第一篇：球形納米氧化鋯的模板法制備技術論文

1引言

氧化鋯是一種重要的結構和功能材料，它具有非常優異的物理及化學性質[1].氧化鋯的高溫穩定性和隔熱性最適合做陶瓷涂層和高溫零部件，他特殊的晶體結構使之成為重要的電子材料[2].而陶瓷材料的優越性能依賴于粉體的性能，納米粉體的應用不僅與氧化鋯的純度、結構有關，而且粉體的粒度、分散性、形貌對粉體的應用也具有較大的影響。其中球形且單分散的粉體所制備陶瓷材料具有低的燒結溫度、高的致密性及均勻的微觀結構而被引起廣泛關注[3-4].通常制備氧化鋯顆粒的方法有共沉淀法[5-7]、水熱合成法[8]、微乳法[9-11]及模板法[12].特別是模板法，因其反應條件溫和、所制備的粉體形貌可控、模板易去除等優點而被關注。丁漢民[13]采用TritonX-100/n-C10H21OH/H2O為模板制備不同形貌的葡萄糖鋅粉體，并討論模板的組成、體系溫度、反應物溫度對所制備的粉體形貌的影響。F.G.Freitas[14]利用溶致液晶模板的六角相制備的不同陶瓷材料，并對所制備的材料形貌進行調控，使其定向生長。Santos[15]在溶致液晶六角相中直接成核，制備了氧化鋯晶須。

從目前研究的結果看以看出，采用模板法可以制備納米材料[16-17],模板法多采用離子型表面活性劑或非離子型表面活性劑單一的表面活性劑組裝，并采用其構建的模板合成了納米Si、Pbs、Cus、Hgs等材料。

而采用混合型的表面活性劑組裝成模板較少，而采用TritonX-100/SDS/H2O為模板法制備球形的氧化鋯粉體未見報道。采用TritonX-100/SDS/H2O體系的層狀相成功合成了球形納米氧化鋯粉體，并在低溫（600℃）燒結時形成立方相的氧化鋯。首先確定TritonX-100/SDS/H2O體系的層狀相區，討論反應物的加入對模板層狀相區穩定性的影響，采用穩定模板通過控制反應物濃度最終獲得球形納米氧化鋯，并進行形貌和結構等表征及其機理分析。制備的球形氧化鋯粉體有望用于制備陶瓷材料等方面降低燒結溫度、增加陶瓷強度，有待做進一步研究。

2實驗

2.1實驗試劑

2.2樣品的制備及表征2.2.1TritonX-100/SDS/H2O體系模板的制備。配制不同濃度的十二烷基硫酸鈉（SDS）溶液，按一定配比與曲拉通混合、配制一系列不同組成的樣品，攪拌、離心，兩個步驟反復進行，使樣品體系充分混勻。由于表面活性劑粘度較大，混勻過程往往需要較長時間，也可以對混合物稍稍加熱（恒溫55℃），在其流動性增加的基礎上對其進行混勻，將混勻的樣品在25℃恒溫放置24h.觀察液晶樣品外觀，包括流動性、均勻性及分相程度，記錄觀察現象。樣品的雙折射性可通過偏光顯微鏡（兩個垂直正交的偏光片）進行初步觀測，更為精確的織構則由佩戴CCD的偏光顯微鏡測得。取少量液晶樣品，置于載玻片與蓋玻片之間，在偏光顯微鏡下觀察并記錄其織構圖像。

2.2.2氧化鋯（ZrO2）納米粉體的制備

模板法制備氧化鋯納米粉體步驟如下：（1）配制不同濃度的ZrOCl2·8H2O及氨水溶液，標定后以備使用；（2）在溶致液晶層狀相區內取點，將一定量的ZrOCl2·8H2O及氨水溶液代替組分水；（3）將TritonX-100/SDS/ZrOCl2·8H2O及TritonX-100/SDS/NH3·H2O兩體系充分震蕩混合后在恒溫水浴下恒溫；（4）在高速離心機下離心，采用乙醇及水洗滌粉體，洗滌數次，直到完全不存在Cl-;（5）100℃下在真空干燥箱內干燥8h;（5）以5℃/min在馬弗爐內600℃煅燒。

2.2.3粉體的觀察與表征

體系的織構圖像采用ceiss（AxioScope.A1）顯微鏡觀察。氧化鋯的晶型用JapaneseD/MAX2500VB型粉末X衍射儀（Cu靶，Kaλ=0.15404nm）分析在600℃溫度下所得粉體的物相；粒徑及粒度分布采用NanoZS90進行測定；形貌用JEM-200CX型透射電鏡對粉體的形貌、顆粒度大小及團聚狀況進行觀察；用PT1600型熱分析天平進行熱重分析，測定升溫反應過程中樣品的質量變化。FT-IR光譜由美國Nicolet傅立葉-紅外（FT-IR）光譜儀（Nexus）分析測定。

3結果與討論

3.1SDS/TritonX-100/H2O三元體系的相行為

圖1給出了25℃時SDS/TritonX-100/H2O三元體系的部分相圖。從圖1上可以看到，在遠離TritonX-100軸的一側存在一個范圍層狀液晶區域，對應SDS含量約為13.5%~70%,對應H2O含量約為10%~50%,對應的右圖為層狀相區典型的十字花紋織構。

