當(dāng)今世界,人類的生產(chǎn)生活水平在不斷提高,但隨之帶來(lái)的環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重,其中大氣污染首當(dāng)其沖。化石燃料的燃燒,汽車尾氣的排放及建筑裝修中所使用的有機(jī)試劑的揮發(fā),都會(huì)產(chǎn)生有毒、有害的污染性氣體,將其排放到大氣中會(huì)威脅著人類的身體健康。因而,找到能高效環(huán)保的檢測(cè)和處理這些氣體的材料是刻不容緩的。近年來(lái),納米材料的迅速發(fā)展已經(jīng)明顯改善了大氣污染的問(wèn)題。納米材料由于其特殊的物理化學(xué)特性及納米尺度的特殊結(jié)構(gòu),具有大的比表面積、規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)及活性位點(diǎn)多等優(yōu)點(diǎn),無(wú)論是作為催化材料、傳感材料,還是生物醫(yī)學(xué)材料等都應(yīng)用廣泛。其中,尖晶石型納米材料作為氣敏材料在檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物方面,具有檢測(cè)限低、靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點(diǎn),而成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。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(diǎn),而且具有活性高、水熱穩(wěn)定性好及選擇性高等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛關(guān)注。但如何利用更加簡(jiǎn)單環(huán)保、綠色高效和廉價(jià)溫和的手段來(lái)合成新型結(jié)構(gòu)的納米材料成為了目前的研究熱點(diǎn)。針對(duì)目前納米材料合成過(guò)程繁瑣,不能應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)生活中。本文主要采用簡(jiǎn)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(lái)源】：山東師范大學(xué)山東省

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【學(xué)位級(jí)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(xué)碩士學(xué)位論文3效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、宏觀隧道效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和介電限域效應(yīng)等。圖1-2納米材料的物理特性小尺寸效應(yīng)，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(zhì)的改變[13]。如，因?yàn)榧{米材料的尺寸變小，所以光吸收增強(qiáng)、熔點(diǎn)下降、比表面積增大、具有延展性和堅(jiān)韌性。由于這種特殊的效應(yīng)為納米材料的應(yīng)用研究開(kāi)辟了新的方向。表面與界面效應(yīng)，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(zhì)變化。顆粒尺寸的減小，導(dǎo)致表面原子數(shù)增多，產(chǎn)生很多的活性位點(diǎn)。利用表面效應(yīng)[14]，使納米材料在催化、氣敏及吸附方面都有很好的應(yīng)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(jià)值。宏觀隧道效應(yīng)，是指納米顆粒的能量低于能壘高度時(shí)，有貫穿勢(shì)壘的能力[15]。納米微粒的磁化強(qiáng)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(yīng)[16]。納米顆粒在低溫下也能具有很高的超順磁性，對(duì)納米科技的應(yīng)用研究有重大意義。量子尺寸效應(yīng)，是指當(dāng)納米粒子的尺寸降低到光波波長(zhǎng)或相干波長(zhǎng)的特定尺寸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不連續(xù)態(tài)的能級(jí)占據(jù)不同的軌道，導(dǎo)致了材料的光、電以及超導(dǎo)電性等物理性質(zhì)的變化[17]。隨著納米材料的粒徑減小，能級(jí)的間距變大到一定程度時(shí)，就會(huì)受到量子尺寸效應(yīng)的影響，材料具有高的光催化性、強(qiáng)的還原性和氧化性。為研究納米材料的應(yīng)用開(kāi)拓了新思路。

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文41.2.3納米材料的應(yīng)用研究（1）在催化方面的應(yīng)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(diǎn)多，而成為催化反應(yīng)中的高效催化劑。在光催化反應(yīng)中，常見(jiàn)的貴金屬、半導(dǎo)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(yīng)的過(guò)程；還可以實(shí)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(dá)到了很好的處理效果。在電催化反應(yīng)中，1972年日本科學(xué)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(duì)電池催化反應(yīng)性能的影響（如圖1-3）[18]。納米材料在反應(yīng)中由于具有更高的表面活性、催化反應(yīng)快及性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)[19]，在催化領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。圖1-3負(fù)載催化劑的原理圖[18]（2）在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用納米材料由于具有很多特殊效應(yīng)及特征，如活性位點(diǎn)多、比表面積大、多孔結(jié)構(gòu)以及特殊的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)用前景廣闊。例如，通過(guò)簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)[20]，可以作為一種高活性的電極材料在電池中應(yīng)用（如圖1-4）。另外，將這種特殊結(jié)構(gòu)和活性炭組裝后，也可用在超級(jí)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(xué)性能。這些具有特殊結(jié)構(gòu)的納米材料，在電池和超級(jí)電容器[21,22]中被廣泛使用，緩解了目前的能源危機(jī)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙相體系中凹土負(fù)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(rùn)倉(cāng).  催化學(xué)報(bào). 2016(08)



本文編號(hào)：2936004