納米化學(xué)論文精選(九篇)

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第1篇：納米化學(xué)論文范文

1、各國競相出臺納米科技發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃

由于納米技術(shù)對國家未來經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展及國防安全具有重要意義，世界各國（地區(qū)）紛紛將納米技術(shù)的研發(fā)作為21世紀(jì)技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動(dòng)器，相繼制定了發(fā)展戰(zhàn)略和計(jì)劃，以指導(dǎo)和推進(jìn)本國納米科技的發(fā)展。目前，世界上已有50多個(gè)國家制定了國家級的納米技術(shù)計(jì)劃。一些國家雖然沒有專項(xiàng)的納米技術(shù)計(jì)劃，但其他計(jì)劃中也往往包含了納米技術(shù)相關(guān)的研發(fā)。

（1）發(fā)達(dá)國家和地區(qū)雄心勃勃

為了搶占納米科技的先機(jī)，美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術(shù)計(jì)劃（NNI），其宗旨是整合聯(lián)邦各機(jī)構(gòu)的力量，加強(qiáng)其在開展納米尺度的科學(xué)、工程和技術(shù)開發(fā)工作方面的協(xié)調(diào)。2003年11月，美國國會又通過了《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法案》，這標(biāo)志著納米技術(shù)已成為聯(lián)邦的重大研發(fā)計(jì)劃，從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究到研究中心、基礎(chǔ)設(shè)施的建立以及人才的培養(yǎng)等全面展開。

日本政府將納米技術(shù)視為“日本經(jīng)濟(jì)復(fù)興”的關(guān)鍵。第二期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃將生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境技術(shù)和納米技術(shù)作為4大重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，并制定了多項(xiàng)措施確保這些領(lǐng)域所需戰(zhàn)略資源（人才、資金、設(shè)備）的落實(shí)。之后，日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針，積極推進(jìn)從基礎(chǔ)性到實(shí)用性的研發(fā)，同時(shí)跨省廳重點(diǎn)推進(jìn)能有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加強(qiáng)國際競爭力的研發(fā)。

歐盟在2002—2007年實(shí)施的第六個(gè)框架計(jì)劃也對納米技術(shù)給予了空前的重視。該計(jì)劃將納米技術(shù)作為一個(gè)最優(yōu)先的領(lǐng)域，有13億歐元專門用于納米技術(shù)和納米科學(xué)、以知識為基礎(chǔ)的多功能材料、新生產(chǎn)工藝和設(shè)備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術(shù)戰(zhàn)略，目前，已確定了促進(jìn)歐洲納米技術(shù)發(fā)展的5個(gè)關(guān)鍵措施：增加研發(fā)投入，形成勢頭；加強(qiáng)研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施；從質(zhì)和量方面擴(kuò)大人才資源；重視工業(yè)創(chuàng)新，將知識轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和服務(wù)；考慮社會因素，趨利避險(xiǎn)。另外，包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內(nèi)的多數(shù)歐盟國家還制定了各自的納米技術(shù)研發(fā)計(jì)劃。

（2）新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體瞄準(zhǔn)先機(jī)

意識到納米技術(shù)將會給人類社會帶來巨大的影響，韓國、中國臺灣等新興工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體，為了保持競爭優(yōu)勢，也紛紛制定納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。韓國政府2001年制定了《促進(jìn)納米技術(shù)10年計(jì)劃》，2002年頒布了新的《促進(jìn)納米技術(shù)開發(fā)法》，隨后的2003年又頒布了《納米技術(shù)開發(fā)實(shí)施規(guī)則》。韓國政府的政策目標(biāo)是融合信息技術(shù)、生物技術(shù)和納米技術(shù)3個(gè)主要技術(shù)領(lǐng)域，以提升前沿技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)的水平；到2010年10年計(jì)劃結(jié)束時(shí)，韓國納米技術(shù)研發(fā)要達(dá)到與美國和日本等領(lǐng)先國家的水平，進(jìn)入世界前5位的行列。

中國臺灣自1999年開始，相繼制定了《納米材料尖端研究計(jì)劃》、《納米科技研究計(jì)劃》，這些計(jì)劃以人才和核心設(shè)施建設(shè)為基礎(chǔ)，以追求“學(xué)術(shù)卓越”和“納米科技產(chǎn)業(yè)化”為目標(biāo)，意在引領(lǐng)臺灣知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。

（3）發(fā)展中大國奮力趕超

綜合國力和科技實(shí)力較強(qiáng)的發(fā)展中國家為了迎頭趕上發(fā)達(dá)國家納米科技發(fā)展的勢頭，也制定了自己的納米科技發(fā)展戰(zhàn)略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發(fā)展綱要》，并先后建立了國家納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會、國家納米科學(xué)中心和納米技術(shù)專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發(fā)展綱要將明確中國納米科技發(fā)展的路線圖，確定中國在目前和中長期的研發(fā)任務(wù)，以便在國家層面上進(jìn)行指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，集中力量、發(fā)揮優(yōu)勢，爭取在幾個(gè)方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術(shù)浪潮是納米技術(shù)，南非科技部正在制定一項(xiàng)國家納米技術(shù)戰(zhàn)略，可望在2005年度執(zhí)行。印度政府也通過加大對從事材料科學(xué)研究的科研機(jī)構(gòu)和項(xiàng)目的支持力度，加強(qiáng)材料科學(xué)中具有廣泛應(yīng)用前景的納米技術(shù)的研究和開發(fā)。

2、納米科技研發(fā)投入一路攀升

納米科技已在國際間形成研發(fā)熱潮，現(xiàn)在無論是富裕的工業(yè)化大國還是渴望富裕的工業(yè)化中國家，都在對納米科學(xué)、技術(shù)與工程投入巨額資金，而且投資迅速增加。據(jù)歐盟2004年5月的一份報(bào)告稱，在過去10年里，世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術(shù)研究資金估計(jì)為20億歐元。這說明，全球?qū){米技術(shù)研發(fā)的年投資已達(dá)50億歐元。

美國的公共納米技術(shù)投資最多。在過去4年內(nèi)，聯(lián)邦政府的納米技術(shù)研發(fā)經(jīng)費(fèi)從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元，2005年將增加到9.82億美元。更重要的是，根據(jù)《21世紀(jì)納米技術(shù)研究開發(fā)法》，在2005～2008財(cái)年聯(lián)邦政府將對納米技術(shù)計(jì)劃投入37億美元，而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發(fā)的經(jīng)費(fèi)。

日本目前是僅次于美國的第二大納米技術(shù)投資國。日本早在20世紀(jì)80年代就開始支持納米科學(xué)研究，近年來納米科技投入迅速增長，從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元，而2004年還將增長20%。

在歐洲，根據(jù)第六個(gè)框架計(jì)劃，歐盟對納米技術(shù)的資助每年約達(dá)7.5億美元，有些人估計(jì)可達(dá)9.15億美元。另有一些人估計(jì)，歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國，甚至更高。

中國期望今后5年內(nèi)中央政府的納米技術(shù)研究支出達(dá)到2.4億美元左右；另外，地方政府也將支出2.4億～3.6億美元。中國臺灣計(jì)劃從2002～2007年在納米技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域中投資6億美元，每年穩(wěn)中有增，平均每年達(dá)1億美元。韓國每年的納米技術(shù)投入預(yù)計(jì)約為1.45億美元，而新加坡則達(dá)3.7億美元左右。

就納米科技人均公共支出而言，歐盟25國為2.4歐元，美國為3.7歐元，日本為6.2歐元。按照計(jì)劃，美國2006年的納米技術(shù)研發(fā)公共投資增加到人均5歐元，日本2004年增加到8歐元，因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是：歐盟為0.01%，美國為0.01%，日本為0.02%。

另外，據(jù)致力于納米技術(shù)行業(yè)研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報(bào)告稱，很多私營企業(yè)對納米技術(shù)的投資也快速增加。美國的公司在這一領(lǐng)域的投入約為17億美元，占全球私營機(jī)構(gòu)38億美元納米技術(shù)投資的46%。亞洲的企業(yè)將投資14億美元，占36%。歐洲的私營機(jī)構(gòu)將投資6.5億美元，占17%。由于投資的快速增長，納米技術(shù)的創(chuàng)新時(shí)代必將到來。

3、世界各國納米科技發(fā)展各有千秋

各納米科技強(qiáng)國比較而言，美國雖具有一定的優(yōu)勢，但現(xiàn)在尚無確定的贏家和輸家。

（1）在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下

根據(jù)中國科技信息研究所進(jìn)行的納米論文統(tǒng)計(jì)結(jié)果，2000—2002年，共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學(xué)引文索引（SCI）》收錄。納米研究論文數(shù)量逐年增長，且增長幅度較大，2001年和2002年的增長率分別達(dá)到了30.22%和18.26%。

2000—2002年納米研究論文，美國以較大的優(yōu)勢領(lǐng)先于其他國家，3年累計(jì)論文數(shù)超過10000篇，幾乎占全部論文產(chǎn)出的30%。日本（12.76%）、德國（11.28%）、中國（10.64%）和法國（7.89%）位居其后，它們各自的論文總數(shù)都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產(chǎn)出大都超過了1000篇，是納米研究最活躍的國家，也是納米研究實(shí)力最強(qiáng)的國家。中國的增長幅度最為突出，2000年中國納米論文比例還落后德國2個(gè)多百分點(diǎn)，到2002年已經(jīng)超過德國，位居世界第三位，與日本接近。

在上述5國之后，英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發(fā)表的論文數(shù)也較多，各國3年累計(jì)論文總數(shù)都超過了1000篇，且每年的論文數(shù)排位都可以進(jìn)入前10名。這5個(gè)國家可以列為納米研究較活躍的國家。

另外，如果歐盟各國作為一個(gè)整體，其論文量則超過36%，高于美國的29.46%。（2）在申請納米技術(shù)發(fā)明專利方面美國獨(dú)占鰲頭

據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國專利商標(biāo)局2000—2002年共受理2236項(xiàng)關(guān)于納米技術(shù)的專利。其中最多的國家是美國（1454項(xiàng)），其次是日本（368項(xiàng)）和德國（118項(xiàng)）。由于專利數(shù)據(jù)來源美國專利商標(biāo)局，所以美國的專利數(shù)量非常多，所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數(shù)也較多，所占比例都超過了1%。

專利反映了研究成果實(shí)用化的能力。多數(shù)國家納米論文數(shù)與專利數(shù)所占比例的反差較大，在論文數(shù)最多的20個(gè)國家和地區(qū)中，專利數(shù)所占比例超過論文數(shù)所占比例的國家和地區(qū)只有美國、日本和中國臺灣。這說明，很多國家和地區(qū)在納米技術(shù)研究上具備一定的實(shí)力，但比較側(cè)重于基礎(chǔ)研究，而實(shí)用化能力較弱。

