纳米化学分析精选(九篇)
第1篇：纳米化学分析范文
【关键词】纳米材料；化学化工领域；应用
纳米材料是基于现代科学技术不断进步的基础上所形成的一种新型材料，性质独特，基于特殊结构层次的影响下，纳米材料具有一定的表面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等。纳米材料在化学化工领域内具有良好的应用价值，以下开展具体分析。
1 纳米材料及其特性
纳米材料是一种新型材料，三维空间中至少有一维处于纳米尺度，或者以纳米尺度作为基本结构，该材料的尺寸结构特殊，相当于10-100个原子紧密排列在一起。纳米科技将成为21世纪科学技术发展的主流，它不仅是信息技术、生物技术等新兴领域发展的推动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性为涂料等领域的发展提供了新的机遇。
纳米材料主要由纳米晶粒和晶粒界面两部分组成，其晶粒中原子的长程有序排列和无序界面成分的组成后有大量的界面（6×1025m3/10nm晶粒尺寸），晶界原子达15%～50%，且原子排列互不相同，界面周围的晶格原子结构互不相关，使得纳米材料成为介于晶态与非晶态之间的一种新的结构状态。纳米材料主要有四方面特性，分别是表面效应、小尺寸效应以及宏观两字隧道效应，以下分别进行具体分析：
一是表面效应，纳米材料的表面效应是指纳米粒子表面原子数与总原子数的比例值随着粒径变小而急剧增长后所导致的性质改变。根据相关研究表示，伴随着粒子直径的缩短，避免原子个数的增长速度迅猛，而表面原子由于周围缺乏相邻原子，呈现不饱和性状态，强化了纳米粒子的化学活性，从而使得纳米材料能够在吸附、催化等作用上明显的优势。
二是小尺寸效应。小尺寸效应即为纳米粒子的粒径小于或等于超导态的相干波长时，其周期性的边界条件将被损害，从而使得纳米材料的化学性质、催化性质相对于其他材料来说有着明显的区别。小尺寸效应不单单显著扩展了纳米材料的物理与化学特性范围，并且大大拓展了其应用领域。
三是宏观量子隧道效应。该效应主要是指纳米粒子能穿越宏观系统的壁垒而出现变化的一种特征。这一效应对纳米材料的基础研究与实际应用都有着十分关键的作用。宏观量子隧道效应限制了磁盘对信息存储量的限制，明确了现代微电子元件微型化的极限。
四是量子尺寸效应。该效应主要是指纳米粒子尺寸持续减少到某一数值时，纳米能级周边的电子能级可以转变为分离能级粒。这一效应使得纳米粒子拥有高水平的光学非线性、光催化性等特征。
总的来说，纳米材料与其他材料不同，拥有众多与众不同的特性，这使得其在力学、磁学、热学等各个领域都拥有十分重要的应用价值，并给资源利用拓展了更大的空间。
2 纳米材料在化学化工领域内的应用
2.1在环境保护方面的应用
纳米材料以其自身基本特性在环境保护领域内发挥着重要的作用，为空气污染与水体污染治理等提供了可靠的技术支持，改善了空气与水体质量，满足可持续发展理念下环境保护的基本要求。
就纳米材料在空气净化方面的作用来看，其具有细微的颗粒尺寸，并且纳米微粒表面形态特殊，粒径大小各不相同，对着粒径的减少纳米微粒表面粗糙状态加剧，最终形成凹凸不平的原子台阶，从而对空气污染进行科学化治理，提高空气净化效果。纳米材料与技术在汽车尾气超标报警器与净化设备中也具有良好的应用效果，能够有效提高设备性能，从而切实减少汽车排放尾气中所含的有毒物质，降低空气污染指数，从而为社会群体的工作与生活提供优质的环境。除此之外，纳米材料与技术在石油提炼工业中也具有良好的应用价值，能够优化脱硫环节，从而提高石油炼化工业的生产效率。
就纳米材料在污水治理方面的作用来看，其能够有效提取污水中的贵金属，去除污水中的有害物质、污染物质和细菌等，从而改善水质，并能够实现循环利用，对于社会生态的稳定平衡发展具有重要意义。水体中的污染物均可以基于纳米材料与技术来进行治理，在有机污染物与无机污染物上并没有明显差异，尤其是纳米为例光催化作用，能够将水体中的污染物制造为矿化物，从而促进改善水质，去除有害污染物的目标得以顺利实现。
2.2在涂料领域内的应用
纳米材料及技术在涂料领域内也发挥着重要的作用，由于纳米材料存在一定表面效应，其结构层次特殊，与其他材料相比纳米材料的性质比较特殊，并具有一定优势与活力。纳米材料在化学化工领域内的应用主要体现在表面涂层方面，并且受到社会群体的高度灌注。纳米材料及其技术的合理应用，推进了涂料领域内表面涂层技术的不断发展，为化学化工领域各项活动的规范进行提供可靠的技术支持。基于传统涂层技术的基础上，纳米复合体系涂层得以实现，并促进了表面涂层技术的不断发展进步。由于纳米材料具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和一些奇异的光、电、磁等性能，将其用于涂料中后，除了可以改性传统涂料外，更为重要的是可以制备各种功能涂料，如具有抗辐射、耐老化、抗菌杀菌、隐身等特殊功能的涂料。
基于纳米材料与技术的纳米复合体系涂层的出现和应用，改善了涂料的防护能力，并使得涂料具备防紫外线等作用，使得涂料的使用价值得到明显改善。在汽车装饰喷涂行业中对纳米材料与技术加以合理应用，能够海山汽车漆面的色彩效果；将纳米材料应用于建筑材料涂料中，能够改善热传递效果，并减少透光性，从而优化涂料性能，满足实际使用需求。
2.3纳米材料材料在催化领域中的应用
催化剂在众多化工领域中都占据着十分重要的地位，其能够控制反应时间、提升反应速度与效率，显著提升经济效益，减少对生态环境的污染。首先，光催化反应。纳米粒子作为光催化剂拥有粒径细、催化效率高等优势，十分容易利用光学手段来对界面的电荷转移进行等特点进行研究。例如，利用纳米TiO2应用在高速公路照明装置的玻璃罩面中，由于其拥有较高水平的光催化活性，能够对其表面的油污进行分解处理，从而保证其良好的透视性。又例如，在火箭发射所使用的固体燃料推进器中，如添加大约为1wt%的超细铝或镍颗粒，可以使得其燃烧使用率增加100%。将表面为180m2/g的碳纳米管直接应用在NO的催化还原中，从而可以增加NO的转化率。
3 结束语
总而言之，随着现代科学技术的不断进步，纳米技术得以形成，并在能源、环境保护等方面发挥着重要的作用，纳米技术在化工领域中的合理应用，一定程度上改善了社会群体的生活状态，为新产品的研发与设计以及产品质量的提升提供可靠的技术支持，对于现代社会经济的发展也具有重要意义。在未来发展中，纳米技术也具有广阔的发展空间。
参考文献：
[1] 张晓蕾 纳米材料在化学化工领域中的应用研究[J]. 《山东工业技术》，2016（16）：21-21
第2篇：纳米化学分析范文
关键词：环境化学；教学；纳米传感器
随着社会的发展以及经济水平的提升，环境问题日渐凸显，社会需要大量具备科学环境知识的高素质人才，所以高校肩负着塑造大批环境类人才的使命。在众多高校的课程体系中，环境化学课程占据着不可或缺的地位。环境化学课程主要探讨的是化学污染物质在环境介质中的存在、化学性质、行为及控制的化学原理等。新诞生的纳米传感技术涵盖的知识面广泛，并且具有全面性和综合性，将其融入于课程的教学中，可以显著提升教学效果。在环境化学现存的教学工作的基础上，紧密地结合学校自身的办学特点，是提升教学质量的重要措施之一。
1纳米传感器概述
1.1纳米化学及生物传感器
在化学及生物传感器领域融入纳米技术，有效提升了生物传感器及化学的检测性能，推动了新型化学及生活传感器的诞生。由于具备了亚微米的尺寸、换能器及纳微米系统，大大提升了该传感器的物理、化学性质对细胞的检测灵敏度，检测的反应时间也有了明显的减少，而且可以实现高通量的实时检测分析。使用纳米材料所制成的非常灵敏的生物及化学传感器，能够早期诊断癌症及心血管疾病。使用碳纳米管及其他纳米微结构的化学传感器可以检测出氧化氮、过氧化氢、碳氢化合物及挥发性有机物等。和其他具备相同功能的分析仪相比，其不仅尺寸很小，而且价格非常便宜。在生物传感器当中，使用纳米颗粒、纳米器件及多空纳米结构均获取了成功[1]。
1.2纳米气敏传感器
构成纳米气敏传感器的敏感材料有很多种，主要包括碳纳米管、二维纳米薄膜及金属氧化物半导体纳米颗粒等。在纳米气敏传感器的研发过程中，最主要的方向就是在气体环境当中，依靠敏感材料的电导发生变化来制造气敏传感器。将一些珍贵金属的纳米颗粒，融入于纳米敏感材料中，可以有效增强选择性，提升灵敏度，并且降低工作温度。纳米气体传感器的另外一个方向是，采用多壁碳纳米管来制作气敏传感器。1991年，碳纳米管这种材料被初次发现，由于独一无二的性质和制备工艺，得到了研究者的广泛应用。而且多壁碳纳米管具有极强的吸附能力，因为吸附的气体分子和碳纳米管所产生的相互作用，可以改变宏观电阻，根据电阻的变化来检测气体成分，可以充当气敏传感器[2]。
2纳米传感器在环境化学教学中应用
2.1将纳米传感器融入环境化学教学的必要性
