纳米微粒尺寸小,表面能高,位于表面原子占相当大的比例。随着粒径减小,表面原子数迅速增加。这是由于粒径小,表面积急剧变大所致。由于表面原子数增多,原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子具有高的活性,极不稳定,很容易与其它原子结合。例如:金属的纳米粒子在空气中会燃烧,无机的纳米粒子暴露在空气中会吸附并与气体进行反应。
纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。随着粒径变小,表面原子所占百分数将会显著增加。当粒径降到1nm时,表面原子数比例达到约90%以上,原子几乎全部集中到纳米粒子表面。由于纳米粒子表面原子数增多,表面原子配位数不足和高的表面能,使这些原子易与其它原子相结合而稳定下来,故具有很高的化学活性。
02小尺寸效应随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言,尺寸变小,同时其比表面积亦显著增加,从而产生特殊的光学、热学、磁学、力学、声学、超导电性、介电性能以及化学性能等一系列新奇的性质。
03量子尺寸效应当粒子尺寸下降到某一值时,金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象以及纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低轨道能级而使能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。
量子尺寸效应直接解释了纳米粒子特别的热能、磁能、静磁能、静电能、光子能量以及超导态的凝聚能等一系列的与宏观特性有着显著不同的特性。
04宏观量子隧道效应宏观量子隧道效应是基本的量子现象之一,即当微观粒子的总能量小于势垒高度时,该粒子仍能穿越这一势垒。近年来,人们发现一些宏观量,例如微颗粒的磁化强度,量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应,称为宏观的量子隧道效应。
纳米材料在水污染处理方面的应用01处理无机污染废水污水中的重金属对人体的危害很大,重金属的流失也是资源的浪费。纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原能力。如纳米二氧化钛能将高氧化态汞、银、铂等贵重金属离子吸附于表面,并将其还原为细小的金属晶体,既消除了废水的*性,又回收了贵重金属。
02处理有机污染废水大量研究表明纳米二氧化钛等作为光催化剂,在阳光下催化氧化水中的有机污染物,使其迅速降解。至今为止己知纳米二氧化钛能处理80余种有*污染物,它可以将水中的各种有机物很快完全催化氧化成水和CO等无害物质。
污水中通常含有有*有害物质、悬浮物、泥沙、铁锈、异味污染物、细菌病*等。污水治理就是将这些物质从水中去除。由于传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题,污水治理一直得不到很好解决。纳米技术的发展和应用很可能解决这一难题。
污水中的贵金属是对人体极其有害的物质。它从水中流失,也是资源的浪费。新的一种纳米技术可以将污水中的贵金属如金、钌、钯、铂等完全提炼出来,变害为宝。
03自来水的净化处理新型纳米级净水剂的吸附能力和絮凝能力是普通净水剂的10~20倍,能将污水中悬浮物完全吸附并沉淀,然后采用纳米磁性物质、纤维和活性炭净化装置,有效地除去水中的铁锈、泥沙以及异味等。再经过由带有纳米孔径的处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装的处理装置后,可以%除去水中的细菌、病*,得到高质量的纯净水。这是因为细菌、病*的直径比纳米大,在通过纳米孔径的膜和陶瓷小球时,会被过滤掉,水分子及水分子直径以下的矿物质、元素则保留下来。
纳米污水处理方式--深度氧化技术基于紫外辐射和光催化氧化机理的高级氧化技术也叫深度氧化技术,深度氧化最常见的是光催化氧化技术,是近年来研究较多的废水处理技术,其利用高效光催化剂,在反应中产生活性极强的自由基,与有机化合物作用,使污染物氧化降解,最终生成无*无害的H?O,CO?。已有研究证明,光催化氧化可有效地处理氯代酚类、氰化物、各种有机酸及金属粒子等,其技术的关键在于光氧化催化剂。
目前二氧化钛被认为是最有效的光氧化催化剂。基于纳米二氧化钛巨大的比表面积、表面自由能和强力吸收紫外线、吸附废水中有机物的特性,在紫外光照射下,在反应中产生氧化能力极强的羟基自由基(-OH),光催化氧化快速降解有机物,高效处理废水,并可避免二次污染。
迄今已发现有数百种有机污染物可通过光催化进行处理。纳米二氧化钛光催化氧化降解速度快,降解无选择性,氧化反应条件温和,无二次污染,几乎所有的废水都可以采用。高效率的光催化剂、纳米粒子负载和金属掺杂、光电结合的催化方法以及太阳能技术的研究开发,使纳米二氧化钛光催化氧化技术应用于水处理领域有着良好的前景。
随着纳米科技和纳米材料的研究深入,特别是纳米科技与环境保护和环境治理的进一步有机结合,许多环保难题将会得到解决。诸如大气污染、污水处理、城市垃圾等将会得到解决。我们将充分享受纳米技术给人类带来的洁净环境。纳米科技作为一门新兴科学,必将对环境保护产生深远的影响,利用纳米科技解决环境污染问题将成为未来环境保护发展的必然趋势。复朗施纳米科技有限公司采用能将多种类金属纳米粉体稳定量产的EEM制备技术,很好地解决了其他生产工艺(如液相法、研磨法等)产品低纯度、低活性、低均匀度、大粒径等问题。复朗施纳米科技有限公司通过大量实验,依照不同金属(合金)导电率、比重等理化特性总结归纳出完整的脉冲高压冲击指标体系,在实现精准制备不同种类、高纯度、同粒径分布的纳米粉体方面有着非常丰富和纯熟的经验,并且在10-纳米范围区间内做得非常出色。复朗施金属纳米材料电镜图复朗施纳米科技征集“纳米+”各行业战略合作伙伴,并为其提供深化竞争优势的纳米材料产品及解决方案。
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-END-除上述可订购的材料外,复朗施纳米科技还具备生产上百种不同种类金属及合金纳米材料,上千种不同粒径及纯度纳米材料产品的制造能力,如您想了解更多定制详情,可在