（3）就整體而言納米科技大國各有所長

美國納米技術(shù)的應(yīng)用研究在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤等領(lǐng)域快速發(fā)展。隨著納米技術(shù)在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應(yīng)用，目前美國納米研究熱點(diǎn)已逐步轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)納米技術(shù)已經(jīng)被列為美國國家的優(yōu)先科研計(jì)劃。在納米醫(yī)學(xué)方面，納米傳感器可在實(shí)驗(yàn)室條件下對多種癌癥進(jìn)行早期診斷，而且，已能在實(shí)驗(yàn)室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進(jìn)行早期診斷。2004年，美國國立衛(wèi)生研究院癌癥研究所專門出臺了一項(xiàng)《癌癥納米技術(shù)計(jì)劃》，目的是將納米技術(shù)、癌癥研究與分子生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標(biāo)；利用納米顆粒追蹤活性物質(zhì)在生物體內(nèi)的活動(dòng)也是一個(gè)研究熱門，這對于研究艾滋病病毒、癌細(xì)胞等在人體內(nèi)的活動(dòng)情況非常有用，還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果，未來5～10年有望商業(yè)化。

雖然醫(yī)學(xué)納米技術(shù)正成為納米科技的新熱點(diǎn)，納米技術(shù)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域的應(yīng)用仍然引人關(guān)注。美國科研人員正在加緊納米級半導(dǎo)體材料晶體管的應(yīng)用研究，期望突破傳統(tǒng)的極限，讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術(shù)是這一領(lǐng)域中最受關(guān)注的地方。不少科學(xué)家試圖利用化學(xué)反應(yīng)來合成納米顆粒，并按照一定規(guī)則排列這些顆粒，使其成為體積小而運(yùn)算快的芯片。這種技術(shù)本來有望取代傳統(tǒng)光刻法制造芯片的技術(shù)。在光學(xué)新材料方面，目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達(dá)到幾百微米的納米導(dǎo)線。

日本納米技術(shù)的研究開發(fā)實(shí)力強(qiáng)大，某些方面處于世界領(lǐng)先水平，但尚未脫離基礎(chǔ)和應(yīng)用研究階段，距離實(shí)用化還有相當(dāng)一段路要走。在納米技術(shù)的研發(fā)上，日本最重視的是應(yīng)用研究，尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外，日本開發(fā)出多種不同結(jié)構(gòu)的納米材料，如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結(jié)構(gòu)、富勒結(jié)構(gòu)套富勒結(jié)構(gòu)、納米管套富勒結(jié)構(gòu)、酒杯疊酒杯狀結(jié)構(gòu)等。

在制造方法上，日本不斷改進(jìn)電弧放電法、化學(xué)氣相合成法和激光燒蝕法等現(xiàn)有方法，同時(shí)積極開發(fā)新的制造技術(shù)，特別是批量生產(chǎn)技術(shù)。細(xì)川公司展出的低溫連續(xù)燒結(jié)設(shè)備引起關(guān)注。它能以每小時(shí)數(shù)千克的速度制造粒徑在數(shù)十納米的單一和復(fù)合的超微粒材料。東麗和三菱化學(xué)公司應(yīng)用大學(xué)開發(fā)的新技術(shù)能把制造碳納米材料的成本減至原來的1／10，兩三年內(nèi)即可進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

日本高度重視開發(fā)檢測和加工技術(shù)。目前廣泛應(yīng)用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學(xué)顯微鏡等的性能不斷提高，并涌現(xiàn)了諸如數(shù)字式顯微鏡、內(nèi)藏高級照相機(jī)顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產(chǎn)品?？茖W(xué)家村田和廣成功開發(fā)出亞微米噴墨印刷裝置，能應(yīng)用于納米領(lǐng)域，在硅、玻璃、金屬和有機(jī)高分子等多種材料的基板上印制細(xì)微電路，是世界最高水平。

日本企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)積極在信息技術(shù)、生物技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)為納米技術(shù)尋找用武之地，如制造單個(gè)電子晶體管、分子電子元件等更細(xì)微、更高性能的元器件和量子計(jì)算機(jī)，解析分子、蛋白質(zhì)及基因的結(jié)構(gòu)等。不過，這些研究大都處于探索階段，成果為數(shù)不多。

歐盟在納米科學(xué)方面頗具實(shí)力，特別是在光學(xué)和光電材料、有機(jī)電子學(xué)和光電學(xué)、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導(dǎo)體、復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)材料、智能材料等方面的研究能力較強(qiáng)。

中國在納米材料及其應(yīng)用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多，主要以金屬和無機(jī)非金屬納米材料為主，約占80%，高分子和化學(xué)合成材料也是一個(gè)重要方面，而在納米電子學(xué)、納米器件和納米生物醫(yī)學(xué)研究方面與發(fā)達(dá)國家有明顯差距。

4、納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化步伐加快

目前，納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化尚處于初期階段，但展示了巨大的商業(yè)前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)：2004年全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到500億美元，2010年將達(dá)到14400億美元。為此，各納米技術(shù)強(qiáng)國為了盡快實(shí)現(xiàn)納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，都在加緊采取措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

美國國家科研項(xiàng)目管理部門的管理者們認(rèn)為，美國大公司自身的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究不足，導(dǎo)致美國在該領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用缺乏動(dòng)力，因此，嘗試建立一個(gè)由多所大學(xué)與大企業(yè)組成的研究中心，希望借此使納米技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)緊密結(jié)合在一起。美國聯(lián)邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區(qū)建立一個(gè)“納米科技成果轉(zhuǎn)化中心”，以便及時(shí)有效地將納米科技領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)界。該中心的主要工作有兩項(xiàng)：一是進(jìn)行納米技術(shù)基礎(chǔ)研究；二是與大企業(yè)合作，使最新基礎(chǔ)研究成果盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。其研究領(lǐng)域涉及納米計(jì)算、納米通訊、納米機(jī)械和納米電路等許多方面，其中不少研究成果將被率先應(yīng)用于美國國防工業(yè)。

美國的一些大公司也正在認(rèn)真探索利用納米技術(shù)改進(jìn)其產(chǎn)品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內(nèi)取得突破，并生產(chǎn)出商業(yè)產(chǎn)品。一個(gè)由專業(yè)、商業(yè)和學(xué)術(shù)組織組成的網(wǎng)絡(luò)在迅速擴(kuò)大，其目的是共享信息，促進(jìn)聯(lián)系，加速納米技術(shù)應(yīng)用。

日本企業(yè)界也加強(qiáng)了對納米技術(shù)的投入。關(guān)西地區(qū)已有近百家企業(yè)與16所大學(xué)及國立科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，不久前又建立了“關(guān)西納米技術(shù)推進(jìn)會議”，以大力促進(jìn)本地區(qū)納米技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術(shù)研究所，試圖將納米技術(shù)融合進(jìn)各自從事的產(chǎn)業(yè)中。

歐盟于2003年建立納米技術(shù)工業(yè)平臺，推動(dòng)納米技術(shù)在歐盟成員國的應(yīng)用。歐盟委員會指出：建立納米技術(shù)工業(yè)平臺的目的是使工程師、材料學(xué)家、醫(yī)療研究人員、生物學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家能夠協(xié)同作戰(zhàn)，把納米技術(shù)應(yīng)用到信息技術(shù)、化妝品、化學(xué)產(chǎn)品和運(yùn)輸領(lǐng)域，生產(chǎn)出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產(chǎn)品，同時(shí)減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術(shù)工業(yè)平臺和增加納米技術(shù)研究投資使其在納米技術(shù)方面盡快趕上美國。

第2篇：納米化學(xué)論文范文

英文名稱：Nanotechnology and Precision Engineering

主管單位：教育部

主辦單位：天津大學(xué)

出版周期：雙月刊

出版地址：天津市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1672-6030

國內(nèi)刊號：12-1351/O3

郵發(fā)代號：6-177

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時(shí)間：2003

期刊收錄：

CA 化學(xué)文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)

核心期刊：

期刊榮譽(yù)：

聯(lián)系方式

期刊簡介

第3篇：納米化學(xué)論文范文

【論文關(guān)鍵詞】:無機(jī)化學(xué)；研究前沿；研究進(jìn)展

【論文摘要】:無機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科里其它各分支學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科，在近年來取得較突出的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在固體材料化學(xué)、配位化學(xué)等方面。未來無機(jī)化學(xué)的發(fā)展特點(diǎn)是各學(xué)科交叉縱橫相互滲透，用以解決工業(yè)生產(chǎn)與人民生活的實(shí)際問題。文章就當(dāng)代無機(jī)化學(xué)研究的前沿與未來發(fā)展趨勢做了簡要闡述。

當(dāng)前無機(jī)化學(xué)的發(fā)展趨向主要是新型的無機(jī)化合物的合成和應(yīng)用，以及新的研究領(lǐng)域的開辟和建立。因此21世紀(jì)理論與計(jì)算方法的運(yùn)用將大大加強(qiáng)理論和實(shí)驗(yàn)更加緊密的結(jié)合。同時(shí)各學(xué)科間的深入發(fā)展和學(xué)科間的相互滲透，形成許多學(xué)科的新的研究領(lǐng)域。例如，生物無機(jī)化學(xué)就是無機(jī)化學(xué)與生物學(xué)結(jié)合的邊緣學(xué)科；固體無機(jī)化學(xué)是十分活躍的新興學(xué)科；作為邊沿學(xué)科的配位化學(xué)日益與其它相關(guān)學(xué)科相互滲透與交叉。

根據(jù)國際上最新進(jìn)展和我國的具體情況,文章就“無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展”和“我國無機(jī)化學(xué)最新研究進(jìn)展”兩個(gè)方面進(jìn)行闡述：

一、無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展

無機(jī)合成與制備在固體化學(xué)和材料化學(xué)研究中占有重要的地位,是化學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。發(fā)展現(xiàn)代無機(jī)合成與制備化學(xué),不斷地推出新的合成反應(yīng)和路線或改進(jìn)和綠化現(xiàn)有的陳舊合成方法,不斷地創(chuàng)造與開發(fā)新的物種,將為研究材料結(jié)構(gòu)、性能(或功能)與反應(yīng)間的關(guān)系、揭示新規(guī)律與原理提供基礎(chǔ)。近年來無機(jī)合成與制備化學(xué)研究的新進(jìn)展主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（一）極端條件合成

在現(xiàn)代合成中愈來愈廣泛地應(yīng)用極端條件下的合成方法與技術(shù)來實(shí)現(xiàn)通常條件下無法進(jìn)行的合成,并在這些極端條件下開拓多種多樣的一般條件下無法得到的新化合物、新物相與物態(tài)。超臨界流體反應(yīng)之一的超臨界水熱合成就是無機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)重要分支。

（二）軟化學(xué)合成

與極端條件下的合成化學(xué)相對應(yīng)的是在溫和條件下功能無機(jī)材料的合成與晶化,即溫和條件下的合成或軟化學(xué)合成。由于苛刻條件對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴與技術(shù)上的不易控制性,減弱了材料合成的定向程度。而溫和條件下的合成化學(xué)——即“軟化學(xué)合成”,正是具有對實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求簡單和化學(xué)上的易控性和可操作性特點(diǎn),因而在無機(jī)材料合成化學(xué)的研究領(lǐng)域中占有一席之地。

（三）缺陷與價(jià)態(tài)控制

缺陷與特定價(jià)態(tài)的控制是固體化學(xué)和固體物理重要的研究對象,也是決定和優(yōu)化材料性能的主要因素。材料的許多性質(zhì)如發(fā)光、導(dǎo)電、催化等都和缺陷與價(jià)態(tài)有關(guān)。晶體生長行為和材料的反應(yīng)性與缺陷關(guān)系密切,因此,缺陷與價(jià)態(tài)在合成中的控制顯然成為重要的科學(xué)題。缺陷與特定價(jià)態(tài)的生成和變化與材料最初生成條件有關(guān),因此，可通過控制材料生成條件來控制材料中的缺陷和元素的價(jià)態(tài)。