在中国地质大学，环境专业不仅是其中的热门专业，也是特色专业之一。对于环境化学课程的设置，一直坚持着学校“特色加精品”的教育理念。将一些全新的技术元素及概念融合于以往环境化学课程的教学模式中，会给课程注入许多生机与活力。环境化学的研究内容纷繁复杂、千变万化，其中主要包括检测和识别环境污染物质，污染物质在空气、水、泥土及生物体中的迁移变化、去除机理等。在此之中，对污染物的分析与检测一直处于研究的上游阶段。因为唯有精确、高效地检测出污染物的浓度与存在方式，才可以给出有效准确的评价，并且制定出对污染物质进行高效处理和防治的有效措施。所以，在环境化学的实际教学过程中，环境分析化学的内容具有不可或缺的作用[3]。随着经济水平的提升，环境污染物的种类也在日益增多，而人们也在不断地开发新的技术与材料，应对这些层出不穷的环境问题。在这样的环境下，纳米传感器应运而生，其最主要的核心作用就是对环境进行监测及分析。总之，化学是一门内容丰富的综合性学科，其中融合了环境分析、新材料的使用以及污染控制技术等。而纳米传感器主要由化学传感器、生物传感器两部分组成，所能监测的物体主要涵盖了气体、固体、液体、温度及压力等。所运用的材料除了碳与金属之外，还有新合成的材料。所以，纳米传感器技术传达的核心知识点和环境化学课程的核心内容存在着千丝万缕的联系，可通过科学的设计及合理的导入，拓展教学范围，提升教学质量，实现最理想的教学效果[4]。
2.2特色案例教学设计
在环境化学课程的教学过程中，会牵涉到环境分析化学的主题，随之也会提及环境污染物最新的检测技术与方法。此时便可以介绍一些以纳米传感器为基础的快速检测污染物的相关知识。并且根据有关的电分析化学理论，当物质发生氧化还原反应时，在电极表面及分析物之间会存在电子转移，通过对电子转移的捕捉，对电信号（电流值和电压值）及特征值进行定量及定性分析，从而获取目标浓度及电子转移数二者之间的一个定量关系，从而可以准确地将目标物的浓度检测出来。一般该技术所需的设备体积小，容易操作，对现场进行分析检测时更加方便。这样的介绍不仅可以让学生更深入地了解纳米传感器的核心技术、主要原理，激发学生的学习积极性及学习兴趣，而且可以有效传递现阶段纳米材料在环境分析化学范围的应用等有关知识，开发学生的创造性思维[5]。案例的展示加上丰富多彩的多媒体课件，结合电分析化学仪及电极等实物，力求做到绘声绘色、动静结合。此外，对一部分许多学生都充满兴趣的话题进行交流和讨论，将全班的学生分为若干个小组，进行5～10min的讨论，然后每个小组派一个代表进行发言，分别叙述自己的观点。这样在营造良好课堂氛围的同时，还可以节约大量的时间，提升教学的质量和效率，事半功倍。现详细介绍使用碳纳米管传感器检测环境水样中的农药百草枯试验。
2.3试验部分
2.3.1仪器与试剂
多壁碳纳米管（＜10nm，纯度＞95%，长度在0.5～500μm），超声非常均匀地分散于N-二甲基甲酰胺中（5mg/mL），市场上售卖的百草枯，磷酸缓冲溶液（PBS）：使用0.1MNa2HPO4和0.1MNaH2PO4配置。全部的化学试剂皆为分析纯，试验用水是二次蒸馏水。方波伏安法及循环伏安法都在CHI660b电化学工作站上进行。并且采用三级系统，分别为铂丝电极为对电极，碳纳米管修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极。测试底液为磷酸缓冲溶液，每次测试之前都通氮除氧10min，在试验过程中始终保持氮气氛围，试验操作在温室下进行。
2.3.2纳米传感器的制备
把玻碳点击表面用1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉抛光，然后依次用水及酒精超声清洗之后，在0.1MH2SO4中与-1.0～1.5V电位的范围内反复扫描，直到电流稳定下来为止。使用氮气把电极表面吹干，使用微量注射器吸取2μL多壁碳纳米管DMF溶液，浓度为5mg/mL，均匀地滴落于干净的电极表明，利用室温将其挥发干[6]。
2.3.3方波伏安法检测环境中的百草枯
百草枯可以非常稳定地存在于酸性或者中性环境中，但是在pH值大于12时，便会发生水解，试验检测了在不同的底液中，传感器对相同剂量的百草枯的响应电流，比如磷酸缓冲溶液、硼砂、Na2HPO4柠檬酸及邻苯二甲酸氢钾等。结果表明，在磷酸缓冲溶液当中的响应电流最大，以下试验选用磷酸缓冲溶液为测试底液。pH对百草枯在修饰电极上的方波伏安响应存在一定的影响。当底液pH比较小时，响应电流就会随着pH的增大而增大，在中性底液中变为最大值。在碱性条件下，电流值会下降许多，所以选择pH值为6.8。预富集电位对百草枯方波福安响应也存在一定的影响，预富集电位在0.1～0.4V时，响应电流会随着电位的负移而逐渐增大，这主要是因为百草枯带有正电荷。然而，当预富集电位小于-0.4V时，响应电流开始逐渐下降，造成这一现象的主要原因是预富集电位非常接近百草枯的氧化还原电位，少许的百草枯被氧化还原了，所以试验选择预富电位为-0.4V[7]。尽管百草枯响应电流会伴随着预富集时间的增大而增大，但是时间过于漫长的话，会导致百草枯产生光分解，所以响应电流反而会下降，所以实验所选择的预富集时间为2min。维持试液当中的百草枯浓度是5.0×10-6M，将浓度不一致的干扰物质加入其中，考察一些共存的有机化合物，比如莠去津、邻苯二酚对方波伏安检测百草枯的干扰情况。倘若信号变化超过10%，则视为有干扰。结果显示，邻苯二酚的干扰最大，浓度若超过百草枯的100倍，就会引起干扰。如果是其他的重金属离子，比如Zn2+、K+，浓度需在1000倍以上才会引发干扰。所以，MWNTs-GC修饰电极对百草枯具有极强的选择性，不容易受到其他物质的干扰。在校园附近取少量湖水，静置2h，然后用稀盐酸或者氢氧化钠将pH值调节至6.8，在磷酸缓冲溶液中用方波伏安法对实际样品进行检测。检测结果如表1所示。从表1可以看出，在这种方法的检测范围之内，校园的湖水样品当中并不含百草枯成分，进而表面湖水并没有被百草枯所污染。维持试液当中的百草枯浓度为8.3×10-6M，使用方波伏安法用MWNTs-GC修饰电极连续测定5次，标准偏差为1.3%左右。将测定之后的修饰电极保存于0.1MpH6.8PBS当中，30d后，使用其测定含有8.3×10-6M的底液，响应电流仍然保持过去的95%，这也进一步表面纳米管在电极上结合得十分牢固，而且性质也十分稳定。
2.4纳米产品的开发及案例教学的课堂实践
因为纳米技术及其材料具备多样性特征，评估其对环境所产生的影响，需要采用可适应多种条件的传感器。所以，在将来的3～10a，需要开发出评估纳米材料暴露在空气当中影响的仪器。现阶段频繁接触纳米材料的人，都急需价格低廉且便于携带的样本收集器，从而测量工作环境当中纳米材料的暴露情况，主要包括比表面积及数量等。这种仪器需要在未来3a内商业化。纳米产品在制造过程中所产生的废物，比如防晒油这种液体消费品当中产生的纳米颗粒，一定会在水中堆积，不对这些废物进行追踪，就无法确定纳米颗粒存在的好坏。所以，必须在未来5a开发追踪纳米颗粒在水中聚集及转化情况的仪器[9]。笔者在高校环境化学课程的实际教学过程中，把纳米传感器的基础知识、研究心得及实际经验融入于具体的教学过程中，对教学质量的提升发挥了良好的推动作用。比如，在环境化学课程中，讲述环境污染物质的检测环节时，介绍了碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维等纳米材料充当以电分析原理为基础的传感器材料的优势。与其他材料相比较可知，碳纳米材料具备非常大的比表面积、良好的导电性、便宜的价格，而且易于修饰成各种外形，有助于蛋白质或者酶等生物性物质与碳纳米材料融合，从而构建出高效生物传感器。这些介绍可以让学生直观全面地了解到碳纳米材料在传感器中的使用。并且根据现存的理论结合实际的教学思路，对教学内容发挥拓展及延伸的作用[9]。除了上述几点之外，在简介如何灵活运用纳米传感器检测水环境中的污染物质时，牵涉到了电子转移理论及电化学反应，并且详解讲述了传感器的工作原理及传感器的种类。这样可以向学生讲述纳米电化学传感器，是基于特异性点分析化学反应基础的知识点，并且详细介绍了膜状电极、芯片传感器及柱状电极等多种不同形式下的具体作用方法，生动具体地展现了纳米传感器检测污染物的整个过程。在拓展教学内容的形式及内容时，对环境化学教学的发展起到了有效的推动作用。每当在讲述这些具体案例的过程中，学生都兴致蓬勃，充满了热情，甚至进一步激发了许多学生的想象力及好奇心，自己也想亲自参与到纳米传感器的开发及应用过程中来。所以，作为一个生动有效的教学载体，纳米传感器推动了环境化学课程教学质量的提升。在未来的教育教学实践工作中，笔者必须进一步丰富教学经验，并且让教学方法更加科学完善[10]。
3结语
将纳米传感器应用于环境化学的教学过程中，有助于培养学生主动分析问题及处理问题的能力，提升教学质量。随着此项技术的不断发展演变，可以把更多有价值的信息以案例教学的模式导入环境化学教学的过程中，不仅可以激发学生对该项技术的兴趣，还可以使纳米传感技术得以进一步发展，形成良性循环。在未来的环境化学课程的教学中，应深入探索，总结经验，进而提升教学的质量。
作者:周林宗 单位:楚雄师范学院地理科学与旅游管理学院
参考文献
[1]余会成,黄学艺,李浩,等.纳米氧化铜修饰的苯巴比妥分子印迹传感器的制备及其电化学性能[J].物理化学学报,2014,10(11):2085-2091.
[2]段静,卓莎,姚付军,等.基于MspA蛋白质纳米孔传感器的主客体化学研究[J].分析化学,2016,44(12):1801-1807.
[3]田力,韩鑫,张纪梅,等.基于能量转移的荧光纳米传感器研究进展[J].天津工业大学学报,2013,12(6):49-54.
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[7]王君,周洁,许迎科,等.基于纳米RuOx的微型电化学胰岛素传感器[J].电子科技大学学报,2015,12(1):155-160.