3.2TritonX-100/SDS/H2O層狀液晶體系相結構的穩定性

3.2.1TritonX-100/SDS/NH3·H2O層狀液晶體系的穩定性

由于向溶致液晶的水層區域引入了溶液，溶液可能對溶致液晶結構產生一定的影響。首先對反應物加入后液晶的織構進行了表征。圖2（a）-（d）分別為相同的TritonX-100/SDS/H2O三者比例（2.468/20.126//77.406），以質量濃度6.25%,8.3%,12.5%,25%的氨水替代組分水的偏光顯微照片（POM）。從POM圖中可以看出溶致液晶呈現各向異性，顯示出明顯的十字花形雙折射效果，這是層狀液晶的特征織構，表明氨水加入量對液晶的層狀結構整體并沒有影響，當濃度小于25%時并未受到破壞，也保證了納米粒子被組裝時能夠復制模板的結構，當加入的氨水濃度大于25%時影響了模板的穩定性，破壞了模板的層狀結構。

3.2.2TritonX-100/SDS/ZrOCl2·8H2O體系層狀液晶體系的穩定性

圖3（a）-（d）分別為相同的TritonX-100/SDS/H2O（2.468/20.126/77.406）三者比例，加入不同濃度的氯氧化鋯0.5,1.0,1.5和2mol/L的POM照片，當氯氧化鋯濃度小于1.5mol/L時照片中有條紋織構和十字花織構，說明這些體系有層狀液晶結構存在，氯氧化鋯的加入量在此范圍內不影響溶致液晶的微觀結構，但是改變氯氧化鋯的濃度，當濃度增大到2mol/L時，液晶會呈現乳脂狀并且不透明，這可能是氯氧化鋯的濃度大，水滲透到溶致液晶的層間，導致氯氧化鋯到達飽和度析出，一定程度上影響了溶致液晶的微觀結構。

3.3氯氧化鋯濃度對所制備粉體粒徑的影響

為了考察氯氧化鋯溶液的濃度對做制備納米氧化鋯粒徑的影響，固定三者比例TritonX-100/SDS/H2O（2.468/20.126/77.406）以氯氧化鋯代替組分水，氨水濃度為12.5%,氯氧化鋯的濃度分別為0.5,1.0,1.5和2.0mol/L所制備的粉體的粒徑與濃度的關系見圖4.從圖4可以看出，隨著氯氧化鋯濃度的增大，所制備的粉體粒徑增大，可能的原因是雖然氯氧化鋯與氨水均溶于表面活性劑的水層中而不溶于表面活性劑層，反應限制在二維水層中，溶致液晶長程上表面活性劑層、水層相間周期排列限制了產物在長程上的生長，但濃度增大在水層中成核和晶體生長速度增大，影響所制備納米粉體的粒徑。當氯氧化鋯濃度增大到2mol/L,模板的穩定性受到破壞，二維水層的限制力減小，粒徑變大。

3.4氨水濃度對所制備粉體粒徑的影響

為了考察氨水的濃度對所制備的氧化鋯粒徑的影響，固定TritonX-100/SDS/H2O三者比例為2.468/20.126/77.406,氯氧化鋯的濃度為1mol/L,分別將濃度為25%,12.5%,8.3%和6.25%的氨水替代組分水，所制備的粉體的粒徑與氨水濃度的關系。從圖5可看出，粉體的粒徑隨著氨水的濃度增大呈現增大趨勢，在上面我們討論過氨水的濃度在這個范圍內，不影響模板的穩定性，模板仍保持完整性，可能導致粒徑變大的原因是，反應體系的pH值大，更接近所制備粉體的等電點，導致制備的粉體更易團聚，粒徑增大。

3.5樣品的表征

采用TritonX-100/SDS/H2O三者比例（2.468/20.126/77.406）的模板，氯氧化鋯濃度為1.0mol/L,氨水濃度為6.25%,制備樣品A,將所制備的樣品A前驅體在80℃下干燥12h,所得粉體做TG/DSC測試，結果如圖6所示。圖6差熱可以看出氧化鋯前驅體均在113℃左右出現尖銳的吸熱峰并伴有較大失重，這主要是粉體中物理結構水和化學吸附水揮發引起的。

在313℃左右有放熱峰的出現并伴隨失重，是粉體中有機物燃燒放熱導致的。從圖中熱重可以發現，氫氧化鋯前驅體在250℃以后仍然有持續的失重，而且這一趨勢保持到400℃以后，總體失重達到30%.氫氧化鋯前驅體在加熱過程中開始晶化的溫度（550℃），故前驅體的煅燒溫度確定在600℃。

為了考察模板的脫除情況，對煅燒前后的樣品進行了紅外圖譜測定。圖7為600℃煅燒前的樣（a）和煅燒后的樣（b）的紅外圖譜。圖7（b）中3441cm-1被認定為O-H伸縮振動吸收峰，而2932.0和2850.6cm-1為-CH2-的反對稱和對稱伸縮振動，1465.8cm-1烷基鏈的剪式振動；1051.1cm-1為-CH2CH3-的特征吸收峰在煅燒后消失，說明表面活性劑在煅燒后能夠除去。因此，煅燒溫度確定為600℃。

圖8為制備的粉體在600℃下煅燒的XRD衍射圖，通過XRD對樣品進行分析，樣品為立方相的氧化鋯，晶格常數a=0.5313nm,b=0.5213nm,c=0.5147nm,β=99.22,與標準卡片PDF03-0640的峰形完全一致，在圖中沒有發現其它雜峰，并且樣品具有很好的純度及結晶度。用掃描及透射電鏡觀察其形貌照片分別見圖10及圖11,可以看出粉體的粒徑成球形并分布均勻，基本無團聚，圖顆粒尺寸約為15~30nm.3.6機理分析