（四）計(jì)算機(jī)輔助合成

計(jì)算機(jī)輔助合成是在對反應(yīng)機(jī)理有了了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行的理論模擬過程。國際上一般為建立與完善合成反應(yīng)與結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)庫,再在系統(tǒng)研究其合成反應(yīng)與機(jī)理的基礎(chǔ)上,應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并結(jié)合基因算法、退火、Monte2Carlo優(yōu)化計(jì)算等建立有關(guān)的合成反應(yīng)數(shù)學(xué)模型與能量分布模型,并進(jìn)一步建立定向合成的專家決策系統(tǒng)。

（五）組合化學(xué)

組合化學(xué)是利用組合論的思想和理論,將構(gòu)建單元通過有機(jī)/無機(jī)合成或化學(xué)法修飾,產(chǎn)生分子多樣性的群體(庫),并進(jìn)行優(yōu)化選擇的科學(xué)。組合化學(xué)用于合成肽組合庫,也稱組合合成、組合庫和自動(dòng)合成法。組合方法同時(shí)用n個(gè)單元與另外一組n′個(gè)單元反應(yīng),得到所有組合的混合物,即n+n′個(gè)構(gòu)建單元產(chǎn)生n×n′批產(chǎn)物。

（六）理想合成

理想合成是從易得的起始物開始,經(jīng)過一步簡單、安全、環(huán)境友好、反應(yīng)快速、100%產(chǎn)率獲得目標(biāo)產(chǎn)物。趨近理想合成策略之一是開發(fā)一步合成反應(yīng)，如富勒烯及相關(guān)高級結(jié)構(gòu)的合成,從易得的石墨出發(fā),只需一步反應(yīng)即得到目標(biāo)產(chǎn)物,產(chǎn)率44%。趨近理想合成策略之二為單元操作。相對復(fù)雜的分子,如藥物、天然產(chǎn)物的合成,需要多步反應(yīng)完成。在自然界里,生物采取多級合成的策略,在眾多酶的作用下,用前一步催化反應(yīng)的產(chǎn)物作為后續(xù)反應(yīng)的起始物,直至目的產(chǎn)物的生成。

（七）仿生合成

仿生合成無論從理論還是從應(yīng)用上都將具有非常誘人的前景。無機(jī)合成與制備化學(xué)在生物礦化、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合、無機(jī)分子向生物分子轉(zhuǎn)化等研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用一般常規(guī)方法難于進(jìn)行的非常復(fù)雜的合成如何利用生物合成將其變?yōu)楦咝?、有序、自?dòng)進(jìn)行的合成。例如生物體對血紅素的合成可以從最簡單的酪氨酸經(jīng)過一系列酶的作用很容易地合成出結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的血紅素。因此,仿生合成將成為21世紀(jì)合成化學(xué)中的前沿領(lǐng)域。

二、我國無機(jī)化學(xué)研究最新進(jìn)展

近幾年我國無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)研究取得突出進(jìn)展，成果累累，主要在以下幾個(gè)方面取得了令人矚目的成績：

(1)中科大錢逸泰、謝毅研究小組在水熱合成工作的基礎(chǔ)上，在有機(jī)體系中設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了新的無機(jī)化學(xué)反應(yīng)，在相對低的溫度下制備了一序列非氧化物納米材料。溶劑熱合成原理與水熱合成類似，以有機(jī)溶劑代替水，在密封體系中實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。他們在苯中280度下將GaCl3和Li3N反應(yīng)制得納米GaN的工作發(fā)表在Science上。

(2)吉林大學(xué)馮守華、徐如人研究組應(yīng)用水熱合成技術(shù)，從簡單的反應(yīng)原料出發(fā)成功地合成出具有螺旋結(jié)構(gòu)的無機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料，M（4，4''''-bipy）2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在這兩個(gè)化合物中，PO4四面體和VO4三角雙錐通過共用氧原子交替排列形成新穎的V/P/O無機(jī)螺旋鏈。

(3)南京大學(xué)熊仁根、游效曾等在光學(xué)活性類沸石的組裝及其手性拆分功能研究方面設(shè)計(jì)和合成具有手性與催化功能的無機(jī)有機(jī)雜化多維結(jié)構(gòu)，他們改性了光學(xué)活性的天然有機(jī)藥物（奎寧），以它作為配體同金屬離子自組裝構(gòu)成了一個(gè)能進(jìn)行光學(xué)拆分消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇，拆分率達(dá)98﹪以上的三維多孔類沸石。

(4)中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所洪茂椿,吳新濤等在納米材料和無機(jī)聚合物方面的工作引起國內(nèi)外同行的廣泛重視。他們成功地合成納米金屬分子籠（nanometer-sizedmetallomolecularcage）,還成功的構(gòu)筑了一個(gè)新型的具有納米級孔洞的類分子篩[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n，其中孔洞的大小近一納米。在金屬納米線和金屬-有機(jī)納米板的合成和結(jié)構(gòu)的研究成果斐然。設(shè)計(jì)合成了一些金屬納米線，金屬-非金屬納米線和金屬有機(jī)納米板。

(5)北京大學(xué)高松研究小組在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1：1：1的摩爾比緩慢擴(kuò)散K3[M（CN）6]（M=Fe3+，Co3+），bpym(2,2''''-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根橋聯(lián)的4f-3d二維配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O，24個(gè)原子形成的二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

(6)清華大學(xué)李亞棟研究組在新型一維納米結(jié)構(gòu)的制備、組裝方面取得了突出的進(jìn)展。李亞棟課題組首次發(fā)現(xiàn)了由具有準(zhǔn)層狀結(jié)構(gòu)特性的金屬鉍形成的一種新型的單晶多壁金屬納米管，有關(guān)研究成果在美國化學(xué)會志上（J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001）報(bào)道。這是國際上首例由金屬形成的單晶納米管，鉍納米管的發(fā)現(xiàn)為無機(jī)納米管的形成機(jī)理和應(yīng)用研究提供了新的對象和課題。

面對生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等其他學(xué)科迅速發(fā)展的挑戰(zhàn)和人類對認(rèn)識和改造自然提出的新要求，化學(xué)在不斷地創(chuàng)造出新的物質(zhì)和品種來滿足人民的物質(zhì)文化生活，造福國家，造福人類。當(dāng)前，資源的有效開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)與治理、社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、人口與健康和人類安全、高新材料的開發(fā)和應(yīng)用等向我國的科學(xué)工作者提出一系列重大的挑戰(zhàn)性難題，迫切需要化學(xué)家在更高層次上進(jìn)行化學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造出新的理論、方法和手段，并從學(xué)科自身發(fā)展和為國家目標(biāo)服務(wù)兩個(gè)方面不斷提出新的思路和戰(zhàn)略設(shè)想，以適應(yīng)21世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]徐如人，龐文琴.無機(jī)合成與制備化學(xué)[M].北京：高等教育出版社.2001.

[2]馮守華,徐如人.無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展[J].化學(xué)進(jìn)展，2000（12）.

第4篇：納米化學(xué)論文范文

【論文摘要】: 無機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科里其它各分支學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科，在近年來取得較突出的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在固體材料化學(xué)、配位化學(xué)等方面。未來無機(jī)化學(xué)的發(fā)展特點(diǎn)是各學(xué)科交叉縱橫相互滲透，用以解決工業(yè)生產(chǎn)與人民生活的實(shí)際問題。文章就當(dāng)代無機(jī)化學(xué)研究的前沿與未來發(fā)展趨勢做了簡要闡述。

當(dāng)前無機(jī)化學(xué)的發(fā)展趨向主要是新型的無機(jī)化合物的合成和應(yīng)用，以及新的研究領(lǐng)域的開辟和建立。因此21世紀(jì)理論與計(jì)算方法的運(yùn)用將大大加強(qiáng)理論和實(shí)驗(yàn)更加緊密的結(jié)合。同時(shí)各學(xué)科間的深入發(fā)展和學(xué)科間的相互滲透，形成許多學(xué)科的新的研究領(lǐng)域。例如，生物無機(jī)化學(xué)就是無機(jī)化學(xué)與生物學(xué)結(jié)合的邊緣學(xué)科；固體無機(jī)化學(xué)是十分活躍的新興學(xué)科；作為邊沿學(xué)科的配位化學(xué)日益與其它相關(guān)學(xué)科相互滲透與交叉。

根據(jù)國際上最新進(jìn)展和我國的具體情況,文章就“無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展”和“我國無機(jī)化學(xué)最新研究進(jìn)展”兩個(gè)方面進(jìn)行闡述：

一、無機(jī)合成與制備化學(xué)研究進(jìn)展

無機(jī)合成與制備在固體化學(xué)和材料化學(xué)研究中占有重要的地位, 是化學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。發(fā)展現(xiàn)代無機(jī)合成與制備化學(xué), 不斷地推出新的合成反應(yīng)和路線或改進(jìn)和綠化現(xiàn)有的陳舊合成方法, 不斷地創(chuàng)造與開發(fā)新的物種, 將為研究材料結(jié)構(gòu)、性能(或功能) 與反應(yīng)間的關(guān)系、揭示新規(guī)律與原理提供基礎(chǔ)。近年來無機(jī)合成與制備化學(xué)研究的新進(jìn)展主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

（一） 極端條件合成

在現(xiàn)代合成中愈來愈廣泛地應(yīng)用極端條件下的合成方法與技術(shù)來實(shí)現(xiàn)通常條件下無法進(jìn)行的合成, 并在這些極端條件下開拓多種多樣的一般條件下無法得到的新化合物、新物相與物態(tài)。超臨界流體反應(yīng)之一的超臨界水熱合成就是無機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)重要分支。

（二） 軟化學(xué)合成

與極端條件下的合成化學(xué)相對應(yīng)的是在溫和條件下功能無機(jī)材料的合成與晶化, 即溫和條件下的合成或軟化學(xué)合成。由于苛刻條件對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴與技術(shù)上的不易控制性, 減弱了材料合成的定向程度。而溫和條件下的合成化學(xué)——即“軟化學(xué)合成”, 正是具有對實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求簡單和化學(xué)上的易控性和可操作性特點(diǎn), 因而在無機(jī)材料合成化學(xué)的研究領(lǐng)域中占有一席之地。

（三） 缺陷與價(jià)態(tài)控制

缺陷與特定價(jià)態(tài)的控制是固體化學(xué)和固體物理重要的研究對象, 也是決定和優(yōu)化材料性能的主要因素。材料的許多性質(zhì)如發(fā)光、導(dǎo)電、催化等都和缺陷與價(jià)態(tài)有關(guān)。晶體生長行為和材料的反應(yīng)性與缺陷關(guān)系密切, 因此, 缺陷與價(jià)態(tài)在合成中的控制顯然成為重要的科學(xué)題。缺陷與特定價(jià)態(tài)的生成和變化與材料最初生成條件有關(guān), 因此，可通過控制材料生成條件來控制材料中的缺陷和元素的價(jià)態(tài)。