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第3篇：纳米化学分析范文
[关键词]纳米传感器，食品，检验
中图分类号：TP212.3 TB383 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0174-01
纳米传感器就是将纳米技术和物理、化学、生物以及信息技术有效结合的一项新型设施，和传统的检测设备比较，纳米传感器具有体积小、质量轻、耗能少等多方面的优势。食品质量的安全性直接关系着消费者的身体健康，纳米传感器能够有效的对食品中的气体、味道以及化学污染物和病原体等变化进行监测，可以再食品生产初期有效控制食品的质量，提示消费者在产品新鲜程度和风味鼎盛时期及时购买，这不但有利于食品质量的控制，而且这种技术也有助于提高食品安全性并降低食源性疾病的发生机率。例如，纳米传感器可以直接放入食品包装材料中，在那里它们将作为“电子舌头“或“鼻子”检测食品腐败变质过程中释放的化学物质，它们捕捉反映食品气味、微生物、毒素和污染物的信号后，通过改变条带颜色或生成相关信号等来表征食品的质量。
1 纳米小分子传感器
纳米小分子传感器主要是对食品中包含的细小分子进行检测的设施，是在金属纳米粒子和被检测物品发生颜色变化反应，表现出生产物名和吸光度值两者之间呈线性相关，采用对比色泽的方式对目标物在食品中的含量进行检测。通过研究发现，红色的金纳米粒子―――氰尿酸基团与三聚氰胺结合呈现蓝色，当样品中没有三聚氰胺时，显色为红色，随着三聚氰胺含量的升高，蓝色逐渐变深。这种方法能精确检出无麸质食品中湿面筋含量，对麦胶性肠病易感人群的饮食选择具有指导意义。这种技术有益于提高食品安全性、降低食源性致病菌诱发疾病的机率。在食品检验中，以纳米材料传感器为基础的电化学检测也是一种流行方法，与比色法和荧光法相比，这种方法精度更高，它可以避免被检测物对光的散射和吸收造成的系统误差。
2 纳米气敏传感器
在对食品进行包装过程中，如果包装内部含有多余的水分和空气就会导致食品变质腐烂，但是想要对包装内的水分和气体含量进行研究就需要损坏包装。传统的食品检验在进行抽样检测时，需要具备大量的资金和丰富的实践经验，而且还不能保证收取的样品可以达到食品质量和安全的标准要求。所以，食品包装顶空气体含量实时监控是保障食品安全的有效措施。
3 纳米微生物传感器
造成食物中毒的因素有很多，其中最为重要的因素就是食源性致病菌引起的食物中毒。所以食品行业应积极的研发便捷方便且成本不高的食源性致病菌检测设备。如今，普遍使用的生物检测方式为选择性抗体-抗原相互作用的免疫学检测。在纳米材料的融入下微生物传感器也是运用同样的方式，具有光学和点穴性能有效结合的特征，易功能化表面，所以与基于宏观材料的化学或生物方法相比，有更灵敏的选择性和更快的检测速度。由于纳米材料独特的电学和光学性能，越来越多地依赖纳米材料的病原体检测正逐渐代替了传统的微生物分析方法。
当对食品中多种复杂干扰进行检测时，食品系统就会要求被检测的生物必须和周围的环境进行隔离，保证信号的噪声比充足，方便与观察。一般情况下，这种技术被称之为免疫磁性分离法（IMS）。免疫磁性分离法主要是运用磁性纳米颗粒和选择性抗体相结合，能从食品基质中实现对靶相生物目标的快速分离，可在样品的前处理中使用。磁性纳米颗粒由于其极高的比表面积，有利于提高分析物的捕获效率，捕获的分析物经纯化后即可进行标准的分析检测（如下图1）。特定的细菌菌株或菌种的选择性抗体（ 如大肠杆菌） 被绑定到磁性纳米粒子的表面（ 如三氧化二铁） 。如果目标分析物存在于复杂的基质中（ 如食物、血液等） ，且有许多潜在的干扰（ 其他细菌、病毒、蛋白质、食物或血液等） 。把功能化的纳米粒子添加到基质后，它们能有选择地、高效地捕获目标分析物。当把上清液倾倒出后，剩下的就是经磁场隔离的与磁性纳米颗粒结合的分析物。然后对余下的物料进行定量分析。目标细菌选择性抗体被绑定到纳米线束上。当传感器置于含目标生物的复杂基质中时，经绑定的电阻就会发生改变，因此细菌与抗体的结合很容易被观察到。
4 结论
如今，纳米传感器技术虽然和传统的抽检方式合理结合在一起，可是还是不能将产品质量整体的表现出来。但是和传统的检测方式相比较，纳米传感器技术更加精准、便捷。在食品包装检测时采用纳米传感器技术，虽然能对食品质量进行动态监控，可是在纳米传感器对食品相关信息进行获取时，会出现纳米粒子从包装材料中迁移到食品中去的现象，需要注意其使用的安全问题，必须对纳米粒子进行全面的安全评估后才能使用。纳米传感器从实验室研发到在食品工业中的应用，尚处于起步阶段。制约纳米传感器发展的因素主要有以下几个方面，（1） 纳米材料成本。制造纳米传感器的材料，如金、银等材料的价格昂贵，广泛应用导致使用成本过高。（2） 纳米材料安全性。有些材料，如金、银或硅等材料在宏观尺度上会损害人类和动物的健康，当他们以纳米尺度存在时，纳米粒子有更强的反应活性，可能会产生更大的毒性。这些物质在体内导致氧化应激增加，反过来又可以产生自由基，可能导致 DNA 突变，诱发癌症，甚至造成死亡。（3） 纳米传感器与宏观世界的联系问题。纳米传感器需要一系列配套装置，它们能在纳米尺寸上与传感器建立联系，这样才能实现纳米传感器与宏观世界的双向沟通。为了解决上述问题，亟待研发成本低廉、进入人体不产生毒副作用的新纳米材料来替代现有的致毒材料。建立健全完善的纳米材料安全评价体系也是非常必要的，只有做到有章可循、有据可查，才能推动该产业既安全又快速地发展。加大力度开发高相容性的纳米级集成电路，使纳米传感器与计算机建立联结，并创建相应的程序软件，将使试验数据分析更加精确。
参考文献
第4篇：纳米化学分析范文
关键词 碳纳米管 钡铁氧体 溶胶-凝胶法 吸波性能
中图分类号：TB33 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.08.032
Abstract The using carbon nanotubes as the matrix， on the surface of carbon nanotubes coated barium ferrite by a sol gel method measured the static magnetic properties and electromagnetic parameters， and the reflection of characteristics of samples is analyzed. The results showed that the preparation of carbon nanotubes based barium ferrite composite has good static magnetic and microwave absorbing properties.
Key words Carbon nanotubes； Barium ferrite； Sol gel method； wave absorbing performance
0引言
传统方法制备的吸波材料在吸波效率上，总难有重大突破，不能同时满足薄、轻、宽、强的要求。六角晶系钡铁氧体是目前广泛使用的磁损耗型微波吸收剂材料，具有吸收强、应用方便等特点，以其优良的频响特性成为近年来研究的重点，但其缺点是密度大，高温特性差等。
本文采用纳米材料制备技术对六角晶系钡铁氧体的性能进行改进，并将它与具有良好吸波性能的碳纳米管进行复合，利用溶胶-凝胶工艺合成碳纳米管基钡铁氧体纳米复合材料，充分发挥它们的长处，实现良好的吸波性能。
1实验
本实验所用的多壁碳纳米管（外径>50nm，长度为10～20%em）是由中国科学院成都有机化学有限公司中科时代纳米材料中心通过天然气催化裂解法制备得到。实验首先采用浓硝酸冷凝回流和混酸（浓硝酸、浓硫酸）超声处理相结合的方法来对原始碳纳米管进行纯化处理，然后利用溶胶-凝胶工艺合成碳纳米管基钡铁氧体纳米复合材料。
1.1 碳纳米管的纯化处理
（1）氢氧化钠除氧化剂颗粒。将研磨后的碳纳米管投入烧杯中，然后加入浓度为2mol/L的NaOH溶液，置于加热磁力搅拌器中40℃搅拌1h，冷却至室温，静置，置于真空干燥箱内烘干至恒重，备用。（2）浓硝酸的冷凝回流处理。取一定量经过预处理的碳纳米管加入68%的浓硝酸中，于100℃水浴下加热磁力搅拌，沸腾状态下冷凝回流处理24h，冷却至室温，静置，置于真空干燥箱烘干至恒重，备用。（3）浓硝酸、浓硫酸超声波处理。将经过浓硝酸处理后的碳纳米管和体积比为5/2的混合酸（H2SO4/HNO3）放于烧杯中，常温超声处理4h，处理结束后用去离子水洗涤至中性，60℃真空干燥12h即得纯化后的碳纳米管。
1.2 碳纳米管表面包覆钡铁氧体的溶胶-凝胶法制备
1.2.1 实验步骤
按化学计量配比称取一定量的原料，硝酸钡：硝酸铁：柠檬酸=1：12：13（摩尔比），加入水完全溶解后，得到均一透明的混合溶液。
取适量经过纯化处理的碳纳米管加入该混合液中，超声分散后一边搅拌一边向混合液中滴入氨水，然后加入少量聚乙二醇和阳离子表面活性剂CTAB（十六烷基三甲基溴化铵），电磁搅拌溶解后置于80℃水浴中恒温搅拌蒸发，使之形成湿凝胶，继续磁力搅拌2h后进行真空抽滤，之后置于干燥箱中恒温干燥得到干凝胶，将所得干凝胶置于管式炉中加热，自然冷却后即得样品。
1.3 分析仪器与测试方法