根據POM對溶致液晶的表征結果以及TEM、SEM對氧化鋯樣品的表征結果，分析層狀液晶中制備納米結構氧化鋯的示意圖如圖11所示。納米粒子在復制層狀液晶微觀結構后，位于不同層的薄片狀粒子堆疊并在表面活性劑的作用下自組裝成球形結構。

4結論

利用TritonX-100/SDS/H2O體系層狀模板法，以氯氧化鋯及氨水為原料制備了球形納米氧化鋯，具有立方相結構，且具有純度高和分散性好等特點，平均直徑約為15~30nm.使用POM對溶致液晶進行表征發現，一定范圍內改變溶致液晶中無機源濃度，溶致液晶相仍是各向異性的，呈現層狀液晶特有的油紋狀織構，表明溶致液晶相均在層狀相區，且離子濃度的改變并未破壞溶致液晶。氯氧化鋯及氨水濃度影響所制備的樣品的粒徑，樣品粒徑隨著氯氧化鋯及氨水濃度增大而增大。

第二篇：材料合成與制備論文(納米材料)

碩研10級20班

材料工程

2010012014

夏春亮

納米材料的制備方法

納米制備技術是80年代末剛剛誕生并正在崛起的新技術，其基本涵義是：納米尺寸范圍(10-9～10-7m)內認識和改造自然，通過直接操作和安排原子、分子創造新物質。由于納米材料具有奇特的力學、電學、磁學、熱學、化學性能等，目前正受到世界各國科學家的高度重視。

一、氣相法制備納米微粒

1.濺射法

此方法的原理為：用兩塊金屬板分別作為陰極和陽極，陰極為蒸發用材料，在兩電極間充入Ar(40～250Pa)，兩極間施加的電壓范圍為0.3～1.5kV。由于兩極間的輝光放電使Ar粒子形成，在電場作用下Ar離子沖擊陽極靶材表面，使靶材原子從其表面蒸發出來形成超微粒子，并在附著面上沉積下來。離子的大小及尺寸分布主要取決于兩極間的電壓、電流、氣體壓力。靶材的表面積愈大，原子的蒸發速度愈高，超微粒的獲得量愈大。

濺射法制備納米微粒材料的優點是：1)可以制備多種納米金屬，包括高熔點和低熔點金屬。常規的熱蒸發法只能適用于低熔點金屬；2)能制備出多組元的化合物納米微粒，如A lS2，Tl48，Cu91，Mn9，ZrO2等；通過加大被濺射陰極表面可加大納米微粒的獲得量。采用磁控濺射與液氮冷凝方法可在表面沉積有方案膜的電鏡載網上支撐制備納米銅顆粒。

2.混合等離子法 碩研10級20班

材料工程

2010012014

夏春亮

此方法是采用RF(射頻)等離子與DC直流等離子組合的混合方式來獲得超微粒子。該制備方法有以下幾個特點：

1)產生RF等離子時沒有采用電極，不會有電極物質(熔化或蒸發)混入等離子體而導致等離子體中含有雜質，故超微粒的純度較高；

2)等離子體所處的空間大，氣體流速比DC直流等離子體慢，致使反應物質在等離子空間停留時間長，物質可以充分加熱和反應；

3)可使用非惰性氣體制備化合物超微粒子，使產品多樣化?；旌系入x子蒸發法制取超微粒子有3種方法： 1)等離子蒸發法

使大顆粒金屬和氣體流入等離子室，生成超微粒子； 2)反應性等離子氣體蒸發法

使大顆粒金屬和氣體流入等離子室，同時通入反應氣體，生成化合物超微粒子；

3)等離子VCD法

使化合物隨載氣流入等離子室，同時通入反應氣體，生成化合物超微粒子。

例如，將原料Si3N4以4g/min的速度流入等離子室，通入H2進行熱分解，再通入反應性氣體NH3，經反應生成Si 3N4超微粒子。

3.激光誘導化學氣相沉積法(LVCD)LVCD法具有清潔表面，離子大小可精確控制、無粘結、粒度分布均勻等優點，并容易制備出幾納米至幾十納米的非晶及晶態納米微粒。碩研10級20班

材料工程

2010012014

夏春亮

目前LVCD法已制備出多種單質、化合物和復合材料超細粉末，并且已進入規模生產階段，美國的MIT于1986年已建成年產幾十噸的裝置。激光制備超細微粒的工作原理是利用反應氣體分子對特定波長激光束的吸收，引起反應氣體分子激光光解、激光熱解、激光光敏化和激光誘導化學合成反應，在一定工藝條件下，獲得超細粒子空間成核和長大。例如，用連續輸出CO2激光(10.6um)輻照硅烷氣體分子(SiH4)時，硅烷分子很容易發生熱解反應：SiH4→Si(g)+ 2H2↑，熱解生成的氣相Si(g)在一定工藝條件下開始成核長大，形成納米微粒。

激光制備納米粒子的裝置一般有2種類型：正交裝置和平行裝置。其中正交裝置使用方便，易于控制，工程實用價值大，激光束與反應氣體流向正交。激光束照在反應氣體上形成反應焰，經反應在火焰中形成微粒，由氬氣攜帶進入上方微粒捕捉裝置。