（四） 計(jì)算機(jī)輔助合成

計(jì)算機(jī)輔助合成是在對反應(yīng)機(jī)理有了了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行的理論模擬過程。 國際上一般為建立與完善合成反應(yīng)與結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù)庫, 再在系統(tǒng)研究其合成反應(yīng)與機(jī)理的基礎(chǔ)上, 應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并結(jié)合基因算法、退火、Mon te2Carlo 優(yōu)化計(jì)算等建立有關(guān)的合成反應(yīng)數(shù)學(xué)模型與能量分布模型, 并進(jìn)一步建立定向合成的專家決策系統(tǒng)。

（五） 組合化學(xué)

組合化學(xué)是利用組合論的思想和理論, 將構(gòu)建單元通過有機(jī)/無機(jī)合成或化學(xué)法修飾, 產(chǎn)生分子多樣性的群體(庫) , 并進(jìn)行優(yōu)化選擇的科學(xué)。組合化學(xué)用于合成肽組合庫, 也稱組合合成、組合庫和自動(dòng)合成法。組合方法同時(shí)用n 個(gè)單元與另外一組n′個(gè)單元反應(yīng), 得到所有組合的混合物, 即n+ n′個(gè)構(gòu)建單元產(chǎn)生n×n′批產(chǎn)物。

（六） 理想合成

理想合成是從易得的起始物開始, 經(jīng)過一步簡單、安全、環(huán)境友好、反應(yīng)快速、100% 產(chǎn)率獲得目標(biāo)產(chǎn)物。趨近理想合成策略之一是開發(fā)一步合成反應(yīng)，如富勒烯及相關(guān)高級結(jié)構(gòu)的合成, 從易得的石墨出發(fā), 只需一步反應(yīng)即得到目標(biāo)產(chǎn)物, 產(chǎn)率44%。趨近理想合成策略之二為單元操作。相對復(fù)雜的分子, 如藥物、天然產(chǎn)物的合成, 需要多步反應(yīng)完成。在自然界里, 生物采取多級合成的策略, 在眾多酶的作用下, 用前一步催化反應(yīng)的產(chǎn)物作為后續(xù)反應(yīng)的起始物, 直至目的產(chǎn)物的生成。

（七） 仿生合成

仿生合成無論從理論還是從應(yīng)用上都將具有非常誘人的前景。無機(jī)合成與制備化學(xué)在生物礦化、有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合、無機(jī)分子向生物分子轉(zhuǎn)化等研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用一般常規(guī)方法難于進(jìn)行的非常復(fù)雜的合成如何利用生物合成將其變?yōu)楦咝А⒂行?、自?dòng)進(jìn)行的合成。例如生物體對血紅素的合成可以從最簡單的酪氨酸經(jīng)過一系列酶的作用很容易地合成出結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的血紅素。因此,仿生合成將成為21 世紀(jì)合成化學(xué)中的前沿領(lǐng)域。

二、我國無機(jī)化學(xué)研究最新進(jìn)展

近幾年我國無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)研究取得突出進(jìn)展，成果累累，主要在以下幾個(gè)方面取得了令人矚目的成績：

(1) 中科大錢逸泰、謝毅研究小組在水熱合成工作的基礎(chǔ)上，在有機(jī)體系中設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了新的無機(jī)化學(xué)反應(yīng)，在相對低的溫度下制備了一序列非氧化物納米材料。溶劑熱合成原理與水熱合成類似，以有機(jī)溶劑代替水，在密封體系中實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。他們在苯中280度下將GaCl3和Li3N反應(yīng)制得納米GaN的工作發(fā)表在Science上。

(2) 吉林大學(xué)馮守華、徐如人研究組應(yīng)用水熱合成技術(shù)，從簡單的反應(yīng)原料出發(fā)成功地合成出具有螺旋結(jié)構(gòu)的無機(jī)-有機(jī)納米復(fù)合材料，M（4，4'-bipy）2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在這兩個(gè)化合物中，PO4四面體和VO4三角雙錐通過共用氧原子交替排列形成新穎的V/P/O無機(jī)螺旋鏈。

(3) 南京大學(xué)熊仁根、游效曾等在光學(xué)活性類沸石的組裝及其手性拆分功能研究方面設(shè)計(jì)和合成具有手性與催化功能的無機(jī)有機(jī)雜化多維結(jié)構(gòu)，他們改性了光學(xué)活性的天然有機(jī)藥物（奎寧），以它作為配體同金屬離子自組裝構(gòu)成了一個(gè)能進(jìn)行光學(xué)拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇，拆分率達(dá) 98?以上的三維多孔類沸石。

(4) 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所洪茂椿,吳新濤等在納米材料和無機(jī)聚合物方面的工作引起國內(nèi)外同行的廣泛重視。他們成功地合成納米金屬分子籠（nanometer-sized metallomolecular cage）,還成功的構(gòu)筑了一個(gè)新型的具有納米級孔洞的類分子篩[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n，其中孔洞的大小近一納米。在金屬納米線和金屬-有機(jī)納米板的合成和結(jié)構(gòu)的研究成果斐然。設(shè)計(jì)合成了一些金屬納米線，金屬-非金屬納米線和金屬有機(jī)納米板。

(5) 北京大學(xué)高松研究小組在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1：1：1的摩爾比緩慢擴(kuò)散K3[M（CN）6]（M=Fe3+，Co3+），bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根橋聯(lián)的4f-3d二維配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O，24個(gè)原子形成的二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

(6) 清華大學(xué)李亞棟研究組在新型一維納米結(jié)構(gòu)的制備、組裝方面取得了突出的進(jìn)展。李亞棟課題組首次發(fā)現(xiàn)了由具有準(zhǔn)層狀結(jié)構(gòu)特性的金屬鉍形成的一種新型的單晶多壁金屬納米管，有關(guān)研究成果在美國化學(xué)會志上（J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001）報(bào)道。這是國際上首例由金屬形成的單晶納米管，鉍納米管的發(fā)現(xiàn)為無機(jī)納米管的形成機(jī)理和應(yīng)用研究提供了新的對象和課題。

面對生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等其他學(xué)科迅速發(fā)展的挑戰(zhàn)和人類對認(rèn)識和改造自然提出的新要求，化學(xué)在不斷地創(chuàng)造出新的物質(zhì)和品種來滿足人民的物質(zhì)文化生活，造福國家，造福人類。當(dāng)前，資源的有效開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)與治理、社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、人口與健康和人類安全、高新材料的開發(fā)和應(yīng)用等向我國的科學(xué)工作者提出一系列重大的挑戰(zhàn)性難題，迫切需要化學(xué)家在更高層次上進(jìn)行化學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造出新的理論、方法和手段，并從學(xué)科自身發(fā)展和為國家目標(biāo)服務(wù)兩個(gè)方面不斷提出新的思路和戰(zhàn)略設(shè)想，以適應(yīng)21世紀(jì)科學(xué)發(fā)展的需求。

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第5篇：納米化學(xué)論文范文

[KH*3/4D][HTH]關(guān)鍵詞 [HTSS]納米功能化金電極; 微生物; 快速檢測; 脂質(zhì)過氧化; 計(jì)時(shí)電流法

[HT][HK]

[FQ（32,X,DY－W][CD15] 20110826收稿；20111219接受

本文系蘇州市科技局項(xiàng)目（No. YJC0910） 及常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 團(tuán)隊(duì)課題項(xiàng)目資助

* Email: tuyf@suda.省略；wxy62@cslg.省略[HT]

1 引 言

牛奶為人類生活中價(jià)值最高的營養(yǎng)物質(zhì)之一，但易酸敗變質(zhì)\[1\]。我國90％以上的奶牛由農(nóng)民飼養(yǎng)，規(guī)模小、生產(chǎn)水平低、衛(wèi)生設(shè)備不足，因而很多牛奶原料達(dá)不到一級標(biāo)準(zhǔn)。在牛奶的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售過程中，還可能受到多種細(xì)菌的污染，其中含有很多潛在的有害微生物，這些微生物不僅破壞牛奶質(zhì)量，而且可能危害飲用者身體健康\[2～4\]。傳統(tǒng)的微生物檢測技術(shù)非常繁瑣，需要耗費(fèi)大量的人力物力，而且檢測周期長。按國標(biāo)GB/T 4789.2進(jìn)行菌落總數(shù)檢測需要48 h才能得出結(jié)果，難以滿足食品安全檢測的要求。聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）\[5\]、酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)（ELISA）\[6,7\]等幾種快速檢測技術(shù)通過富集、分離、形態(tài)學(xué)檢測、生物化學(xué)測試來鑒別食品中致病菌，縮短了檢測時(shí)間，但檢測費(fèi)用高、儀器昂貴。電化學(xué)阻抗技術(shù)亦可應(yīng)用于細(xì)菌的檢測，但在分析含菌量較少樣品時(shí)，檢測時(shí)間較長，且只有當(dāng)微生物數(shù)目達(dá)到106～107個(gè)/mL時(shí)，這種電阻的變化才能被記錄到\[8,9\]。因此，開發(fā)快速、簡易的適合于牛奶樣品中細(xì)菌檢測的方法具有十分重要的意義。電化學(xué)分析方法在這方面具備獨(dú)特優(yōu)勢\[10～12\]，所需設(shè)備簡單、操作簡便易行、測定速度快、檢測成本低，可望開發(fā)出實(shí)用的檢測技術(shù)。

納米材料因具有高比表面積、高催化活性等獨(dú)特性質(zhì)而備受關(guān)注，對許多物質(zhì)有很高的電催化效應(yīng)。納米修飾技術(shù)在電化學(xué)分析方面亦得到了廣泛的應(yīng)用\[13～15\]。通過表面修飾或功能化獲得的化學(xué)修飾電極在分析性能上較傳統(tǒng)電極取得了長足的進(jìn)步，從而為開發(fā)適合于特定目標(biāo)的檢測技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

納米功能化電極表現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用前景，特定的納米修飾電極可催化H2O轉(zhuǎn)化成羥基自由基（?OH），?OH具有極高的反應(yīng)活性，可以使微生物細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化\[16\]，在電極上產(chǎn)生氧化電流，且電流的大小與微生物的量成線性關(guān)系，通過電流檢測實(shí)現(xiàn)對微生物的定量檢驗(yàn)。文獻(xiàn)\[11\]應(yīng)用此原理成功地進(jìn)行了水體中大腸桿菌（E. coli）的檢測。本研究采用控制電位電解法，以中性的磷酸鹽緩沖溶液（PBS）為電解質(zhì)，一步操作實(shí)現(xiàn)對金電極表面的納米功能化修飾，使其表面形成一層蓬松的納米級粗糙層，并應(yīng)用于牛奶中微生物的檢測。制備方法簡便，線性范圍為1.1×103～2.5×107 cfu/mL，檢測時(shí)間縮短至1 h以內(nèi)。本方法重復(fù)性好、靈敏度高、不需要預(yù)處理，有望在牛奶及其它食品的微生物檢測中得到應(yīng)用。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器、材料與試劑

CHI660C 電化學(xué)工作站（上海辰華儀器公司）；金電極（Φ2 mm）為工作電極，鉑電極（Φ2 mm）為對電極，飽和甘汞電極（SCE）為參比電極；Dimension Icon原子力顯微鏡 （美國Bruker 公司）；UV3600紫外可見分光光度計(jì)（日本島津公司）；YX400Z型電熱蒸汽壓力消毒器（上海三申醫(yī)療器械有限公司）；S?SWCJ?2F型超凈工作臺（上海博泰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；303A3S型電熱恒溫干燥培養(yǎng)箱（上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司）。