用S-4800型场发射扫描电镜（SEM）观察所制得的样品的微观形貌，D/max-%＼B型X射线衍射仪分析样品的相组成，用Model 4 HF振动样品磁强仪对样品的静磁性能进行测试，用Agilent E8362B PNA系列矢量网络分析仪测试样品的电磁参数并对其吸波性能进行分析。
2结果与讨论
2.1 碳纳米管纯化处理前后的SEM图
图1（a）为酸处理前未经纯化的原始碳纳米管扫描电镜照片，从图中可以看到弯曲的碳纳米管互相缠绕在一起，在碳纳米管的表面及周围附着大量团状和颗粒状物质。图1（b）为经浓硝酸回流处理及混酸超声处理后的碳纳米管的SEM图片。从图中可以看出，碳纳米管表面的杂质已经被除去，碳纳米管进一步被短切成了几百纳米的短管，这有利于碳纳米管的分散，对下一步碳纳米管表面包覆是非常重要的。
2.2 碳纳米管表面包覆钡铁氧体的SEM图
溶胶凝胶法制备碳纳米管基钡铁氧体纳米复合材料的SEM如图2所示，从SEM图像中看出：钡铁氧体或以均匀的涂层包覆于碳纳米管表面或以团聚的形态缠绕于碳纳米管表面，说明成功地合成了碳纳米管基钡铁氧体纳米复合材料。
2.3XRD分析
图3（a）为包覆前的碳纳米管的X射线衍射谱图，从图3（a）可以看出，包覆前碳纳米管的相组成主要为碳；图3（b）为经过钡铁氧体包覆后的碳纳米管的X射线衍射谱谱图，从谱图中可以看出，谱图中有钡铁氧体及中间产物%＼-Fe2O3的衍射峰，由于涂层较薄，因此谱图中出现了基体碳纳米管的碳衍射峰。
2.4 静磁性能测试
图4为碳纳米管表面包覆钡铁氧体后粉末的VSM磁滞回线图，从图中可以看出，粉末的矫顽力Hc为0.225kOe（17.9kA/m），饱和磁化强度Ms为48.6emu/g（48.6Am2/kg），该复合粉末的饱和磁化强度小于理论上的极限值72 Am2/kg，说明样品中钡铁氧体的纯度不是很高，可能是含有%＼-Fe2O3等反铁磁性物相的缘故。
2.5 电磁参数及电磁特性分析
图5为原始碳纳米管与碳纳米管/钡铁氧体复合材料在2-18GHz的测试频率范围内反射率的比较。
由图5可知，原始碳纳米管在测试频率范围内出现两个吸收峰，吸收峰位置分别出现在8.17GHz和16.70GHz，对应的吸收峰值分别为-22.53dB和-16.50dB，最大反射损耗值R = -22.53dB，R
3结论
本实验运用溶胶凝胶法在经过纯化处理过的碳纳米管表面包覆了磁性材料钡铁氧体，根据实验得到如下结论：
（1）通过观察所制备的碳纳米管/钡铁氧体复合粉末的SEM图像和XRD分析可知：碳纳米管表面上较均匀地包覆了一层钡铁氧体。（2）通过对实验所制备的碳纳米管/钡铁氧体复合粉末的磁滞回线分析可知：粉末的矫顽力Hc为0.225kOe（17.9kA/m），饱和磁化强度Ms为48.6emu/g（48.6Am2/kg），具有较好的磁性。（3）碳纳米管/钡铁氧体复合材料的磁损耗比原始碳纳米管要大，相对于原始碳纳米管，虽然表面包覆钡铁氧体的碳纳米管复合材料的吸收峰值变小，但在所测试频率范围内出现多个吸收峰，在多个频段内都有较强的吸收峰，特别在f>12GHz的高频区出现四个吸收峰，表现出较好的吸波特性。
参考文献
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[2] H.J.Zhang，X.Yao，L.Y.Zhang.The preparation and microwave properties of BaZn2-z CoZFe16O27 ferrite obtained by a solCgel process[J].Ceramics International，2002.28（2）：171.
[3] T.Nakamura，Ken-ichi plex Permeability of Polycrystalline Hexagonal Ferrites[J].IEEE Transactions on Magnetics，2000.36（5）：3415.
第5篇：纳米化学分析范文
【摘要】 将单壁碳纳米管负载于白色101担体上，制备了新型采样吸附剂S101。利用扫描电镜可观察到在101担体表面包覆的碳纳米管，粒度分布测试表明其粒径在180～250 μm之间; 通过BET(Brunauer emmett teller)吸附测得新型采样吸附剂的比表面积为16.8 m2/g，与Tenax TA大致相当; 热重实验表明， 其可耐400 ℃高温。采集不同湿度和储存不同的时间的样品， 测试回收率，采用冲洗色谱法分别测定常见挥发性有机化合物对S101的穿透体积，以及测试不同采样管的采样重现精度和分布体积对值，表明新型采样吸附剂具有湿度影响小、储存稳定的特点，对典型挥发性有机化合物都有较大的穿透体积，采样合格率达到100%。此吸附剂不仅保留了单壁碳纳米管原有优良的吸附性能，而且有效改善了单壁碳纳米管吸附管采样透气性，显著提高了采样精密度，可以广泛应用于实际气体样品采集。
【关键词】 单壁碳纳米管， 担体负载， 挥发性有机化合物， 吸附剂
1 引 言
自1991年Lijima发现了碳纳米管[1]以来，碳纳米管在分析化学领域已得到广泛应用，并逐渐用于大气采样吸附剂。Richard等[2]使用程序温度解吸技术测量其对二英等低挥发有机物的吸附性能，符合Langmuir吸附曲线; Li等[3，4]将多壁碳纳米管、活性炭、石墨化炭黑(carbopack B)分别填装成气相色谱填充柱，比较它们分离烷烃、芳香烃、卤代烃、醇、酮、醚及酯类的性能，结果表明多壁碳纳米管具有更强的保留能力，并且测定了多壁碳纳米管作为挥发性有机化合物(VOCs)吸附剂的穿透体积和回收率; Cai等[5，6]采用多壁碳纳米管富集环境水样中的双酚A、4壬基酚、4辛基酚、酞酸酸二乙酯、酞酸二正丙酯、酞酸二异丁酯和酞酸二环己酯等有机污染物，结果表明多壁碳纳米管的富集效率均优于或等同于C18键合硅胶、XAD2 吸附树脂、PSDVB(聚乙烯二乙烯基苯)共聚物和C60富勒烯等固相萃取吸附剂; Liu等[7～9]将单壁碳纳米管和多壁碳纳米管分别与去活化石英棉交替填装入采样管，对碳纳米管作为吸附剂的性能进行了评价，如吸附热解析回收率，单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的空白和再生，对VOCs的穿透体积等，证明碳纳米管对VOCs有很强的吸附能力，适合于采集沸点相对较低的非极性化合物，对极性化合物也有吸附能力。
碳纳米管作为大气中VOCs采样吸附剂具有巨大的潜力，但碳纳米管的粒径在120～150 μm之间，极易团聚，造成采样时透气性不好，不利于重复采样，采样精密度差，因而缺乏实际应用价值。本实验将单壁碳纳米管负载于180～250 μm的色谱担体上，制成一种新型采样吸附剂，有效改善碳纳米管吸附管采样透气性，显著提高了采样精密度，对大部分挥发性污染物的采样合格率达到100%，使其能广泛应用于实际采样分析。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
GC2014气相色谱仪(日本岛津公司);扫描电镜(SEM);SPB3全自动空气源，SPN300氮气发生器，SPH300氢气发生器(北京中惠普技术分析研究所);30 m Rtx5毛细管柱;手动固相微萃取进样器(SPME);100 μm PDMS萃取纤维(红色平头)，65 μm PDMS/DVB萃取纤维(粉色平头，荷兰Supelco公司);CD2A型大气采样器(北京检测仪器有限公司);YU0828型热解析器(江苏省建湖仪器仪表厂)。
单壁碳纳米管(singlewalled carbon nanotubes，SWCNTs)采用电弧放电法以Y和Ni为催化剂在氦气氛围下制备(南开大学);硅烷化101白色担体(180～250 μm);1000 mg/L VOCs混和标准溶液(国家环境保护总局标准样品研究所)含苯、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯及正十一烷。实验中所用试剂均为分析纯(北京化工厂)。
2.2 实验方法
2.2.1 单壁碳纳米管负载方法 单壁碳纳米管前处理：取适量单壁碳纳米管，用20% HNO3超声12 h以除去杂质，再用0.22 μm偏氟膜过滤，110 ℃烘干研磨后待用。
将适量单壁碳纳米管，超声分散于N，N二甲基甲酰胺中1 h，加入色谱担体，继续超声30 min，取出放入烘箱烘去溶剂，每烘10 min取出继续超声3 min，超声时适当加以搅拌，直至烘干为止。用马弗炉300 ℃烘干1 h去除剩余溶剂，得到担体负载单壁碳纳米管吸附剂，样品记为S101。
2.2.2 吸附性测试方法 S101采样管与VOCs标准气袋连接，以0.1 L/min流速采集样品;采用YU0828型热解析器在300 ℃、解析流速20 mL/min的条件下解析5 min，同时用100 mL注射器收集;固相微萃取30 min;然后进样，用GCFID分析。GCFID工作条件：进样口220 ℃，柱温：起始温度为50 ℃保持10 min，以10 ℃/min升温至200 ℃;柱流量0.9 mL/min，FID温度250 ℃ 分 析 化 学第37卷第9期赵 鹏等：担体负载单壁碳纳米管采样吸附剂的制备及其性能研究
3 结果与讨论
3.1 担体负载单壁碳纳米管表征