4.化學蒸發凝聚法(CVC)這種方法主要是利用高純惰性氣體作為載氣，攜帶有機高分子原料，通過有機高分子熱解獲得納米陶瓷粉體。例如，六甲基二硅烷進入鉬絲爐(溫度為1100～1400℃，壓力為100～ 1000Pa)熱解形成團簇，并進一步凝聚成納米級微粒，最后附著在充滿液氮的轉動的襯底上，經刮刀下進行納米粉收集。此法具有產量大、顆粒尺寸細小、分布窄等優點。

5.爆炸絲法

基本原理是：先將金屬絲固定在一個充滿惰性氣體(5MPa)的反應室中，絲的兩端卡頭為2個電極，它們與一個大電容相聯結形成回路，碩研10級20班

材料工程

2010012014

夏春亮

加15kV的高壓，金屬絲在500～800kA下進行加熱，熔斷后在電流停止的一瞬間，卡頭上的高壓在熔斷處放電，使熔斷的金屬在放電的過程中進一步加熱變成蒸氣，在惰性氣體碰撞下形成納米粒子沉降在容器的底部，金屬絲可以通過一個供絲系統自動進入兩卡頭之間，從而使上述過程重復進行。這種方法適用于制備納米金屬和合金粉體。

6.其他方法

近年來，由于納米材料規模化生產以及防止納米粉團聚的要求越來越迫切，相繼出現了一些新的制備技術。例如，氣相燃燒合成技術就是其中的一種，其基本原理是：將金屬氯化物(MCl)鹽溶液噴入Na蒸氣室燃燒，在火焰中生成NaCl包敷的納米金屬微粒，由于NaCl的包敷使得金屬納離子不團聚。另一種技術是超聲等離子體沉積法，其基本原理是：將氣體反應劑噴入高溫等離子體，該等離子體通過噴嘴后膨脹，生成納米粒子，這種方法適合于大規模連續生產納米粉。

二、液相法制備納米微粒

1.沉淀法

包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當加入沉淀劑(如OH-，CrO2-，CO32-等)后，或于一定溫度下使溶液發生水解，形成的不溶性氫氧化物和鹽類從溶液中析出，將溶液中原有的陰離子洗去，經分解即得所需的氧化物粉料。

2.噴霧法

噴霧法是將溶液通過各種物理手段進行霧化獲得超微粒子的化學和物理相結合的一種方法。其基本過程包括溶液的制備、噴霧、干碩研10級20班

材料工程

2010012014

夏春亮

燥、收集和熱處理，其特點是顆粒分布比較均勻，但顆粒尺寸為亞微米級到微米級，尺寸范圍取決于制備的工藝和噴霧方法。根據霧化和凝聚過程，噴霧法可分為3種：

1)噴霧干燥法 將金屬鹽溶液或氫氧化物溶膠送入霧化器，由噴嘴高速噴入干燥室獲得金屬鹽或氧化物的微粒，收集，燒成所需成分的超微粒子；

2)霧化水解法 將一種鹽的超微粒子，由惰性氣體載入含有金屬醇鹽的蒸氣室，金屬醇鹽的蒸氣附著在超微粒的表面，與水蒸氣反應分解后形成氫氧化物微粒，經焙燒可獲得氧化物超細微粒。這種方法獲得的微粒純度高，分布窄，尺寸可控，具體尺寸大小主要取決于鹽的微粒大??；

3)霧化焙燒法 將金屬鹽溶液由壓縮空氣經窄小的噴嘴噴出霧化成小液滴，霧化溫度較高，使金屬鹽小液滴熱解形成超微粒子。

3.凝膠-溶膠法

此法的基本原理是將金屬醇鹽或無機鹽水解，溶質聚合凝膠后，再將凝膠干燥，煅燒，最后得到無機材料。本法包括以下幾個過程：

1)溶膠的制備 有兩種制備方法： 一是先將部分或全部組分用適當沉淀劑先沉淀出來，經凝聚，使原來團聚的沉淀顆粒分散成原始顆粒。這種原始顆粒的大小一般在溶膠體系中膠核的大小范圍內，因而可值得溶膠；二是由同樣的鹽溶液，通過對沉淀過程的仔細控制，使首先形成的顆粒不致團聚為大顆粒沉淀，從而直接得到溶膠。

2)溶膠凝膠轉化 溶膠中含有大量的水，凝膠過程中，使體系失碩研10級20班

材料工程

2010012014

夏春亮

去流動性，形成一種開放的骨架結構。實現凝膠作用的途徑一是化學法，即通過控制溶膠中的電解質濃度來實現凝膠化；二是物理法，即迫使膠粒間相互靠近，克服斥力，實現凝膠化。

3)凝膠干燥 在一定條件下，使溶劑蒸發，得到粉料，干燥過程中凝膠結構變化很大。該方法化學均勻性好，純度高，顆粒細，可容納不溶性組分或不沉淀組分，烘干后容易形成硬團聚現象，在氧化物中多數是橋氧鍵的形成，球形凝膠顆粒自身的燒結溫度低，但凝膠顆粒之間的燒結性差，塊狀材料燒結性能不好，干燥時收縮大。

4.濕化學法

濕化學法制備納米粉末是目前公認的具有發展前途的制粉方法，也是實驗室常用的手段。濕化學法的實驗流程如下：

確定納米粉材料→制成含該材料粒子的溶液→用該材料的E-pH圖確定沉淀的pH范圍→將分散劑NH4Cl溶入去離子水中，并用氨水、鹽酸調節水溶液至沉淀的pH 值→含該材料離子的水溶液在具有恒定的pH 的沉淀液中霧化→凝膠→水洗，過濾，乙醇脫水→煅燒、研磨→納米粉。