0.1 mol/L PBS溶液，pH分別為7.0和7.4。LB 培養(yǎng)基：牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，瓊脂20 g，蒸餾水1000 mL。大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、金黃色葡萄球菌由常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院發(fā)酵工程技術(shù)研究中心提供。牛奶樣品由常熟市圣力乳業(yè)有限公司提供。實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

2.2 納米功能化金電極的制備及表征

金電極用0.3 和0.05

SymbolmA@ m的A12O3粉拋光，依次在HNO3（1∶1, V/V）、無水乙醇及二次蒸餾水中超聲清洗5 min，紅外燈下烘干。上述電極置于0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.0）中,于2.0 V恒電位電解600 s; 在0～1.5 V范圍內(nèi)循環(huán)伏安掃描至電流穩(wěn)定; 用水反復(fù)沖洗，并儲存在水中備用。采用原子力顯微鏡表征納米功能化修飾膜的表面形貌。采用亞甲基藍(lán)檢驗(yàn)法驗(yàn)證納米功能化金電極的性能：用PBS溶液將8 mL 0.15 mmol/L亞甲基藍(lán)溶液釋至100 mL，分別以裸金電極和納米功能化金電極為工作電極，在1.0 V恒電位電解30 min，分別測定原溶液和電解后溶液的吸收光譜曲線。

分 析 化 學(xué)第40卷

第5期汪學(xué)英等： 原位制備納米功能化金電極快速檢測牛奶中的微生物

2.3 細(xì)菌總數(shù)的測定方法

大腸桿菌（E. coli）是生物腸道內(nèi)和環(huán)境中最普遍存在，且最大量的細(xì)菌，通常作為細(xì)菌研究的模式生物。牛奶中的細(xì)菌總數(shù)在很大程度上決定于環(huán)境衛(wèi)生、擠奶機(jī)、牛奶貯存和運(yùn)輸設(shè)備的清潔程度和牛奶的冷藏溫度等因素，因此大腸桿菌是最可能存在的細(xì)菌。健康奶牛的內(nèi)也總存在一些細(xì)菌，但僅限于少數(shù)幾種細(xì)菌，如小球菌、鏈球菌等，細(xì)菌數(shù)量約為102個(gè)/mL；如奶牛發(fā)生炎，則在奶中會檢出大量的金黃色葡萄球菌、鏈球菌和化膿桿菌等致病菌。因此，本研究主要以大腸桿菌作為研究對象，并分別考察大腸桿菌、嗜熱鏈球菌、金黃色葡萄球菌的響應(yīng)，以進(jìn)行比較，評估本方法對檢測不同種類細(xì)菌的適用性。

2.3.1 平板計(jì)數(shù)法 參照GB 4789.22010 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》進(jìn)行。

2.3.2 計(jì)時(shí)電流法 于37 ℃恒溫水浴中，用無菌移液管準(zhǔn)確移取10 mL經(jīng)高壓滅菌的0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）于電解池內(nèi)，以納米功能化金電極為工作電極、鉑電極為對電極、飽和甘汞電極為參比電極，恒電位1.0 V進(jìn)行計(jì)時(shí)電流測定，記錄加入一定量樣品后產(chǎn)生的電流響應(yīng)值。

2.3.3 校正曲線與定量測定 對同一樣品用標(biāo)準(zhǔn)平板計(jì)數(shù)法和計(jì)時(shí)電流法同時(shí)進(jìn)行測定，得到電流響應(yīng)和牛奶中細(xì)菌數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系，建立校正曲線。根據(jù)儀器測定的相應(yīng)樣品的電流響應(yīng)，計(jì)算每毫升樣品細(xì)菌數(shù)量。

2.4 電極的活化再生

由于電極表面是納米尺度粗糙結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的吸附性，測定中細(xì)菌氧化產(chǎn)物會吸附在電極上，所以測定中電流響應(yīng)會逐步減小。因此，每次測定后需對電極進(jìn)行活化再生處理。處理方法是用PBS液沖洗后，再在其中于2.0 V電解產(chǎn)生氧氣，利用氧氣帶走細(xì)菌被氧化的中間產(chǎn)物，從而使電極重新活化。3 結(jié)果與討論3.1 納米功能化金電極的性能和作用機(jī)理

采用AFM技術(shù)對納米功能化金電極表面形貌進(jìn)行表征。從圖1可見，經(jīng)陽極氧化活化處理后，電極表面形成了蓬松的結(jié)構(gòu)。這是由于金電極表面吸附的?OH或O與Au原子發(fā)生交換，進(jìn)入電極表層所致，電極表面的吸附的?OH或O和Au原子具有較強(qiáng)的活性\[17\]。

[TS（][HT5”SS] 圖1 金電極納米功能化表面的原子力顯微鏡圖（A）三維形貌，（B）2

SymbolmA@ m尺度，（C）500 nm尺度

Fig．1 Surface morphology of nanofunctionalized gold electrode （A） 3D AFM image, （B） at scale of 2

SymbolmA@ m and （C） at scale of 500 nm[HT][TS）]

圖2A為所制備納米功能化金電極在0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中的循環(huán)伏安圖。在修飾電極上，除了在電位約為1.5 V處因產(chǎn)生氧氣而使電流增大外，還出現(xiàn)一對很強(qiáng)的氧化還原峰（a），而普通金電極幾乎不出峰（b）。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，電流的增加主要是因?yàn)樵诩{米功能層的催化下生成了?OH，且?OH被吸附于電極表面，占據(jù)著電極表面的活性位點(diǎn)\[17,18\]，其反應(yīng)如下：

Au*＋H2OAu*OH（1

Symbolm@@ n）

Symbolm@@ ads＋H＋＋e

Au*＋OH－Au*OH（1

Symbolm@@ m）

Symbolm@@ ads＋e

[TS（][HT5”SS]圖2 （A） 納米功能化金電極（a）及裸金電極（b）在0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中的循環(huán)伏安曲線（掃速：100 mV/s），（B） 1.2×10

Symbolm@@ 5 mol/L亞甲基藍(lán)溶液（a）及經(jīng)裸金電極（b）或納米功能化金電極（c）電解30 min后的吸收光譜

Fig．2 （A） Cyclic voltammograms of （a） nanofunctionalized gold electrode and （b） bare Au electrode in phosphate buffer （pH 7.0, scan rate:100 mV/s）; （B） Absorption spectra of 1.2×10

Symbolm@@ 5 mol/L methylene blue （MB ） （a） and electrolyzed for 30 min with bare Au electrode （b） or nanofunctionalized gold electrode （c） as working electrode[HT][TS）]

圖2B采用亞甲基藍(lán)檢驗(yàn)法進(jìn)行了驗(yàn)證。呈藍(lán)色的亞甲藍(lán)溶液遇到強(qiáng)氧化劑時(shí)失電子形成無色的3,7雙二甲氨基吩噻嗪離子，通過亞甲藍(lán)溶液吸光度的變化可確定?OH的含量\[19\]。以裸金電極電解30 min后亞甲基藍(lán)溶液,吸光度（b）較原溶液（a）下降并不明顯; 以納米功能化金電極電解后,亞甲基藍(lán)溶液吸光度值較電解前明顯減?。╟），說明在此條件下，修飾電極上產(chǎn)生了?OH，使亞甲基藍(lán)失電子形成無色的3,7雙二甲氨基吩噻嗪離子。

細(xì)菌細(xì)胞膜主要由脂類和蛋白質(zhì)組成的雙層膜結(jié)構(gòu)，其脂質(zhì)分子相當(dāng)穩(wěn)定，但當(dāng)有活潑自由基存在時(shí)，就可以導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化\[16\]，從而在電極上產(chǎn)生電流。當(dāng)將修飾電極置于含菌的PBS溶液中，電極表面活性位點(diǎn)的羥基自由基將會引起細(xì)菌細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化，細(xì)菌數(shù)量越多，產(chǎn)生的氧化電流越大。因此，可以根據(jù)氧化電流的變化與細(xì)菌數(shù)量變化的關(guān)系對牛奶中細(xì)菌總數(shù)進(jìn)行快速檢測。

3.2 測定條件的優(yōu)化

考察了計(jì)時(shí)電流檢測工作電位及pH值對測定結(jié)果的影響。結(jié)果（圖3）表明，隨著電壓的增大，響應(yīng)電流隨之變大。但當(dāng)電位超過1.0 V時(shí)，電流不穩(wěn)定，故選擇測定電位為1.0 V。在所研[TS（][HT5”SS]圖3 （A）檢測電位及（B）pH值對測定響應(yīng)的影響

Fig．3 Effect of （A） applied potential and （B） pH value of buffer solution on detection response

25

SymbolpB@ C，在0.1 mol/L PBS溶液，含菌量約1.1×106 cfu/mL。

Temperature: 25

SymbolpB@ C, substrate solution: 0.1 mol/L phosphate buffer containing 1.1×106 cfu/mL of bacteria.[HT][TS）]究范圍內(nèi)，隨pH值增大，氧化電流變化值增加，至pH=8時(shí)達(dá)到一個(gè)平臺。但此時(shí)穩(wěn)定性變差，故最佳pH值選取為7.4。

3.3 電極對細(xì)菌的響應(yīng)特性

在選定的最佳工作條件下，向10 mL 0.1 mol/L PBS溶液（pH 7.4）中依次加入10

SymbolmA@ L含1.1×106 cfu/mL細(xì)菌懸濁液，修飾電極上的計(jì)時(shí)電流曲線見圖4，表明修飾電極催化細(xì)菌脂質(zhì)過氧化速度很快，可用于細(xì)菌的快速檢測。

培養(yǎng)基中的共存組分的干擾情況如圖5所示： NaCl、瓊脂對測定無影響；10 mL PBS溶液中加入100

SymbolmA@ L的蛋白胨、牛肉膏、牛奶時(shí)，電流響應(yīng)略有波動(dòng)，但并不產(chǎn)生明顯的電流響應(yīng)，故亦不影響測定。分別考察了加入含550和1100 cfu/mL混合菌的牛奶，及分別加入同濃度的大腸桿菌、嗜熱鏈球菌和金黃色葡萄球菌的牛奶懸液后的電流響應(yīng)， 從圖5可見，等量不同種類的細(xì)菌產(chǎn)生的響應(yīng)值基本相同，表明本方法對各種不同的細(xì)菌產(chǎn)生基本相同的響應(yīng)，而牛奶等基質(zhì)不產(chǎn)生響應(yīng)，因而可作為牛奶中細(xì)菌總濃度的測定方法。

[TS（][HT5”SS] 圖4 修飾電極對細(xì)菌響應(yīng)的計(jì)時(shí)電流曲線，插圖A為電極響應(yīng)對細(xì)菌總數(shù)的校正曲線

Fig．4 Chronoamperometric curve of response upon the adition of bacteria. Inset is calibration curve of current response versus concentration of bacteria[HT][TS）]

[TS（][HT5”SS] 圖5 培養(yǎng)基成分及等濃度不同細(xì)菌的電流響應(yīng)