粒径分布直接影响样品采集的精密度，是评价吸附剂性能的重要指标。经典的吸附剂，如Tenax、Carbopack、Carboxen系列，粒径均在200～400 μm之间，纯碳纳米管粒径在120～150 μm之间，而且极易团聚，在有动力采样时采样管易堵塞，采样精密度差，担体负载后的吸附剂能够明显克服此缺点。
以水为介质，包覆改性后的吸附剂S101的粒径分布结果见图1。S101的平均粒径为216 μm，粒径呈正态分布，适合作为吸附剂的粒径需要。
由热重分析结果(图2)可见，担体负载单壁碳纳米管吸附剂在400 ℃左右开始失重，主要是碳纳米管开始被氧化。白色101担体和S101进行扫描电镜(SEM)分析结果(图3)可见，在101担体表面包覆上了碳纳米管。通过BET(Brunauer emmett teller)吸附，测得S101的比表面积为16.8 m2/g， 与Tenax TA相当。经过担体负载后粒径变大，但是比表面积却有所降低。
3.2 常温吸附热解析回收率
S101采样管分别采集配制的1.0 μg/L VOCs标准气体1.0 L，回收率的计算结果见表1。由表1可以看出， S101对大部分小分子非极性和极性化合物有很好的回收率，对部分极性化合物回收率较低，如胺类化合物、对正丙胺和二乙胺的回收率约为20%，主要因为碳纳米管的表面均匀，极性基团少，不适合采集极性较大的化合物，可以利用多重吸附组合提高对极性化合物的吸附。表1 S101对挥发性有机物的回收率
3.3 穿透体积
评价固体吸附剂的性能的重要参数包括解吸回收率和穿透体积(Breakthrough volume，BTV)。BTV是指用装有吸附剂的吸附管采集目标化合物时的最大采样体积。从有机物蒸气进入吸附管到刚刚有蒸气到达出口时，吸附管中保存此有机物的体积即为穿透体积(L/g)。BTV越大，可应用的采样体积越大，吸附剂吸附浓缩系数越大。测定吸附剂的BTV主要有两种方法：迎头色谱法和冲洗色谱法。迎头色谱法类似于真实的采样过程，有较高的准确度，但需要比较复杂的配气装置。冲洗色谱法类似于色谱分析过程，以装有吸附剂的吸附管为色谱柱，测得待测化合物在不同柱温(T)下的比保留体积(Vg)，根据公式(1)，利用外推法求得20 ℃时的比保留体积Vg20，再利用公式(2)求得BTV[10]。lgVg=A/T+B(1)
BTV=V20g(1-4/n)(2)其中，Vg为比保留体积，A和B为系数，T为柱温，Vg20为20 ℃时的比保留体积，n为理论塔板数。本实验中采用冲洗色谱法分别测定S101对常见VOCs的穿透体积。在带有硅橡胶帽且充满氮气的100 mL玻璃针筒中分别注入0.5 μL各种待测化合物液体，待其充分挥发后，作为实验样品。对9种标准VOCs(苯、甲苯、乙酸丁酯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、正十一烷)进行了测定。
分别称取适量S101，装入内径3.2 mm、长 1 m的空玻璃填充柱中，将其接入气相色谱仪，以氮气为载气(50 mL/min)，进样口温度为250 ℃，FID温度250 ℃，柱箱温度60～220 ℃(因不同的实验气体而异)。每一种物质设定4～5个温度点，相邻温度点间的间隔为20 ℃，在每一温度点平行测定3次，取平均值，相对标准偏差< 5%。用100 μL注射器吸取50 μL实验气体，注入气相色谱，记录色谱图并计算理论塔板数和保留时间。利用式(1)和(2)计算BTV(见表2)。吸附剂对大部分VOCs均有较大的穿透体积，但正十一烷由于碳链较长，不易被碳纳米管吸附，导致BTV较小。表2 S101穿透体积
3.4 空白和再生
作为VOCs采样吸附剂，要求对VOCs有较好的选择性，同时要对不同VOC化合物具有非特异吸附性，即吸附剂不含活性官能团，以提高对VOCs吸附热解析回收率。单壁碳纳米管本身有化学惰性，无特异性吸附，而101担体也主要是无机物，本底值很低。
吸附剂在使用前，通氮气进行活化处理，活化过程如图4所示。空白实验结果表明，在350 ℃时100 mL/min下活化2 h，即可获得较低的本底值。吸附剂在前期出现几个小杂峰，可能是由于制备吸附剂时的残留溶剂出峰，通过通氮气活化可以降低本底值。
Fig.5 Chromatogram of regeneration多次使用后，吸附剂再生实验结果如图5所示。在350 ℃时20 mL/min下活化30 min，即可恢复到初始状态。从图5可以看出，有少量小杂峰出现，可能是吸附管有少量残留，但是经过氮气一定时间的加热吹扫后无残留。
3.5 湿度的影响
在实际采样中，水的存在能够影响吸附剂对VOCs的保留，使其安全采样体积降低。实验模拟了不同湿度条件下的吸附剂对VOCs的吸附。作为稀释气的氮气充入采样袋之前分别通过去离子水和沸水，测得湿度分别为30%、50%和90%。实验结果(图6)表明，在不同湿度下，回收率并未有明显降低，主要是由于所选用的硅烷化101担体和碳纳米管都是厌水性的，对水分子基本不吸附，因此可以用来采集高湿度环境中的VOCs。
3.6 贮存稳定性
用采样管分别采集配制的1.0 μg/L VOCs标准气体1.0 L，放入冰箱低温干燥密闭保存7 d。与采样后不经贮存立即分析的结果对比结果(图7)表明，采样管放置7 d后，样品中化合物仍然有良好的回收率，吸附剂有良好的贮存稳定性。
3.7 采样精密度
不同采样管的重现精度(Duplicate precision，DP)应≤20%，分布体积对值(Distributed volume pair，DVP)≤25%。DP是指用两根采样管以相同流量同时采集相同浓度相同体积的空气，二者结果之差与平均值的百分比; DVP是指用两根采样管以不同流量同时采集相同浓度相同体积的空气，二者结果之差与平均值的百分比。将符合DP值≤20%的采样管个数在所有采样管中所占百分比定义为DP合格率。将符合DVP值≤25%的采样管数在总采样管中所占百分比定义为采样管的DVP合格率[11]。为了评价采样管的采样精度，分别将S101和SWCNTs填充4组采样管，对比担体负载后的单壁碳纳米管吸附剂与纯单壁碳纳米管吸附剂两者的DP合格率和DVP合格率。每种吸附剂分别用3支采样管连续采集了7组共21个空气样品结果见图8。从图8可以看出，担体负载后的S101与纯碳纳米管的采样精密度相比，显示出了明显的优越性。主要是由于负载后的吸附剂粒径在180～250 μm之间，颗粒之间残留的空隙有利于气流通过整个吸附阱，使采样管中的吸附剂都能够捕捉到目标化合物，因此提高了精密度。
4 结 论
通过沉积法将单壁碳纳米管负载于白色101色谱担体上制得新型单壁碳纳米管吸附剂S101。经过表征测得其粒径在180～250 μm之间，表面积为16.8 m2/g，能够耐400 ℃高温，而且湿度影响小、储存稳定。不仅保留了单壁碳纳米管原有优良的吸附性能，而且显著提高了采样精密度，对大部分VOCs的DP和DVP合格率达到100%，作为VOCs及异味吸附剂更有实际应用价值。
参考文献
1 Lijima S. Nature， 1991， 354： 56
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第6篇：纳米化学分析范文
摘要：
开发出一种钼合金纳米喷雾掺杂工艺及其过程控制方法；采用传统固-液掺杂工艺和纳米喷雾掺杂工艺分别制备出Mo-La合金丝材和板材，并测试其室温力学性能和使用性能；采用透射电镜（TEM）和经典弥散强化理论，分析了纳米掺杂钼合金强韧化机制。结果表明，按照1:20的纳米粉末与去离子水的最大固液质量比、经过30min搅拌制备的纳米悬浮液在在线搅拌装置和空气压力作用下，通过适当结构的喷头喷淋到MoO2粉末中，可实现钼合金的纳米掺杂；液体介质中纳米粉末离散稳定性检测方法和钼合金粉末中掺杂元素微观均匀性检测方法可对纳米喷雾掺杂工艺的制备过程实现实时控制；在相同成分下，纳米喷雾掺杂工艺制备的Mo-La合金丝、板材的综合力学性能和使用寿命均比固-液掺杂工艺提高50%以上。TEM照片和Fisher理论分析结果表明，纳米喷雾掺杂工艺实现了第二相粒子以纳米尺度均匀分布，第二相粒子的尺寸、数量和分布均匀程度远优于固-液掺杂工艺，从而保证了其有效发挥弥散强化作用。
关键词：
纳米喷雾掺杂；弥散强化；微观均匀性；纳米粒子悬浮液；钼合金
钼金属固有的韧-脆转变、低温脆性和比强度不足的特性，是其深加工困难、韧性不足、使用寿命低、应用范围受限的本质原因[1-4]。热处理强韧化、合金强韧化和形变强韧化，一直是克服金属的脆性、提高其强度水平的主要手段。由于钼金属没有随温度变化而发生晶体学相变的性质，通过热处理进行强韧化的可行性不大[5]。同时，由于钼与大多数合金化元素难于真正形成合金相，在热变形过程中，不会出现其它金属所普遍存在的“固溶-过饱和-析出”的相变现象，仅仅只能依靠破碎晶粒产生的细晶强韧化，其形变强韧化的效果不大[6]。因此，钼金属的强韧化研究多集中在合金化方面（并辅之以适当的变形），从而出现了Mo-Ti、Mo-Zr、Mo-La、Mo-Y、Mo-Ce、Mo-Nb、TZM、TZC、Mo-Hf-C等大量的钼合金[7-9]。除了W、Ta、Re外，钼与大多数合金化元素难于真正形成“合金”[10]。W元素尽管与Mo可形成连续固溶体，但只有强化作用而毫无韧化效果，甚至有进一步脆化的趋势[11,12]。Ta元素的过饱和固溶仅提高耐腐蚀作用，对其强韧化作用甚微[12]。唯一可以同时实现强化和韧化的Re元素却受制于成本原因[13]。因此，钼金属的强韧化水平多依赖于钼“伪合金”中，非合金化元素产生的第二相弥散强化效果。