第三篇：金屬納米材料制備技術的研究進展

金屬納米材料制備技術的研究進展

摘要：本文從金屬納米材料這一金屬材料重要分支進行了簡要的闡述，其中重點講述了強行塑性變形及膠束法制備納米材料，并分析了金屬納米材料的現狀及對今后的展望。

關鍵字：晶粒細化；強烈塑性變形；膠束法；塊狀納米材料

引言：

金屬材料是指金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。包括金屬、合金、金屬間化合物和特種金屬材料等。人類文明的發展和社會的進步同金屬材料關系十分密切。繼石器時代之后出現的銅器時代、鐵器時代，均以金屬材料的應用為其時代的顯著標志。

現代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發展的重要物質基礎。同時，人類文明的發展和社會的進步對金屬材料的服役性能提出了更高的要求，各國科學家積極投身于金屬材料領域，向金屬材料的性能極限不斷逼近，充分利用其為人類服務。

一種嶄新的技術的實現，往往需要新材料的支持。例如，人們早就知道噴氣式航空發動機比螺旋槳航空發動機有很多優點，但由于沒有合適的材料能承受噴射出燃氣的高溫，是這種理想只能是空中樓閣，直到1942年制成了耐熱合金，才使噴氣式發動機的制造得以實現。

1金屬納米材料的提出

從目前看，提高金屬材料性能的有效途徑之一是向著金屬結構的極端狀態發展:一方面認為金屬晶界是薄弱環節,力求減少甚至消除晶界,因此發展出了單晶與非晶態合金;另一方面使多晶體的晶粒細化到納米級(一般<100 nm,典型為10 nm左右)[1]。細化晶粒是金屬材料強韌化的重要手段之一,它可以有效地提高金屬材料的綜合力學性能,尤其是當金屬材料的晶粒尺寸減小到納米尺度時,金屬表現出更加優異的力學性能[2]。因此,金屬材料晶粒超細化/納米化技術的發展備受人們關注,一系列金屬納米材料的制備技術相繼提出并進行了探索,包括電沉積法、濺射法、非晶晶化法、強烈塑性變形法(Severe Plastic Deformation, SPD)、[3]粉末冶金法以及熱噴涂法等。

金屬納米材料是指三維空間中至少有一維處于納米尺度或由它們作為基本單元構成的金屬材料。若按維數，納米材料的基本單元可分為(類：一是零維。指在空間三維尺度均在納米尺度，如納米粉體、原子團簇等；二是一維。指在空間有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米棒、納米管等；三是二維。指在三維空間中有一維處于納米尺度，如超薄膜、多層膜及超晶格等。超微顆粒的表面具有很高的活性，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒。利用表面活性，金屬超微顆?？赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎┖唾A氣材料以及低熔點材料[4]。金屬納米顆粒表現出許多塊體材料所不具備的優越性質,可用于催化、光催化、燃料電池、化學傳感、非線性光學和信息存儲等領域。

以金金屬具體來說，與塊狀金不同，金納米粒子的價帶和導帶是分開的。當金粒子尺寸足夠小時，會產生量子尺寸效應，引起金納米粒子向絕緣體轉化，并形成不同能級間的駐電子波。若其能級間隔超出一定的范圍并發生單電子躍遷時，將表現出特殊的光學和電子學特性，這些性質在晶體管、光控開關、傳感器方面都有其潛在的應用前景。是因為金納米粒子的特殊性質，使其在生物傳感器、光化學與電化學催化、光電子器件等領域有著極其廣闊的應用前景。近幾年來，基于金納米粒子在發生吸附后其表面等離子共振峰會發生紅移這一性質，對擔載金納米粒子的DNA及糖類分子進行研究，發現其在免疫、標定、示蹤領域中有著廣闊的應用前景。此外，金納米粒子作為一種新型催化劑在催化氧化反應中有著很高的催化活性，而擔載金納米粒子后，TiO2薄膜的光催化活性極大提高[5]。

2金屬納米材料的制備技術

如今，金屬納米材料的制備技術已趨于多樣化發展，按不同的分類標準具有不同的分類方法。其中基本的可分為物理法，化學法及其他方法，物理法大致包括粉碎法和構筑法，化學法由氣相反應法和液相法。物料的基本粉碎方式是壓碎、剪碎、沖擊粉碎和磨碎。常借助的外力有機械力、流能力、化學能、聲能、熱能等。一般的粉碎作用力都是幾種力的組合，如球磨機和振動磨是磨碎和沖擊粉碎的組合；雷蒙磨是壓碎、剪碎和磨碎的組合；氣流磨是沖擊、磨碎與剪碎的組合。構筑法是由小極限原子或分子的集合體人工合成超微粒子。

氣相法制備金屬納米微粒，主要有氣相冷凝法、活性氫—熔融金屬反應法、濺射法、流動液面上真空蒸鍍法、通電加熱蒸發法、混合等離子法、激光誘導化學氣相沉積法、爆炸絲法、化學氣相凝聚法和燃燒火焰—化學氣相凝聚法。

液相法制備金屬納米微粒，主要有沉淀法、噴霧法、水熱法、溶劑揮 發分解法、溶膠—凝膠法、輻射化學合成法。此外還包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、微波等離子體、低壓火焰燃燒、電化學沉積、溶液的熱分解和沉淀等。