Fig．5 Current response of culture medium constitution and different bacteria

a, b為550、1100 cfu/mL的混合菌；c, d, e 分別為1100 cfu/mL的大腸桿菌，嗜熱鏈球菌，金黃色葡萄球菌。

a, b mixed bacteria at concentrations of 550, 1100 cfu/mL respectively; c, d, e Escherichia coli, Streptococcus thermophilus and Staphylococcus aureus respectively, at concentration of 1100 cfu/mL[HT][TS）]

3.4 電極分析性能及對實(shí)際樣品中細(xì)菌總數(shù)的測定

以計(jì)時(shí)電流法進(jìn)行牛奶樣品中細(xì)菌總數(shù)的測定，同時(shí)用平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行對照，建立校正曲線 （圖4A），其回歸方程為：Δi （nA）＝1.43 logC

Symbolm@@ 4.58 （C為樣品中細(xì)菌的濃度，單位：cfu/mL），電流響應(yīng)與細(xì)菌濃度在1.1×103～2.5×107 cfu/mL范圍內(nèi)呈良好的線性

[FQ（9*2。19*2，Y－WZ][HT5”SS][*4]表1 本方法與平板計(jì)數(shù)法檢測大腸桿菌樣品結(jié)果比較

Table 1 Comparison of analytical results obtainedfrom present method and GB （national standard） method

[HT6SS][BG（][BHDFG3,WK5，WK7。2，WK6W]樣品

Sample本方法Present method國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB Method相對誤差RE（%）152060482008.0

25576859500

Symbolm@@ 6.3361180570007.341536001470004.551367501300005.2[BG）F][HT][]

關(guān)系，r＝0.9959。制備5份牛奶樣品，用本方法進(jìn)行測定，對每個(gè)樣品平行測定5次，并與GB4789平板菌落計(jì)數(shù)法相對照，結(jié)果見表1。從表1可見，用2種方法測定5個(gè)樣品， 其最大相對誤差為8.0%；同時(shí)采用t檢驗(yàn)法判斷 2種方法所得結(jié)果之間并無顯著性差異（t＝1.375＜t0.05＝2.776）；電極經(jīng)活化再生處理后重復(fù)使用所得相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為2.9%。

結(jié)果表明，本研究制備的納米功能化修飾金電極的方法簡便，性能穩(wěn)定，電極可更新，使用壽命長。本修飾電極用于牛奶中細(xì)菌總數(shù)的測定是可行的。將此電極用于牛奶中細(xì)菌的測定相比于傳統(tǒng)生物學(xué)方法更簡單、快速和準(zhǔn)確，大大縮短了分析時(shí)間，且檢出限低，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

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王金剛, 王西奎, 國偉林, 郭培全, 顧忠茂. 理化檢驗(yàn)化學(xué)分冊, 2007, 43（6）: 495～497

Rapid Detection of Microorganisms in Milk Using an Insitu

Prepared Nanofunctionalized Gold Electrode

WANG XueYing*1, GU Feng1, YIN Fan1, TU YiFeng*2

1（Department of Chemistry, Changshu Institute of Technology, Changshu 215500, China）

2（Institute of Analytical Chemistry, Soochow University, Suzhou 215123, China）

Abstract An insitu, facile and rapid method was developed to prepare a nanofunctionalized gold electrode. By the electrolysis under applied potential of ＋2 V in PBS of pH 7.0 for 10 min, a rough nanoporous film formed on the surface of a polished gold plate electrode. This novel nanofunctionalized gold electrode could be applied for rapid detection of bacteria quantity in milk. The detection was based on the catalysis of lipid peroxidation on cell membrane of bacteria by the nanoporous Au film. The response of the current in chronoamperometry would linearly respond the bacterial content in milk which was calibrated by the national standard method （Standard plate count method）. Therefore the accurate quantity of bacteria was attained from the current response on prepared electrode. The results showed that the target bacteria could be detected at a content range from 1.1×103 cfu/mL to 2.5×107 cfu/mL. The whole process of the detection could be completed within 1 h.

Keywords Nanofunctionalized gold electrode; Bacteria; Rapid detection; Lipid peroxidation; Chronoamperometry

（Received 26 August 2011; accepted 19 December 2011）

中國化學(xué)會第十一屆全國分析化學(xué)年會

（第二輪通知）

由中國化學(xué)會、青島科技大學(xué)承辦的第十一屆全國分析化學(xué)年會，定于2012年10月26～29日在青島召開，10月26日報(bào)到。會議將就我國自上屆學(xué)術(shù)會議以來分析化學(xué)學(xué)科的新成就、新進(jìn)展進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和討論，會議邀請國內(nèi)外從事分析化學(xué)研究的著名科學(xué)家、中青年學(xué)者、技術(shù)人員和儀器生產(chǎn)廠商參加，熱忱歡迎踴躍投稿并到會交流。

一、征文要求

征文范圍詳見第一輪通知（可訪問會議網(wǎng)站ac.qust.省略/）。投稿論文要求主題明確、數(shù)據(jù)可靠、邏輯嚴(yán)密、文字精煉。文稿必須包括題名、作者姓名和單位、中文摘要和關(guān)鍵詞 （3～6個(gè)）、中圖分類號、正文、參考文獻(xiàn)、英文題名和作者姓名及單位。請嚴(yán)格按照論文模板投稿。模板見會議網(wǎng)站（ac.qust.省略/）。

在首頁頁腳處寫明第一作者簡介（出生年、性別、職稱、學(xué)位）以及基金資助情況（標(biāo)出項(xiàng)目批準(zhǔn)號）。請同時(shí)提供稿件聯(lián)系人的電話、傳真、詳細(xì)通訊地址和 Email。論文用Word文件，通過會議網(wǎng)站網(wǎng)上投稿系統(tǒng)提交會議論文。

本次會議將增設(shè)青年論壇及儀器專場報(bào)告會。

二、會議注冊和回執(zhí)

1、注冊費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、要求和匯款方式可登錄本會議網(wǎng)站ac.qust.省略/查詢。中國化學(xué)會會員和學(xué)生注冊后需提交有效證件以享受注冊費(fèi)優(yōu)惠。

2、2012年6月在會議網(wǎng)站上公布賓館住宿標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)訂事項(xiàng)。請擬參加會議的代表請?jiān)诰€填寫會議回執(zhí)。

三、其它事項(xiàng)

會議相關(guān)事宜請與青島科技大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院張書圣教授、丁彩鳳教授聯(lián)系?；I備組聯(lián)系電話：0532－84022750 （張書圣），053284022946 （丁彩鳳），傳真：0532－84022750。

論文相關(guān)事宜請與接桂芬老師聯(lián)系，電話： 15166038289

第6篇：納米化學(xué)論文范文

（一）力學(xué)性質(zhì)

高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度與粒徑成反比。納米材料的位錯(cuò)密度很低，位錯(cuò)滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯(cuò)圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯(cuò)塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納迷材料中位錯(cuò)滑移和增殖不會發(fā)生，這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。

（二）磁學(xué)性質(zhì)

當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過1.55Gb/cm2，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%，可以用于信息存儲的磁電阻讀出磁頭，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。

（三）電學(xué)性質(zhì)

由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫侖堵塞效應(yīng)制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點(diǎn)，有可能在不久的將來全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。

（四）熱學(xué)性質(zhì)

納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。

二、納米材料在化工行業(yè)中的應(yīng)用

（一）在催化方面的應(yīng)用

催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。

納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個(gè)半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個(gè)短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時(shí)，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對。在電場作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。

（二）在涂料方面的應(yīng)用

納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構(gòu)涂層和功能涂層。結(jié)構(gòu)涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能。結(jié)構(gòu)涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學(xué)涂層，導(dǎo)電、絕緣、半導(dǎo)體特性的電學(xué)涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標(biāo)牌上使用納米材料涂層，可利用其光學(xué)特性，達(dá)到儲存太陽能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應(yīng)用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復(fù)合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強(qiáng)度成倍地增加。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來一場新的技術(shù)革命，也將推動(dòng)復(fù)合材料的研究開發(fā)與應(yīng)用。

（三）在精細(xì)化工方面的應(yīng)用

精細(xì)化工是一個(gè)巨大的工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品數(shù)量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無疑也會給精細(xì)化工帶來福音，并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。

納米科學(xué)是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代，為此，國家科委、中科院將納米技術(shù)定位為“21世紀(jì)最重要、最前沿的科學(xué)”。納米材料的應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對人類社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問題。

論文關(guān)鍵詞:納米材料；化工領(lǐng)域；應(yīng)用

論文摘要:充滿生機(jī)的二十一世紀(jì)，以知識經(jīng)濟(jì)為主旋律和推動(dòng)力正引發(fā)一場新的工業(yè)革命，節(jié)省資源、合理利用能源、凈化生存環(huán)境是這場工業(yè)革命的核心，納米技術(shù)在生產(chǎn)方式和工作方式的變革中正發(fā)揮重要作用，它對化工行業(yè)產(chǎn)生的影響是無法估量的。這里主要介紹納米材料在化工領(lǐng)域中的幾種應(yīng)用。

第7篇：納米化學(xué)論文范文

從貧民中走來

1947年1月一個(gè)春寒料峭的日子，李述湯出生在湖南寶慶東鄉(xiāng)兩市塘履安里（今邵東縣大禾塘街道辦事處里安村）一棟矮小的土坯房里。父親李秉綱是一名軍人，1928年4月考取黃埔軍校第六期步兵第三大隊(duì)，官至軍湘西縱隊(duì)少將司令。解放前夕，李秉綱率妻兒舉家遷至香港，先是在荔枝角落腳，后又搬遷到青山、屏山、元朗等地。

幼年李述湯在香港的生活，可謂是輾轉(zhuǎn)流離。李述湯回憶說：“父親是堂堂黃埔軍校六期畢業(yè)的知識分子，但一句廣東話都不會說，落得養(yǎng)雞養(yǎng)豬謀生，母親又長年重病不起……”饒是如此，他們家也無法在一處久居。在李述湯的記憶里，小時(shí)候印象最深的就是搬家，而每搬一次家，他就得換一所學(xué)校。限于條件，小時(shí)候李述湯就讀的學(xué)校都不是殖民地政府資助的學(xué)校，而是由社會、宗教、慈善機(jī)構(gòu)設(shè)立的學(xué)校。這類學(xué)校大多條件簡陋，而且相對偏遠(yuǎn)。李述湯清楚地記得：“小學(xué)四年級那年，我每天都要從元朗走很遠(yuǎn)的山路到屏山上課，不知怎么，那條荒涼的小路總好像永無盡頭，愈走愈遠(yuǎn)，而腳后踢起的沙礫又嘎嘎作響，讓我老覺得有鬼在后面追我，好害怕。結(jié)果我就每天逃學(xué)，逃了好幾個(gè)月……”

之后，父親李秉綱在調(diào)景嶺學(xué)校謀得一個(gè)職位，李述湯就此進(jìn)入這所有教會背景的學(xué)校，開始有了相對穩(wěn)定的求學(xué)環(huán)境。但到了中學(xué)三年級時(shí)，由于母親病逝，積蓄耗盡，家道衰落不堪，連一日三餐都難以為繼，李述湯三兄弟無奈只好入住專為收容無家可歸兒童所設(shè)的“調(diào)景嶺學(xué)生輔助社”（“香港學(xué)生輔助會”前身）。