为了保证钼基体中的第二相尽可能地发挥弥散强化作用，钼金属生产和研究人员花费了很大的精力摸索提高掺杂物分布均匀性的方法，已经形成了固-固、固-液和液-液等三种掺杂方法[14,15]。这三种方法各有很大的局限性，因此在生产上很难获得大的推广。本文旨在以Mo-La合金为例，开发一种可以保证第二相微粒均匀分布的新型钼合金掺杂方法。
1实验
1.1原料本文采用高纯MoO2粉末为原料，含钼量为74.64%（质量分数），颗粒呈规则晶体（图1（a）），粒度分布基本呈正态分布，d0.1为13.039μm，d0.5为101.602μm，d0.9为300.855μm；费氏粒度为2.52μm，松装密度为0.92g•cm-3。掺杂用纳米La2O3粉末的平均颗粒尺寸为50nm（图1（b））。
1.2过程首先实验获得纳米粒子悬浮液的制备工艺。（1）称取100g纳米La2O3粉末，分别加入1000、1500、2000、2500ml去离子水，搅拌1h；（2）选择20、25、30、35、40min等不同搅拌时间；对这9种悬浮液进行离散性分析，获得纳米粉末与去离子水的最佳比例和最佳搅拌时间；（3）按照不同比例加入十二烷基硫酸钠（DBS）和聚乙二醇作为分散剂，确定其最佳加入量。然后将制备好的纳米La2O3悬浮液转入在线搅拌罐（图2）中，将纳米La2O3悬浮液喷淋到MoO2粉末中，获得掺杂MoO2粉末。在整个喷淋过程中悬浮液一直处于均匀的离散状态。随后选择适当的粘结剂，按照一定比例，将去离子水、粘结剂与掺杂MoO2粉末混合、压制成片并烘干，在扫描电镜（SEM）中进行能量弥散X射线谱法（EDS）检测，以判断这种纳米掺杂工艺获得的掺杂MoO2粉末中La2O3粒子的微观均匀性。最后经过粉末冶金和压力加工工艺，将掺杂MoO2粉末制成Mo-La合金板材（厚度为0.2mm）和丝材（Ø0.18mm），分别测量其室温力学性能，并对其显微组织进行SEM和透射电镜（TEM）观察。同时，以Cr12Mo材料为对象，对Ø0.18mm丝材进行线切割寿命实验。
2结果与讨论
2.1纳米掺杂物悬浮液配制由于纳米粒子的尺寸小，表面存在大量不饱和键，表面活性很大，再加上静电力等，分散在液体介质中的纳米粒子易于发生凝并、团聚，形成二次粒子，使粒径变大，最终喷淋到MoO2中将处于微米级颗粒团，第二相粒子就无法真正起到纳米弥散强韧化的作用。因此，配制纳米掺杂物悬浮液不是简单地将纳米粉末倒入去离子水中获得悬浮液即可，而是要保证悬浮液中纳米粒子真正离散为单个纳米粒子。判断纳米粒子在水剂中是否真正离散的判据很多，如分光光度法、Zeta电位计法、动力粘度法[16,17]。这些方法理论上很严谨，但操作起来非常困难。本文采用如下方法获得纳米掺杂物的离散状态：在图2中的喷嘴处放置一张滤纸，瞬间喷淋后，将滤纸缓慢干燥，然后通过SEM观察悬浮液在滤纸上粒子的分布情况，来判断纳米粒子是否真正离散。配制纳米掺杂物悬浮液涉及三个工艺要点。（1）纳米粉末与水的配比：通过分析纳米La2O3粉末与去离子水的质量比为1:10、1:15、1:20、1:25的悬浮液在滤纸上的离散状态（图3）可以看出，当固液比大于1:20时，无论怎样延长搅拌时间，纳米La2O3粒子依然团聚为牢固的颗粒团；当固液比小于1:20后，纳米La2O3粒子就离散为单个粒子；再加大去离子水的剂量，悬浮液中纳米粒子的离散效果与之相近。由此确定，纳米粉末与去离子水的最大配比为1:20。（2）纳米悬浮液搅拌时间：通过对比搅拌时间为20、25、30、35、40min时，悬浮液中纳米La2O3粒子的离散情况（与图3相似，不再列出）可判断出，当搅拌到30min以后，悬浮液可消除絮凝颗粒团，纳米粒子基本上呈单个纳米粒子。（3）纳米粉末分散剂的作用：由于纳米La2O3粒子密度较大，在悬浮液中尝试添加了几种配比的十二烷基硫酸钠（DBS）和聚乙二醇作为分散剂，其分散效果不明显，且不添加分散剂时悬浮液中纳米La2O3粒子也可以得到很好的离散。故不再添加分散剂。
2.2纳米掺杂物悬浮液喷淋过程控制纳米La2O3悬浮液的喷淋过程见图4。纳米悬浮液喷淋过程需要控制如下三点。（1）纳米粒子在液体介质中的离散稳定性：通过观察纳米La2O3悬浮液静置5、15、20、25min后的离散情况（与图3相似，不再列出），静置到20min后，悬浮液已经出现较为明显的凝聚，也就是说，纳米La2O3悬浮液的整个喷淋过程必须在20min内完成，而一般的钼合金掺杂过程所需时间远远超过20min，因此必须设计适当结构、功率和搅拌速度的在线搅拌罐（图2中8号件），使悬浮液在整个喷淋过程中一直处于均匀、无死角、稳定的悬浮状态。在本实验条件下，搅拌器功率为250kW，搅拌转速为250~350r•min-1。（2）喷头结构：喷头的结构应保证悬浮液既能顺利喷淋到MoO2粉末中，又不至于喷淋过程过快而造成纳米La2O3粒子在MoO2粉末中局部富集。（3）喷射压力：喷射压力决定了纳米La2O3悬浮液的流速，进而影响纳米La2O3粒子在MoO2粉末中的弥散程度，经过多次实验确定，在本实验条件下，0.4~0.8MPa的空气压力较为合适。
2.3纳米掺杂物的微观均匀性分析掺杂MoO2粉末中，掺杂物粒子的微观均匀性决定了第二相粒子是否能够真正起到有效的弥散强韧化作用。从理论上讲，采用SEM和TEM对钼合金进行显微组织分析，是判断掺杂物质微观均匀性的最直观和最准确的检测方法，但是这种检测方法需要在钼合金粉末经过整个粉末冶金甚至压力加工过程后才能进行，滞后性非常严重，无法及时有效地指导掺杂工艺。根据能量弥散X射线谱法（EDS）的分析原理[18,19]，本文探索出一种纳米掺杂粉末微观均匀性快速检测方法。首先，选择分子量为25000~35000的低聚合度聚乙烯醇（PVA）作为粘结剂，按照PVA：水=100g:500~800ml的比例，将适量的PVA粉末倒入50~80℃的去离子水中，搅拌至粘结剂胶体澄清为止；然后按照0.01:1的质量比，将粘结剂胶体与掺杂MoO2粉末混合并压制成片，最后将压片整体或切取压片一部分放入扫描电镜，进行EDS分析，获得掺杂MoO2粉末中纳米掺杂物粒子的分布状态。图5为纳米喷雾掺杂的MoO2-0.26La2O3粉末的EDS图谱，从中可以看出，这种掺杂工艺获得的混合粉末是均匀的。
2.4纳米掺杂Mo-La合金力学性能和使用性能表1和2分别给出了纳米喷雾掺杂工艺和传统固-液掺杂工艺制备的Mo-0.3La合金Ø1.8mm丝材和厚度0.2mm板材的室温力学性能，其中，ASTMB387标准和Plansee等国内外厂家普遍采用固-液掺杂工艺。由此可见，纳米喷雾掺杂工艺制备的Mo-0.3La合金的屈服强度、抗拉强度和塑性均远高于固-液掺杂工艺。线切割加工Cr12Mo工件时，固-液掺杂工艺制备的Mo-0.3La合金丝材工作100h后，丝径由0.18mm变为0.11~0.12mm而报废，而纳米掺杂Mo-0.3La合金丝工作128h后，丝径仅变为0.155mm。这种Mo-La合金的优异力学性能是纳米喷雾掺杂工艺所获均匀弥散的第二相粒子所致。在钼合金中，弥散分布的第二相粒子都是通过改变位错分布组态，使其分布趋于均匀，从而起到弥散强化作用[20-23]。这样，一方面使钼变形程度更加均匀，缩短了单个滑移面的运动长度，使晶界附近的位错塞集减轻；另一方面，大量的位错被粒子钉扎在晶内或强滑移带内，使晶界或强滑移带附近的位错密度降低，这种位错组态有利于延缓沿晶微裂纹的形成。图6为传统固-液掺杂、纳米掺杂工艺分别获得的Mo-0.3La合金的TEM照片。可以看出，这两种掺杂工艺生成的第二相粒子的数量、尺度和分布情况大不相同。采用固-液掺杂工艺时，镧元素以La(NO3)3溶液形式加入MoO2粉末后，需要通过后续反应将La(NO3)3转化为La2O3粒子，不但其在钼基体中的分散均匀性不理想，而且La2O3粒子的尺寸难以控制；在大量位错塞集的位置很难发现La2O3粒子（图6（a））；而一旦出现La2O3粒子又多处于微米级（图6（b）），这种大颗粒硬质相不但很难发挥改变钼基体的错位组态的作用，而且因容易成为裂纹源而导致钼基体脆化。纳米喷雾掺杂工艺获得的Mo-La合金中，La2O3粒子非常多，且均以纳米级尺度均匀分布在钼基体的晶内和晶界（图6（c）），这样就较好地保证了La2O3粒子发挥其弥散强化作用。掺杂工艺造成的强韧化效果差异可从Fisher理论[24]得到很好的解释。Fisher理论认为，对不可变形第二相而言，位错只能绕过这些粒子，由此增加的剪切应力。可见，在相同成分（即相同体积分数f）下，与固-液掺杂工艺相比，纳米喷雾掺杂工艺提供的钼合金中第二相粒子尺寸r更小（甚至小三个数量级），数量n更多，因此其强化作用显著增强。
3结论
1．开发出一种纳米喷雾掺杂工艺，包括纳米掺杂物悬浮液配制、纳米掺杂物悬浮液喷淋过程控制、纳米掺杂微观均匀性分析等工艺环节。2．采用分子量为25000~35000的低聚合度聚乙烯醇（PVA）作为粘结剂，按照100g:500~800ml的PVA/水比，获得澄清的胶体后，胶体与MoO2粉末按照0.01:1的质量比混合、压片，进而在扫描电镜中进行EDS分析，可快速判断出纳米掺杂粉末的微观均匀性。3．在相同成分下，纳米喷雾掺杂工艺获得的Mo-0.3La合金在保证强度的前提下，塑性和使用性能高于固-液掺杂工艺50%以上。4．纳米喷雾掺杂工艺使钼合金获得优异综合力学性能和使用性能的原因在于保证了第二相粒子以纳米尺度、均匀地弥散在钼基体的晶内和晶界，从而保证了其改变位错组态、延缓沿晶微裂纹的形成与扩展的作用。