2.1塊體材料制備

金屬納米塊體材料制備加工技術:兩種大塊金屬納米材料的制備方法[6]-[8]。第一種是由小至大，即兩步過程，先由機械球磨法、射頻濺射、溶膠—凝膠法、惰性氣體冷凝法等工藝制成納米顆粒，再由激光壓縮、原位加壓、熱等靜壓或熱壓制成大塊金屬納米材料。凡能獲得納米粉末的方法一般都會通過后續加工得到大塊金屬納米材料。第二種方法為由大變小，是將外部能量引入或作用于母體材料，使其產生相或結構轉變，直接制備出塊體納米材料。諸如，非晶材料晶化、快速凝固、高能機械球磨、嚴重塑性形變、滑動磨損、高能粒子輻照和火花蝕刻等。使大塊非晶變成大塊納米晶材料或利用各種沉積技術獲得大塊金屬納米材料。

大塊金屬納米材料制備技術發展的目標是工藝簡單，產量大及適應范圍寬，能獲得樣品界面清潔且無微孔的大尺寸納米材料制備技術。其發展方向是直接晶化法。實際上今后相當一段時間內塊狀納米晶樣品制備仍以非晶晶化法和機械合金化法為主[4]?，F在需要克服的是機械合金化中微孔隙的大量產生，亦應注意其帶來的雜質和應力的影響。今后納米材料制備技術的研究重點將是高壓高溫固相淬火，脈沖電流及深過冷直接晶化法和與之相關的復合塊狀納米材料制備及研究工作。

2.2 強烈塑性變形法（SPD技術）

強烈塑性變形法（SPD技術）是在不改變金屬材料結構相變與成分的前提下,通過對金屬材料施加很大的剪切應力而引入高密度位錯,并經過位錯增殖、運動、重排和湮滅等一系列過程,將平均晶粒尺寸細化到1μm以下,獲得由均勻等軸晶組成、大角度晶界占多數的超細晶粒金屬材料的一種工藝方法[9]。SPD是一種致力材料納米化的方法,其特點是利用劇烈塑性變形的方式,在較低溫度下(一般<0.4Tm, Tm為金屬熔點)使常規金屬材料粗晶整體細化為大角晶界納米晶,無結構相變與成分改變,其主要的變形方式是剪切變形。它不僅是一種材料形狀加工的手段,而且可以成為獨立改變材料內部組織和性能的一種技術,在某些方面,甚至超過熱處理的功效。它能充分破碎粗大增強相,尤其是在促使細小顆粒相均勻分布時比普通軋制、擠壓效果更好,顯著提高金屬材料的延展性和可成形性。在應用方面,到目前為止,通過SPD法取得了純金屬、合金鋼、金屬間化合物、陶瓷基復合材料等的納米結構,而且投入了實際應用并獲得了認可[3]。譬如,通過SPD法制備的納米Ti合金活塞,已用于小型內燃機上;通過SPD法制備的納米Ti合金高強度螺栓,也已廣泛應用于飛機和宇宙飛船上。這些零件可以滿足高強度、高韌性、較高的疲勞性能的要求,從而大大提高了使用壽。

經過近年的快速發展,人們對采用SPD技術制備金屬納米/超細晶材料已經有了一定的認識。但是,不管是何種SPD法制備納米材料,目前,還處在工藝可行性分析及材料局部納米化的實驗探索階段,存在諸如成形效率低、變形過程中出現疲勞裂紋、工件尺寸小、顯微組織不均勻、材料納米化不徹底等問題,對SPD制備納米/超細晶金屬材料的成形機理沒有統一的定論。

2.3膠束法

膠束法是控制金屬納米顆粒形狀的另一個重要方法[10]。膠束以一小部分增溶的疏水物質或親水物質形式存在。如果表面活性劑的濃度進一步增大,增溶程度會相應提高。膠束尺寸可增大到一定的范圍,此時膠束尺寸比表面活性劑的單分子層厚度要大很多,這是因為內池中的水或者油的量增大的緣故。如果表面活性劑的濃度進一步增大,膠束則會被破壞而形成各種形狀,這也為合成不同形狀的納米粒子提供了可能。合成各種形貌的金屬納米顆粒的方法還包括高溫分解法、水熱法、氣相沉積法、電化學法等。其中,高溫分解法是在高溫下分解前驅體;水熱法是一種在高溫高壓下從過飽和水溶液中進行結晶的方法;氣相沉積法是將前驅體用氣體帶入反應器中,在高溫襯底上反應分解形成晶體。這3種方法均可以得到純度高、粒徑可控的納米粒子,但是制備工藝相對復雜,設備比較昂貴。電化學方法中可采用石墨、硅等作陰極材料,在水相中還原制備不同金屬納米顆粒,也可采用模板電化學法制備金屬納米管、納米線等不同形貌的納米材料。這種方法的優點是反應條件溫和、設備簡單,但目前還沒有大規模合成方面的應用。

2.4雙模板法制納米點陣[11]

采用先后自組裝、沉積和溶解的方法，制成2種模板，然后在其中空球模板中電化學沉積得到納米粒子點陣，溶去另外一種模板后得到納米粒子點陣。這是目前獲得粒子均勻排列有序納米粒子點陣的最有效的方法，關鍵是如何控制粒子的大小和獲得較窄且均勻的粒度分布。

3金屬納米材料的現狀分析

納米技術在生產方式和工作方式的變革中正在發揮重要作用，它對社會發展、經濟繁榮、國家安定和人類生活質量的提高所產生的影響無法估量。鑒于納米技術及納米材料特別是金屬納米材料在未來科技中的重要地位及產業化的前景一片光明，目前世界上各國特別是發達國家非常重視金屬納米材料，從戰略高度部署納米技術研究，以提高未來10年至20年在國際上的競爭能力。