調(diào)景嶺位于香港九龍東鯉魚門灣外，曾經(jīng)是一個(gè)三面環(huán)水的荒山，除通往筲箕灣的水路和山上一條崎嶇狹窄的小路通往觀塘外，幾乎與世隔絕，是香港一個(gè)非常特殊的地方，魚龍混雜，貧困與荒織。1950年，香港政府將調(diào)景嶺辟為難民徙置區(qū)，區(qū)內(nèi)聚集了一大批戰(zhàn)敗后逃離大陸的軍人。他們在這里開山建房，無限期居留，實(shí)行自我管理。后來，港府在山頂建警署，僅只監(jiān)視區(qū)內(nèi)居民不殺人放火，其他活動(dòng)都不予管束。據(jù)李述湯回憶：“嶺上公共設(shè)施匱乏，初入住時(shí)，連自來水都沒有。我與百多名來自困難家庭或父母雙亡的孩童，擠住在輔助社四處透風(fēng)漏雨的破木板屋里?！睘榱嘶蠲?，李述湯偷過甘蔗、偷過魚，甚至與蛇共眠。就在這樣一個(gè)環(huán)境中，李述湯沒有放棄一切讀書的機(jī)會，堅(jiān)持艱難求學(xué)。在回憶這段求學(xué)生涯時(shí)，李述湯不無感慨地說：“當(dāng)時(shí)，輔助社沒有醫(yī)生，傳教士看我還能讀書，便想培養(yǎng)我讀醫(yī)科，將來可以為輔助社服務(wù)?？上夷畹亩际侵形膶W(xué)校，英文不夠好，當(dāng)然考不上那時(shí)唯一有醫(yī)科的香港大學(xué)，結(jié)果無心插柳柳成蔭，考取了香港中文大學(xué)化學(xué)系?！?/p>

1969年從香港中文大學(xué)畢業(yè)后，李述湯先后以優(yōu)異成績?nèi)〉妹绹~約州羅徹斯特大學(xué)和加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)化學(xué)碩士和博士學(xué)位。1974年，李述湯應(yīng)聘到美國加州大學(xué)柏克萊分校做博士后研究工作，1976年成為美國柯達(dá)公司高級研究員，1994年擔(dān)任香港城市大學(xué)物理與材料科學(xué)系教授及超金剛石及先進(jìn)薄膜研究中心主任，2001年被聘為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所教授及納米有機(jī)光電子實(shí)驗(yàn)室主任。

三次榮獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)

李述湯長期致力于有機(jī)光電子材料及顯示器件、納米功能材料及器件、金剛石及相關(guān)超硬薄膜材料的研究，取得了一系列創(chuàng)新性研究成果，獲美國專利20余項(xiàng)。

在金剛石研究方面，李述湯著力開展硅襯底上金剛石成核、生長及異質(zhì)外延的機(jī)理研究，揭示其形成機(jī)理，探索出制備高質(zhì)量外延金剛石薄膜的方法，用含烴的低能離子束在硅襯底上直接生長出異質(zhì)外延的立方金剛石納米晶，并將技術(shù)推廣到合成其他半導(dǎo)體材料的納米線中。他研究的“金剛石及新型碳基材料的成核與生長”“氧化物輔助合成一維半導(dǎo)體納米材料及應(yīng)用”和“高效光電轉(zhuǎn)換的新型有機(jī)光功能材料”3項(xiàng)成果，先后榮獲德國洪堡基金會研究成就獎(jiǎng)（Humboldt Research Award）、香港裘槎基金會高級研究成就獎(jiǎng)（Croucher Senior Research Fellowship）、2008年度何梁何利基金科技進(jìn)步獎(jiǎng)，2003年度、2005年度和2013年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

這些年來，李述湯在國際化學(xué)、物理、材料等科研領(lǐng)域的著名期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文900余篇，出版專著9部，其中有5篇尖端在美國著名的《科學(xué)》雜志和英國的《自然》雜志上。他的論文被引用超過2.6萬余次，據(jù)ESI和ISI數(shù)據(jù)庫檢索，其論文引用次數(shù)在全世界材料科學(xué)領(lǐng)域中排名前25位。因而，他先后被聘為《Applied Physics Letters》和《Diamond & Related Materials》雜志副主編，《Physica Status Solidi》雜志亞太區(qū)主編（2004～2007），《New Carbon Materials》和《Journal of Materials Science & Technology》雜志編輯委員會委員，《Advanced Functional Materials》和《Applied Nanoscience》雜志顧問委員會委員。

1994年回到香港后，李述湯相繼成功策劃、主持了30余項(xiàng)大型研究項(xiàng)目，先后獲得香港研究資助局和創(chuàng)新科技基金提供的6000余萬港元的科研資助。近些年來，李述湯在內(nèi)地也分別承擔(dān)了多項(xiàng)國家“863”和“973”項(xiàng)目的研究任務(wù)。

因?yàn)槿〉昧诉@些令全球科技界折服的研究成果，李述湯于2005年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。2006年5月31日，中國科學(xué)院院長路甬祥飛抵香港，親自為李述湯頒發(fā)院士證書。此后不久，李述湯又當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。

亞洲納米技術(shù)領(lǐng)軍人物

2003年3月21日，全球自然科學(xué)界最權(quán)威的刊物《科學(xué)》雜志的封面，刊登了李述湯研究成功的3根漂亮的納米硅線的照片，全球最細(xì)的納米硅線第一次清晰地展現(xiàn)在世人眼前，這意味著全球納米研究領(lǐng)域?qū)钍鰷芯砍晒目隙?，也表明這項(xiàng)研究在全世界的影響力。

納米是長度單位，原稱毫微米，就是十億分之一米，相當(dāng)于4倍原子大小，比單個(gè)細(xì)菌的長度還要小。納米技術(shù)乃當(dāng)今世界科技研究最尖端、最有前景的領(lǐng)域，而納米硅線又是納米技術(shù)中最熱門、競爭最激烈的研究領(lǐng)域。自20世紀(jì)初以來，無數(shù)科技精英投身其中，力圖跨越這十億分之一米的距離。但誰也沒有想到，李述湯憑借自己淵博的學(xué)識和堅(jiān)忍不拔，在這個(gè)領(lǐng)域力拔頭籌，成為亞洲納米技術(shù)研究的領(lǐng)軍人物、香港納米材料研究的第一人。

“不是吹牛，我做的納米硅線是全世界最好的。”李述湯每次談起他的納米硅線，率真得煞是可愛。他旗下的超金剛石與先進(jìn)薄膜中心，是世界上兩所最早制造出納米硅線的實(shí)驗(yàn)室之一。

1994年，李述湯告別美國的優(yōu)厚待遇，毅然加入香港城市大學(xué)。自1996年開始，他率領(lǐng)攻關(guān)小組，主攻納米硅線。這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)由2名講座教授（香港大學(xué)級別最高的教授）和4名副教授組成，平均每人帶領(lǐng)4至7名學(xué)生，夜以繼日地開展研究、試驗(yàn)。7年間，他們?nèi)〉昧肆钊虿毮康某删汀Ｊ紫?，他們研制出全球最小的納米硅線，直徑只有1納米（頭發(fā)的五萬分之一）。接著，他們通過掃描隧道顯微鏡，不僅看到了穩(wěn)定的納米硅線圖像，更是拍下了極其清晰的珍貴照片。如今，他們更是進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，納米硅線具有特殊的光學(xué)性質(zhì)。李述湯非常自信地向全世界宣布，他們的這一發(fā)現(xiàn)將為納米材料的研究掀開嶄新的一頁。他估計(jì)，5年后，以納米硅線為發(fā)光源的納米激光將會問世，體積更小、速度更快的納米電腦也將在10年內(nèi)誕生?！斑@可是一個(gè)產(chǎn)值以千億計(jì)的大產(chǎn)業(yè)！”李述湯難以抑制心中的興奮。

“您在這個(gè)具有高度競爭性和戰(zhàn)略意義的科學(xué)領(lǐng)域里，作出了特別顯著的貢獻(xiàn)。”納米研究領(lǐng)域的國際權(quán)威、1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主克羅托（H.W.Kroto）教授在參觀完李述湯的實(shí)驗(yàn)室后，作出如是評價(jià)。納米硅線、納米金剛石、納米發(fā)光，是全球最具發(fā)展前途的3個(gè)研究領(lǐng)域。李述湯掛帥的超金剛石與先進(jìn)薄膜中心，是亞洲納米硅線研究的金字塔塔尖，是香港唯一受惠于國家資助高科技研究的“863”計(jì)劃的機(jī)構(gòu)。

創(chuàng)建蘇州大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院

蘇州大學(xué)坐落在古城蘇州之南，是國家“211工程”重點(diǎn)建設(shè)高校，其前身為創(chuàng)建于光緒年間的東吳大學(xué)。作為全國最早建成的現(xiàn)代高等學(xué)府之一，蘇州大學(xué)創(chuàng)造了中國近代高等教育史上的若干個(gè)第一：第一所實(shí)施西式辦學(xué)體制的大學(xué)，第一所開展研究生教育并最早授予碩士學(xué)位的大學(xué)，第一所開設(shè)法學(xué)專業(yè)的大學(xué)，第一所創(chuàng)辦學(xué)報(bào)的大學(xué)……而如今，有了李述湯的全職加盟，有了李述湯領(lǐng)銜創(chuàng)建的納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘇州大學(xué)更加聲名遠(yuǎn)播。

李述湯時(shí)常對學(xué)生說：“中國人要在中國的土地上，做出令中國人驕傲的事情來?！彼沁@樣說的，也是這樣做的，在香港如是，在蘇州亦如是。2008年，當(dāng)蘇州大學(xué)黨委書記王卓君和校長朱秀林到香港拜會李述湯時(shí)，李述湯粲然一笑。他沒有半點(diǎn)“矜持”，主動(dòng)將實(shí)驗(yàn)室組建方案攤到桌上，只向來者提出了一個(gè)條件，那就是能在“無時(shí)間限制、無指標(biāo)規(guī)定、無框架局限”的“三無”狀態(tài)下，組建自己理想中的研究機(jī)構(gòu)――一個(gè)真正干事的研究院。求賢若渴的書記和校長二話沒說，雙雙伸出有力的大手，與李述湯緊緊握在一起。這一年6月9日，蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)（材料）實(shí)驗(yàn)室在獨(dú)墅湖校區(qū)成立。2010年10月16日，蘇州大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院揭牌。2012年2月22日，蘇州大學(xué)與加拿大滑鐵盧大學(xué)、蘇州工業(yè)園區(qū)聯(lián)袂打造的納米技術(shù)聯(lián)合研究院正式啟航。

加盟蘇州大學(xué)后，李述湯全身心投入到了蘇州這塊納米產(chǎn)業(yè)高地，無論是基礎(chǔ)建設(shè)，還是招兵買馬，他都親自過問，親自拉“盤子”。為了納米科學(xué)技術(shù)學(xué)院的建設(shè)，李述湯可謂是嘔心瀝血，傾注了全力。