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第7篇：纳米化学分析范文
【关键词】 纳米；检验医学；纳米技术；磁性纳米粒；纳米粒子
作者单位：256617 山东省滨州市结核病防治院（孙本海）； 滨州职业学院（金仲品）
纳米是一种长度计量单位，又称为毫微米（10-9 m）。纳米技术（Nanoscale technology，NT）是一门在0.1～100nm空间尺度内操纵原子和分子，对材料进行加工，制造具有特定功能的产品、或对某物质进行研究、掌握其原子和分子的运动规律和特性的崭新高技术学科。NT领域不仅包括纳米材料学、纳米电子学、纳米制造学、纳米生物学和纳米显微学、纳米机械加工技术，而且是多学科交叉的横断学科［1］。NT产生的基础是现代化学、物理学和先进工程技术相结合的产物，是与高技术紧密结合的一门新型科学技术。生物医学工程是现代生命科学和医学、工程学相结合而发展起来的边缘学科，它与信息、材料、电子技术、计算机科学密切相关。Zhongguo［2］研究发现NT的发展正越来越成为世界各国科技界所关注的焦点，谁能在这一领域取得领先，谁就能占据 21 世纪科学的制高点。NT可以为生物医学工程中的诸多方面提供坚实的物质基础和强有力的技术保证。Song等［3］总结了快速发展的纳米微粒和生物分子轭合物的制备方法，已逐渐将生物连接制备的纳米粒子商品化，并对检验医学产生深远影响。
1 磁性纳米粒
Li等［4］认为磁性纳米粒（magnetic nanoparticle）已广泛用于生物分子固定化的载体和有机固相合成，其中磁性材料主要有铁、钴、镍等过渡金属及其氧化物和混合材料等。磁性纳米粒具有超顺磁性，在外磁场作用下，固液相的分离非常简单，不需离心、过滤等繁杂的操作，撤去磁场后没有剩磁残留，并在外磁场作用下可以定位。磁性纳米粒可通过共聚、表面改性赋予其表面多种反应基，可连接各种基团或DN段而用于不同的检测。
1.1 生物活性物质和异生质分析与检测 生物活性物质的检测方法虽然很多，但以抗体为基础的技术不多而且是最重要的。目前采用免疫分析加上磁性修饰已成功地用于检测各种生物活性物质和异生质（如药物、致癌物等）。在纳米磁球表面固定上特异性抗体或抗原，并以荧光染料、放射性同位素、酶或化学发光物质为基础所产生的检测，与传统微量滴定板技术相比，具有更简单、快速和灵敏的特点。Helden等［5］将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统，已成功地用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型抗体的检测。还创建了用于人胰岛素检测的全自动夹心法免疫测定技术，其中亦用到抗体蛋白A纳米磁性微粒复合物和碱性磷酸酶标记二抗。
1.2 免疫磁性微球 检测生物活性物质或细胞的富集是在检验医学中一项重要内容，亲和配体技术在分选和回收方面提供了强有力的工具。Taubert等［7］采用白细胞分化抗原单抗标记的IMMS除去外周血中的白细胞，从而实现癌细胞的富集，随后用免疫细胞化学方法检测癌细胞。如果将寡核苷酸（dT）链交联到纳米磁性微粒上，即可用于真核细胞mRNA的分离纯化。Nagy等［8］已用胎儿红细胞抗原标记的免疫磁性微球很容易将母体外周血中的极少量胎儿细胞富集，该方法简便，并能通过进一步荧光PCR检测确定胎儿性别，进行非创伤性产前诊断。对癌症的早期诊断是医学界极为关注的难题。从理论推测，利用免疫磁性微球进行细胞分离技术可在早期癌症患者血液中检出癌细胞，实现对肿瘤的早期诊断。
2 纳米粒子
纳米粒子表面积大而直径很小，偶联容量高，悬浮稳定性较好，便于发生各种高效反应，常用于各种不同的生物分析系统。与传统的生物制剂相比较，纳米粒子作为一种试剂有很多优越性。
2.1 纳米粒子作定量标签用于生物分析 与传统的有机荧光染料或放射性元素的标记相比，纳米粒子作为生物分析不仅可以代替，而且克服了它们的缺点。纳米粒子的主要两个领域是：金属纳米粒子和量子点（quantum dot，QD）。
2.1.1 金属纳米粒子 金属纳米粒子可用于包括光学、电化学、显微学和质谱等多种检测途径。Rojas-Cha-pana等［9］将胶体金用于电子显微镜检测，如用扫描隧道显微镜通过检测DNA的表面密度而用于目标序列的检测，在此系统中先将胶体金标记的dT探针与被测DNA序列杂交，使目标序列带上胶体金标记链。Leary等［10］将纳米金属粒子标记到dT探针上，与样品中的目标DNA序列杂交，然后在金属纳米粒子上沉析出银，通过电势测定法检测目标序列。Huang等［11］则将电感耦合等离子体质谱测定法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICPMS）和夹心免疫测定法相结合建立了一种新的免疫检测方法。在这个系统中，他们将胶体金标记的羊抗兔抗体作为ICPMS的分析物间接检测兔抗人IgG。这个系统还可通过在分析物上标记不同无机纳米粒，而达到同时检测不同物质的目的。
2.1.2 量子点 利用量子的限制作用，赋予纳米粒子独特的光学和电子的特性，也称为半导体纳米微晶体。这是一种最新的荧光材料，QD能够克服荧光分子重要的化学和光学局限性而具有多种特性，如根据QD的大小，可产生多种颜色，在同一激发波长下，不同长短直径的QD可发出不同颜色的激发光，利用这一特点，可同时检测多种指标的要求，这是传统染料分子根本无法实现的；QD的荧光时间较普通荧光分子延长数千倍，并便于长期追踪和保存结果。QD技术可用于检测活细胞里多种蛋白质活动［11］。Leary等［9］在QD上包被一层迪羟基硫辛酸（di hydroxy lipoic acid，DHLA）后，则易与亲和素连接，再针对不同的QD给予不同的蛋白质抗体，制备出具有蛋白质专一性的一批QD。
2.2 纳米粒子作信号的转导物 纳米粒子（Nanoparticles，NPs）在检验诊断中作为信号转导物，可免去标记生物样品的需要，就可显示出巨大的发展空间。由于免去样品制备的步骤，使检验技术变得更简便和价廉。在这个系统中，纳米粒子对生物复合物的干扰作用或纳米粒子之间相对位置的改变都可成为一种检测信号。Hirsch等［12］根据以上原理建立了一种其他金属纳米粒子信号转导的应用，包括金纳米粒子介导的荧光淬灭，凝集反应检测血液中的免疫球蛋白方法。2006年Li等［4］这个系统中开发了一种新型生物传感器，这种传感器的核为直径2.5nm的金微粒，外面包裹一层dT分子，该分子的一端为巯基，一端联有荧光分子，由于纳米金微粒是一种有效的能量受体，能够作为荧光的淬灭物，当这种传感器与样品中的目标分子杂交后，引起传感器构像的改变，导致淬灭的荧光分子复原。再则，由于此系统荧光背景极低，与传统的有机淬灭物相比，该类传感器具有独特的结构和光学特性。
3 小结
作为一门新兴学科的NT近年来被应用于医学领域刚刚开始，基本处于探索阶段，就已显示出将推动检验技术的进步与发展潜能。从含有纳米微粒的各种实验方法来看，纳米微粒在检验医学中的应用价值与现有技术相比，它的特异性、灵敏度和速度等性能都有了极大提高。随着NT的发展，在不久的将来一定会有更多的新纳米材料出现，并被应用于新的检验医学的检测方法中，检验医学将出现划时代的进展。
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第8篇：纳米化学分析范文
[关键词] 纳米比亚 孔子学院 汉语 中国文化
纳米比亚大学简介
纳米比亚大学 (UNAM)位于纳米比亚首都温得和克（Windhoek），是纳米比亚最大的高等学府，也是全国唯一的一所综合性大学，始建于1993年，现有学生7000多人。拥有农业、自然资源, 经济和管理科学、 教育、人文学科、社会科学、 法律、 医疗和健康科学和科学等学院。纳米比亚位于西南非洲，人口为203万。纳米比亚大学位于Khomas 区，人口为15000人，环境幽雅，距离市中心只有3公里，交通十分便利。
在纳米比亚筹办孔子学院的背景条件分析
1.中国和纳米比亚之间的友好往来和发展趋势
中国和纳米比亚虽然远隔重洋，但两国人民的友谊源远流长、深入人心。早在纳米比亚人民争取民族解放斗争时期，中国人民就坚定地站在纳米比亚人民一边，在政治上、物质上和道义上支持纳米比亚人民反抗殖民主义和种族主义的斗争。纳米比亚也始终把中国视为好朋友、好伙伴、好兄弟。独立之前，开国总统努乔马七次到访中国，为两国关系的建立和发展作出了重要贡献。纳米比亚独立的第二天，也就是1990年3月22日，中纳就建立了外交关系，两国传统友好关系从此进入了全面、顺利发展的历史新阶段。建交20年来，两国政治关系日益密切。主席等中国党和国家领导人访问了纳米比亚，纳米比亚努乔马总统、波汉巴总统也多次访问中国。中国支持纳米比亚维护国家、发展国民经济的努力，纳米比亚在台湾、涉藏等涉及中国核心和重大利益的问题上，坚定地与中国站在一起，在国际事务中与中方保持密切协调与配合，成为相互信赖的朋友和伙伴。纳米比亚支持中国在纳设立航天测控站，成功执行了神舟系列飞船发射和飞行测控任务，为中国载人航天事业的顺利发展作出了重要贡献。