諾貝爾獎獲得者羅雷爾說過：20世紀70年代重視微米研究的國家如今都成為發達國家，現今重視納米技術和納米材料的國家極可能成為下世紀的先進國家。最近美國在國家科學技術理事會的主持下，提出“國家納米技術倡議”：納米技術將對21世紀的經濟、國防和社會產生重大影響，可能與信息及生物技術一樣，引導下一個工業革命，應該置其于科技的最優先位置。世界各國制定納米技術和納米材料的戰略是：以未來的經濟振興和國家的實際需求為目標，牽引納米材料的基礎研究和應用開發研究；組織多學科的科技人員交叉創舉，重視基礎和應用研究的銜接，重視技術集成；重視納米材料和技術改造傳統產品，提高高技術含量，同時部署納米技術和納米材料在環境、能源和信息等重要領域的應用，實現跨越式發展。我國納米技術和納米材料始于20世紀80年代末?！鞍宋濉逼陂g，納米材料科學列入國家攀登項目。納米材料的應用研究自1996年以后在準一維納米絲納米電纜的制備等幾個方面取得了重大成果。我國約有1萬人從事納米研究與發展，擁有20多條生產能力在噸級以上的納米材料粉體生產線。生產的納米金屬與合金的種類有：銀、鈀、銅、鐵、鈷、鎳、鋁、鉭、銀-銅合金、銀-錫合金、銦-錫合金、銅-鎳合金、鎳-鋁合金、鎳-鐵合金、鎳-鈷合金[4]。

4結束語及展望

隨著金屬納米科技的發展,金屬納米材料的制備已日漸成熟,并廣泛應用于我們生活的各個方面，金屬納米科學也將成為受人矚目的學科。但目前還存在一些不足，如在對復雜化學反應過程與機理的探索、金屬納米材料的規模化生產與應用等方面還需要我們進行更加深入和系統的研究。不過，我們有理由相信隨著科學技術的不斷發展進步，上述金屬納米材料化學制備的新技術和新方法將會得到不斷創新與發展完善并將產生新的突破，它們將極大地推動金屬納米材料的規模制備與廣泛實際應用，并最終在不久的將來產生較大的社會和經濟效益。

今后金屬納米的發展趨勢： 1在制備方面，大量的新方法、新工藝不斷出現，希望找到產量大、成本低、無污染、尺寸可控的制備方法，為產業化服務。

2實用化研究提到日程上，出現基礎研究和應用并行發展的問題，對傳統金屬材料進行納米改性，以期獲得優良性能。

3日益體現出多學科交叉的特點。納米結構材料的研究不僅依賴于物理、化學等學科的發展，而且同電子學、生物學、測量學等產生越來越緊密的聯系。

參考文獻：

[1]GleiterH.Nanocrystalline materials [J].Progress in Materials Science, 1989, 33(4): 223-315.[2]王軍麗,史慶南.納米超細晶材料的制備方法[J].材料導報, 2005, 19(5): 15-19.[3]楊保健,夏琴香,張 鵬.SPD制備納米/超細晶金屬材料的成形方法[J].鍛壓技術，2011,36（2）:48-51.[4]張代東,王欽清.金屬納米材料的發展動態研究[J].科技情報開發與經濟，2002,12（5）:89-91.[5] 姚素薇，鄒毅，張衛國.金納米粒子的特性、制備及應用研究進展[J].化工進展，2007,26（3）:310-313.[6] 田春霞.金屬納米塊體材料制備加工技術及應用[J].材料科學與

工程，2001,19（4）:127-131.[7] 李景新，黃因慧，沈以赴.納米材料的加工技術[J].材料科學與工

程，2001,19（4）:117-121.[8] 劉建軍，王愛民，張海峰.高壓原位合成塊體納米鎂-鋅合金[J].材料研究學報，2001,15（3）:299-302.[9] Valiev R Z, Islamgaliev R K, Alexandrov I V.Bulk nano-structured materials from severe plastic deformation [J].Prog.Mater.Sci., 2000, 45(2): 103-189 [10] 劉惠玉,陳 東,高繼寧.貴金屬納米材料的液相合成及其表面等離子體共振性質應用[J].化學進展，2006,18（7/8）:890-894.[11] 曹立新，屠振密，李寧.電沉積法制備單金屬納米晶材料的研究進展[J].材料保護，2009，42（6）:47-52.

第四篇：納米材料制備的小論文選題

納米材料制備課程的小論文

論文要求：通過查閱文獻，寫出一篇不少以3000字的科技小論文，小論文內容不得重復，若發現重復內容超過50%的論文，按0分處理。論文選題如下，若有的同學對其它選題（下述沒有包涵的選題）感興趣也可以寫。一班 1-10號：

（1）碳納米管的性能與在某一方面應用的研究進展；如在儲氫，高能電池，計算機，高溫防護材料等方面。

（2）石墨烯的特性與在某一方面應用的研究進展。如納米電子器件，光子傳感器等方面。11-20號

（3）納米二氧化硅的特性與其在有一方面的研究進展。（4）納米氧化鋅在某一方面的研究進展。21-30號

（5）納米硫化鋅在某一方面的研究進展（6）納米顆粒的研究進展及在某一方面的應用。二班 1-10號

納米復合纖維在某一方面應用的研究進展。

這一方面的研究比較廣泛，任選一種納米復合纖維即可。11-20號（1）納米儲氫材料的研究進展（2）納米磁性材料的研究進展 21-30號

（1）納米光學材料的研究進展

（2）納米量子點的研究進展及其在某一方面的應用。

納米光學材料的研究進展

由于納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等使得它們在磁、光、電、敏感性等方面呈現常規材料不具備的特性。因此納米微粒在磁性材料、電子材料、光學材料、高致密度材料的燒結、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應用前景。8.1陶瓷增韌

