應用開拓了新思路。

山東師范大學碩士學位論文41.2.3納米材料的應用研究（1）在催化方面的應用納米顆粒由于尺寸孝比表面積大及原子表面的活性位點多，而成為催化反應中的高效催化劑。在光催化反應中，常見的貴金屬、半導體及尖晶石型納米材料可以作為催化劑加速氧化還原反應的過程；還可以實現(xiàn)催化劑的高效制備和回收。研究者利用納米材料TiO2-Fe2O3作為光催化劑，處理工業(yè)廢水中的SO32-和Cr2O72-，達到了很好的處理效果。在電催化反應中，1972年日本科學家Fujishima和Honda用TiO2-Pt作為電極，紫外光照射電解水[4]。Zhang等人用單分散的Ir納米片催化劑固定電極，研究了它對電池催化反應性能的影響（如圖1-3）[18]。納米材料在反應中由于具有更高的表面活性、催化反應快及性能優(yōu)異等優(yōu)點[19]，在催化領域有很大的應用前景。圖1-3負載催化劑的原理圖[18]（2）在電化學領域的應用納米材料由于具有很多特殊效應及特征，如活性位點多、比表面積大、多孔結構以及特殊的形態(tài)和結構，所以應用前景廣闊。例如，通過簡單的離子交換制備的納米材料NiCo2S4，具有特殊的多殼層中空洋蔥的結構[20]，可以作為一種高活性的電極材料在電池中應用（如圖1-4）。另外，將這種特殊結構和活性炭組裝后，也可用在超級電容器中。由于其具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性、大功率和能量密度，所以表現(xiàn)出良好的電化學性能。這些具有特殊結構的納米材料，在電池和超級電容器[21,22]中被廣泛使用，緩解了目前的能源危機。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙相體系中凹土負載型固體酸SO42-/In2O3-ATP催化己糖降解5-羥甲基糠醛（英文）[J]. 申越,康玉茹,孫建奎,王超,王波,許鳳,孫潤倉.  催化學報. 2016(08)



本文編號：2936004