纳米比亚大学从2008年开始开设汉语课程。汉语课程由纳米比亚大学语言中心负责，现在的汉语课程只是短期培训性质的。学员有纳米比亚警察、小学生、大学生和商人等。纳米比亚很多人对中国和中国文化具有浓厚兴趣，很希望到中国留学，孔子学院建立以后这将为他们创造一个良好的条件。
2.两国信息交流情况
为了了解中纳两国文化和信息交流的现状，我们对本国的两家媒体（分别为电视和报纸媒体）和中国新华社驻纳记者站进行了采访。本国媒体均表示有关中国的新闻和相关报道非常少，一是信息不够，二是一直以来对欧美国家尤其是美国的关注及相关报道占据着新闻的主流。
中国新华社驻南非首席记者李建民表示：不仅纳米比亚人民对中国的了解甚少，大部分中国人对纳米比亚的了解也很少，两国之间的信息交流还远远不够。但目前中国与纳米比亚经济往来增加，中资企业在纳发展迅速，中纳两国都有必要进一步互通信息，加深了解。孔子学院的成立将为双方提供一个很好的契机。
同时我们还采访了当地的一些民间组织及当地华人华侨，了解他们对开办孔子学院的态度。通过对社区的调查采访，我们认识到虽然大部分民众对中国有着强烈的兴趣，但他们对中国的认识具有严重的滞后性，比如在经济上，虽然大部分人对中国产品十分熟悉，但对于中国近几十年的改革开放和各方面的巨大变化无甚了解。同时，大部分人也承认对中国的了解仍有待加强。
3.纳米比亚2011年经济运行情况分析预测
据纳米比亚《纳人报》5月6日报道，近日公布的《2010-2011全球竞争力排行》中，纳米比亚在全球139个国家中列第74位。其中，纳米比亚营业利润上缴税率指标列全球第2位，银行体系健康指标列全球第15位，政府外债占GDP比率指标亦列15位。另一方面，纳米比亚每10万人中肺结核和艾滋病携带患者这一指标列第134位，科学家和工程技术人员拥有率这一指标也列第135位。
根据纳米比亚银行（中央银行）公布的2011年经济增长预测情况，现对纳米比亚2011年经济运行情况作一初步预测：
（1）2011年纳米比亚经济将继续保持良好增长态势
2010年纳米比亚摆脱了全球金融危机对以出口导向为主的产业（矿业等）的冲击，特别是主要矿产品钻石产出实现强劲反弹，经济总量实现了4.6%的增长，比上年增长5.3个百分点。2011年纳米比亚将继续保持这种稳定增长态势，预计经济能实现4.1%的增长。同时，2011年纳米比亚经济增长也存在一系列不确定性因素，主要包括纳元持续升值对出口产生负面压力，国际油价的上涨导致生产成本上升，欧元区债务危机恶化的可能对外部市场造成冲击等。在这些负面因素的冲击下，2011年纳米比亚的经济增长趋势也可能趋缓至3.8%。
（2）纳米比亚主要经济指标及预测
筹办孔子学院的重要意义
中国改革开放30年间，向西方打开了大门并在各方面取得了飞速的发展，我们也开始一步一步地了解中国和中国文化，但在新的认识上却存在一些问题，比如：西方人不了解中国人的思维方式、风俗习惯、文化差异等，我们经常会遇到很多误会和不能理解的地方。我们怎么能解决这些问题呢？教育可以说是最佳的途径，本来在西方的教育体制中没有机会学到中国和中国文化的知识，但孔子学院的成立将成为这个教育体制的有力补充。在孔子学院的影响下，我们不仅有机会学习汉语，也将有更多的机会学习和吸收中国文化的精华，让更多的学生了解中国，发扬中国文化的博大精神！
中国现在已经成为很多非洲国家的重要经济伙伴，汉语也已经成为最具影响力的外语之一，越来越多的非洲人开始对这门当今世界最具潜力的语言感兴趣，非洲的人民切身体会到了现代中国的力量，也对加强双方文化方面的交流合作充满希望。
结 语
通过对以上各方面采访调查的分析，我们可以看到在纳米比亚设立孔子学院是十分重要而且是必要的。对那些希望能够学习或者继续深造汉语的人来说，孔子学院的成立将为他们提供最便利和优良的学习条件和场所，在专业教师的指导下，他们将会把汉语当作第二语言来学习。同时，孔子学院的成立不仅对中国文化在纳米比亚的推广有着积极意义，对纳米比亚人民来说，这也将成为了解中国的最好的机会。
参考文献：
[1]百度大百科全书(2011) ?tp=0_11.
[2]中国外交部，中纳关系(2011)mfa.省略/chn/gxh/cgb/zcgmzysx/fz/1206_38/1206x1/t6628.htm.
[3]纳米比亚2011年经济运行情况分析预测ccn.mofcom.省略/spbg/show.php?id=11980&ids=4 .
第9篇：纳米化学分析范文
【关键词】纳米 电子学 趋势
随着纳米技术的广泛运用，已经延伸到社会中的各个领域。目前已经研究出的纳米电子技术产品多种多样，这些纳米技术的产品不但性能优良，最主要的是功能奇特。但是值得注意的是科学家对于纳米电子技术的研究还不够深入，那么以后的还需要从新型电子元器件以及碳纳米管等方向入手进一步研发。
1 纳米电子技术的发展现状
1.1 纳米电子材料的应用
现阶段纳米材料主要有纳米半导体材料、纳米硅薄膜以及纳米硅材料等类型。在这些纳米电子材料中，可以说纳米硅材料最有发展前景，同时还符合当前社会对于电子技术的实际需求。通过对纳米硅材料与其他纳米电子材料进行比较后，可以看出纳米硅材料具有以下特点：首先，纳米硅材料在不断研发的背景下其成本处于逐渐降低的趋势，其次，该材料还具有能耗低、准确性高以及不易受外界影响的特点。最后，由于纳米硅材料中分子与分子所存在的距离较小，因此可以一定程度的提升纳米电子材料的反映速度，最终达到提升工作效率的目标。
1.2 纳米电子元件的应用
可以说纳米电子元件是以集成元件以及超大规模集成元件为基础的。其具体研发历程是在上个世纪50年代美国研究者对集成电路进行研发之后而开始的，然后经过多年的发展后逐渐从中型、大型转变为超大型的集成电路和特大类型的集成电路。在此背景下，其纳米电子元件的尺寸越来越小，现阶段的电子元件尺寸在0.1到100nm范围之内。
1.3 应用于现代医学领域
特别是在纳米技术的不断发展过程中，其纳米电子技术逐渐应用到医学的领域。可以说在医学治疗的过程中，可以利用纳米电子技术的特点在细微部分的检测与观察方面。在普通显微镜无法观测的物品可以通过纳米电子技术进一步剖析。与此同时，还可以将电化学的信息检测流程中融入纳米传感器的方式对生化反应进行诊断。同时，在纳米电子技术不断发展的背景下，产生了很多方面的高科技医学产品，例如伽马刀、螺旋CT以及MRI等。可以说生物医学以及电子学的融合对于纳米电子技术的发展具有重要的意义，纳米电子技术在生物医学的电子设备集成化具有很大的发展空间，在未来的发展中，可以将纳米电子元件的尺寸控制在分子与原子的大小之间，进而就会将微小生物体的研究带到一个新的领域。
2 纳米电子技术的发展趋势
通过对纳米电子技术的发展现状进行分析后可以看出纳米电子技术在未来发展具有很大的空间，对此主要可以从新型电子元器件、石墨烯以及碳纳米管等方向入手。
2.1 新型电子元器件
对纳米电子技术的当前模式分析后，可以断定在未来十年内必然会经过飞速发展的历程。特别是当前市场对于新型电子元器件的需求逐渐增多的背景下，还需要根据实际需求来对新型电子元器件进行扩展与完善。对此，可以从单电子器件、共振隧穿电子器件、纳米场效应晶体管、纳米尺度MOS器件、分子电子器件、自旋量子器件、单原子开关等新型信息器件的方向入手，在保证了纳米电子技术朝着良好的方向发展的同时，还可以延续摩尔定律以及CMOS的研究成果。
2.2 碳纳米管
可以说碳纳米管是纳米电子技术的发展重要方式，碳纳米管的本质是一种一维的纳米材料，其最大的特点是具有重量轻以及完美六边形的结构。因此在实际的运用中，碳纳米管具有良好的传热性能、光学性能、导电性能、力学性能以及储氢性能等。与此同时，碳纳米管在纳米电子方面具有重要的作用，并作为现阶段晶体管中主要的材料，对此有效的碳纳米管可以对集成电路的效率进行提升。
2.3 忆阻器
所谓忆阻器就是就是经过了继电阻器、电容器以及电感元件发展之后而发展的一种模式。并且忆阻器是模拟信号的方式来对非线性动态纳米元件而组成的具有交叉开关模式的纳米电子技术。忆阻器的属性不但与CMOS类似，更主要的是其具有功率低、体积小以及不受外界因素影响的特点，进而在未来的发展中可以有效的代替硅芯片等材料。
2.4 石墨烯
同时，石墨烯作为新型的纳米材料来说，不但具有超薄的特征，最主要的是其质地还是非常坚硬的。并且在正常状态下石墨烯电子的传输速度要比其他类型的纳米电子材料快，正是由于多方面的因素使得对于石墨烯的研究具有重要的意义。石墨烯和其他导体具有很大的区别，进而在碰撞的过程中其能量不会有损失。在对石墨烯的未来进行研究与设想后，根据专家预计在10年后可成功研制性能优异的石墨烯类型的导体材料与晶体管。
2.5 纳米生物电子
最后，纳米电子技术还可以与生物技术进行有效的融合，也可以认为纳米生物电子是以多个领域为核心共同建设的。在对纳米电子技术带入生物领域的过程中，利用纳米电子技术的自身特点可以制造出关于纳米机器以及附属的纳米生物医用的材料产品等，进而可以在医学领域中取得一定的成果，最终达到为人类健康做出巨大贡献的目标。
3 结束语
总之，在电子科学不断发展的背景下，其纳米电子技术的发展越来越受到国际的重视。通过对纳米电子技术的应用现状进行分析后，可以发现其应用的领域越来越广泛，也就是说纳米电子技术完全融入到我们日常生活当中指日可待。通过采用纳米电子技术可以实现一种高效、科学而环保的生物材料、电子晶体管以及医学设备等，最终达到改善人们的生活现状的目标，让人们切切实实地体验纳米时代。
参考文献
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