第8篇：納米化學(xué)論文范文

主要完成人：陳彥模、朱美芳、張瑜、陳龍、張志明、吳文華

項(xiàng)目背景

自20世紀(jì)90年代以來，納米材料與納米技術(shù)的發(fā)展形成了基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究并行發(fā)展的格局。納米材料的研發(fā)涉及到有機(jī)、無機(jī)、高分子等各個(gè)方面，納米材料結(jié)構(gòu)功能的復(fù)合化已成為其應(yīng)用研究極具生命力的方向之一；同時(shí)，與人們生活息息相關(guān)的化學(xué)纖維，從原料、技術(shù)、產(chǎn)品到應(yīng)用都在迅速發(fā)展，傳統(tǒng)功能材料已難以滿足細(xì)旦化功能性化學(xué)纖維開發(fā)的技術(shù)要求，聚丙烯纖維的可染化、功能化、細(xì)旦化技術(shù)成為聚丙烯纖維新產(chǎn)品開發(fā)的主導(dǎo)方向。

然而，功能材料的納米化，又為其在高粘度、復(fù)雜流場(溫度場、剪切力場和速度場)作用下的高聚物熔體中的應(yīng)用帶來了新的難題，納米功能材料在熱塑性高聚物基體中的納米尺度分散成為功能細(xì)旦化學(xué)纖維開發(fā)的核心問題。其具體難點(diǎn)表現(xiàn)在：(1)無機(jī)納米粉體制備使用過程中的易團(tuán)聚與難分散：(2)纖維成形過程中納米結(jié)構(gòu)有機(jī)分散相的形成機(jī)理與結(jié)構(gòu)控制；(3)納米復(fù)合材料功能纖維工業(yè)化推廣的技術(shù)可行性與成本控制。針對目前可染聚丙烯及功能聚丙烯纖維材料研究開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用過程中存在的問題，該項(xiàng)目將前沿納米技術(shù)與新型雜化技術(shù)、功能組裝技術(shù)以及纖維加工技術(shù)有機(jī)結(jié)合，深入系統(tǒng)研究有機(jī)分散相原位納米尺度生成、有機(jī)一無機(jī)雜化材料制備及成纖用納米功能材料制備、修飾及纖維生產(chǎn)加工等一系列關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出了新型可染細(xì)旦聚丙烯和納米復(fù)合功能聚丙烯纖維及制品。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

1、通過調(diào)控改性聚烯烴(MPO)與基體(PP)兩組分配比和特性(粘度比、相容性等)配伍，控制纖維成形過程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)(時(shí)間、壓力等)和熱力學(xué)參數(shù)(溫度)，自主開發(fā)了聚丙烯成纖過程中有機(jī)納米分散相原位生成技術(shù)，首次研制出具有納米級染座的常壓可染細(xì)旦(纖維直徑小于10 μm)聚丙烯纖維。

2、采用有機(jī)一無機(jī)及有機(jī)一有機(jī)雜化技術(shù)在聚丙烯基體中引入有機(jī)和無機(jī)納米相，通過對聚丙烯基雜化材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首次研制出鮮艷度明顯提高的可染細(xì)旦聚丙烯纖維。

3、首次建立了聚丙烯基納米復(fù)合材料紡絲動(dòng)力學(xué)模型，揭示了無機(jī)納米功能材料與聚丙烯基體在外場作用下的相互作用機(jī)理，開發(fā)了高壓和高剪切紡絲成形工藝，解決了功能纖維細(xì)旦化難、可加工性差和納米材料的“二次團(tuán)聚”等系列關(guān)鍵問題，為生產(chǎn)推廣中成纖過程工藝參數(shù)的制定提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

4、研制出色牢度4～5級的可染至中偏深色的細(xì)旦聚丙烯纖維以及負(fù)氧離子發(fā)生率＞5000個(gè)/cm3的系列負(fù)離子細(xì)旦聚丙烯纖維和遠(yuǎn)紅外發(fā)射率＞87％的系列遠(yuǎn)紅外細(xì)旦聚丙烯纖維和抑菌率＞99％的系列抗菌細(xì)旦聚丙烯纖維。

推廣應(yīng)用

該成果首次實(shí)現(xiàn)了通用纖維功能性、舒適性與可加工性的有效統(tǒng)一。產(chǎn)業(yè)化效果顯著，聚丙烯纖維在可染基礎(chǔ)上鮮艷度明顯提高，功能組分加入量減少50％以上，可紡性好，生產(chǎn)過程無任何氣固液廢物排放，不會增加能源消耗，產(chǎn)品的加工成本低。

該成果擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，在10多家企業(yè)得到應(yīng)用，已開發(fā)2大類6個(gè)系列產(chǎn)品。2005年至2007年新增產(chǎn)值4.56億元，新增利稅1.18億元，創(chuàng)收外匯2388.13萬元。申請國家發(fā)明專利7項(xiàng)，其中已授權(quán)6項(xiàng)，在新材料制備成形加工理論方面有新的發(fā)現(xiàn)。近五年發(fā)表期刊論文17篇，并多次應(yīng)邀作大會邀請報(bào)告或主旨報(bào)告。鑒定結(jié)論及檢索結(jié)果表明，該成果處于“國際領(lǐng)先水平”。

第9篇：納米化學(xué)論文范文

論文關(guān)鍵詞：靜電紡絲，硝酸鑭，氟化銨，PVP，納米纖維

 

隨著稀土應(yīng)用研究的廣泛和深入發(fā)展，稀土氟化物在新材料特別是功能材料研究方面，重要性日漸突現(xiàn)。LaF3晶體具有低的聲子能量,高的熱和環(huán)境穩(wěn)定性,被廣泛用于發(fā)光基質(zhì)材料[1-4]。近幾年，摻雜稀土的氟氧化物因其在光通訊方面的應(yīng)用而發(fā)展了起來。這種材料可以提供低的聲子能量[5]。自從1993年首次報(bào)道以來，稀土離子在氟氧化物中的溶解性，熱和環(huán)境穩(wěn)定性的研究得到了很大發(fā)展[6,7]。

目前，已見很多文獻(xiàn)報(bào)道了用不同方法制備出稀土氟化鑭納米微粒[8]、氟化鑭薄膜[9]、氟化鑭納米線[10]等，未見有制備出氟化鑭納米纖維的相關(guān)報(bào)道。本文將稀土氟化物和氟氧化物的特點(diǎn)結(jié)合起來，用靜電紡絲技術(shù)成功制備出LaF3/LaOF復(fù)合納米纖維PVP，并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，希望發(fā)現(xiàn)新的特性。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 LaF3 /PVP溶液的配制

(1)用電子天平稱取一定量PVP，置于磨口燒瓶中，量取一定量無水乙醇，注入磨口燒瓶中，再放入磁力攪拌子,蓋上瓶塞。將該磨口燒瓶置于磁力攪拌器上，常溫下攪拌12小時(shí)雜志網(wǎng)。得到無色透明有一定黏度的PVP的乙醇溶液。

(2)稱量一定量硝酸鑭固體和氟化銨固體，放入燒杯中，加入少量去離子水，攪拌幾分鐘，生成白色沉淀。將沉淀加入到PVP溶液中，攪拌24小時(shí)，形成白色懸濁液，即為LaF3/(PVP+乙醇)混合溶液。靜置3小時(shí)，即可進(jìn)行紡絲。

1.2 LaF3/PVP纖維的制備

將適量制備好的不透明溶膠倒入注射器內(nèi)，金屬電極插入注射管前端。接收距離以毛細(xì)管尖端與接收板（鐵絲網(wǎng)）的距離為準(zhǔn)，為15cm，然后施加20kV的電壓。接收時(shí)間為48h，得到一層纖維氈。此過程需要不斷向容器內(nèi)補(bǔ)充LaF3/PVP復(fù)合溶液PVP，每隔約10min須用干凈的濾紙擦拭毛細(xì)管管口。

1.3 LaF3/LaOF復(fù)合纖維的制備

取上一步驟制備的纖維，將其平鋪在坩堝或方舟內(nèi)，放置于馬弗爐中加熱。升溫速度控制在約0.5°C/min，分別在500°C，600°C，900°C保溫10h，自然降溫。高溫焙燒之后，纖維體積減少，韌性差。樣品在熱處理中發(fā)生了很大的變化，處理前是白色的纖維，當(dāng)達(dá)到500°C時(shí)，樣品體積明顯變小，呈淺灰色薄膜狀。達(dá)到600°C時(shí)，樣品體積明顯變小，呈白色薄膜狀。達(dá)到900°C時(shí)，樣品體積明顯變小，呈白色顆粒狀。

1.4 測 試

采用S-4200型SEM進(jìn)行納米纖維形貌與直徑分析；采用Y-2000型X射線衍射儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析；采用SDT-2960型差熱分析儀對樣品進(jìn)行熱重分析和差熱分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 掃描電鏡分析(SEM)

無機(jī)-有機(jī)前軀體纖維以及經(jīng)過不同溫度煅燒的纖維的形貌如圖1。其中(a)為前驅(qū)體纖維，由掃描電鏡的照片可以看出，LaF3/PVP復(fù)合纖維直徑較大PVP，約為400nm，表面光滑，尺寸分布均一，彼此沒有交連。而由經(jīng)過焙燒后的 (b)可以看出，纖維中的PVP 逐漸分解，纖維產(chǎn)生非常明顯的收縮，直徑由原來400nm減小到200~250nm。纖維在熱處理過程中，除了體積上的明顯收縮以外，纖維出現(xiàn)彎曲雜志網(wǎng)。(c)可以看出，600°C時(shí)，PVP已分解完全，纖維沒有因?yàn)楦叻肿拥姆纸舛ブ危w維直徑約為150nm。 (d)可以看出900°C焙燒后纖維部分?jǐn)嗔?，由顆粒堆積組成，說明焙燒溫度過高不易得到纖維。

圖1. LaF3/PVP復(fù)合纖維及不同焙燒溫度下樣品的

SEM照片

(a) LaF3/PVP復(fù)合纖維 (b) 500°C (c) 600°C (d) 900°C

2.2 XRD分析

將LaF3/PVP復(fù)合纖維分別在500℃，600℃，900℃下焙燒，所得樣品的X射線衍射見圖2。由圖中a,b,c可以看出，500℃時(shí)已經(jīng)生成氟化鑭晶體PVP，但是晶體發(fā)育還不完全，衍射峰不明顯，基線比較雜亂。600℃時(shí)晶體發(fā)育比較好，但是部分氟化鑭轉(zhuǎn)變成了氟氧化鑭，這是由于焙燒溫度升高、焙燒時(shí)間延長所致。900℃時(shí)晶體發(fā)育完全，但是大部分氟化鑭轉(zhuǎn)變成了氟氧化鑭，這是由于焙燒溫度更高，時(shí)間更長所致。

圖2. LaF3/PVP復(fù)合纖維在不同焙燒溫度下樣品的XRD圖

a.500°C b. 600°C c. 900°C

2.3 LaF3/LaOF復(fù)合納米的形成機(jī)理

3 結(jié) 論

(1)采用靜電紡絲技術(shù)成功制備出大量的

LaF3/LaOF復(fù)合納米纖維，使無機(jī)納米纖維的制備工藝大大簡化，為一維結(jié)構(gòu)納米材料的深入研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(2) SEM 分析表明，得到的纖維平均直徑150 nm，長度>50μm。

(3)XRD 分析表明，得到的纖維為LaF3/LaOF復(fù)合納米纖維。在600℃時(shí)晶體發(fā)育比較好，衍射峰比較強(qiáng)。

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