陶瓷材料在通常情況下呈脆性，由納米粒子壓制成的納米陶瓷材料有很好的韌性。因為納米材料具有較大的界面，界面的原子排列是相當混亂的，原子在外力變形的條件下很容易遷移，因此表現出甚佳的韌性與延展性。

8.2磁性材料方面的應用

磁性金屬和合金一般都有磁電阻現象，所謂磁電阻是指在一定磁場下電阻改變的現象，人們把這種現象稱為磁電阻。所謂巨磁阻就是指在一定的磁場下電阻急劇減小，一般減小的幅度比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻數值約高10余倍。巨磁電阻效應是近10年來發現的新現象。磁性液體的主要特點是在磁場作用下可以被磁化，可以在磁場作用下運動，但同時它又是液體，具有液體的流動性。在靜磁場作用下，磁性顆粒將沿著外磁場方向形成一定有序排列的團鏈簇，從而使得液體變為各向異性的介質。當光波、聲波在其中傳播時（如同在各向異性的晶體中傳播一樣），會產生光的法拉第旋轉、雙折射效應、二向色性以及超聲波傳播速度與衰減的各向異性。此外，磁性液體在靜磁場作用下，介電性質亦會呈現各向異性。這些有別于通常液體的奇異性質，為若干新穎的磁性器件的發展奠定了基礎。納米微晶軟磁材料目前沿著高頻、多功能方向發展，其應用領域將遍及軟磁材料應用的各方面，如功率變壓器、脈沖變壓器、高頻高壓器、可飽和電抗器、互感器、磁屏蔽、磁頭、磁開關、傳感器等，它將成為鐵氧體的有力競爭者。新近發現的納米微晶軟磁材料在高頻場中具有巨磁阻抗效應，又為它作為磁敏感元件的應用增添了多彩的一筆。研制納米復合稀土永磁材料，通常軟磁材料的飽和磁化強度高于永磁材料，而永磁材料的磁晶各向異性又遠高于軟磁材料，如將軟磁相與永磁相在納米尺度范圍內進行復合，就有可能獲得兼備高飽和磁化強度、高矯頑力的新型永磁材料。微磁學理論表明，稀土永磁相的晶粒尺寸只有低于20 nm時，通過交換糯合才有可能增大剩磁值。

8.3納米材料在催化領域的應用

催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應時間、提高反應效率和反應速度。大多數傳統的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造成生產原料的巨大浪費，使經濟效益難以提高，而且對環境也造成污染。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，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10～18倍。

8.4納米材料在光學方面的應用

納米微粒由于小尺寸效應使它具有常規大塊材料不具備的光學特性，如光學非線性、光吸收、光反射、光傳輸過程中的能量損耗等，都與納米微粒的尺寸有很強的依賴關系。研究表明，利用納米微粒的特殊的光學特性制成的各種光學材料將在日常生活和高技術領域得到廣泛的應用。目前關于這方面研究還處在實驗室階段，有的得到了推廣應用。下面簡要介紹一下各種納米微粒在光學方面的應用。紅外反射材料。高壓鈉燈以及各種用于拍照、攝影的碘弧燈都要求強照明，但是電能的69％轉化為紅外線，這就表明有相當多的電能轉化為熱能被消耗掉，僅有一少部分轉化為光能來照明。同時，燈管發熱也會影響燈具的壽命。如何提高發光效率，增加照明度一直是亟待解決的關鍵問題，納米微粒的誕生為解決這個問題提供了一個新的途徑。20世紀80年代以來，人們用納米SiO2和納米TiO2微粒制成了多層干涉膜，總厚度為微米級，襯在有燈絲的燈泡罩的內壁，結果不但透光率好，而且有很強的紅線反射能力。有人估計這種燈泡亮度與傳統的鹵素燈相同時，可節省約18％的電。優異的光吸收材料。納米微粒的量子尺寸效應等使它對某種波長的光吸收帶有藍移現象。納米微粒粉體對各種波長光的吸收帶有寬化現象。納米微粒的紫外吸收材料就是利用這兩個特性。通常的納米微粒紫外吸收材料是將納米微粒分散到樹脂中制成膜，這種膜對紫外光的吸收能力依賴于納米粒子的尺寸和樹脂中納米粒子的摻加量和組分。目前，對紫外吸收好的幾種材料有：30～40 nm的TiO2納米粒子的樹脂膜、Fe2O3納米微粒的聚酯樹脂膜。前者對400 nm 波長以下的紫外光有極強的吸收能力，后者對600 nm以下的光有良好的吸收能力，可用作半導體器件的紫外線過濾器隱身材料。由于納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規材料要強得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很微弱，從而達到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規粗粉大3～4個數量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發現被探測目標，起到了隱身作用。

8.5在漿料方面的應用 納米材料用作導電漿料，導電漿料是電子工業的原材料，由于納米材料可使塊體材料的熔點大大降低，因此用超銀粉制成的導電漿料可以在低溫下燒結，此時基片可以不用耐高溫陶瓷，甚至可采用塑料等低溫材料。

8.6在精細化工方面的應用

精細化工是一個巨大的工業領域，產品數量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優越性無疑也會給精細化工帶來福音，并顯示它的獨特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細化工領域，納米材料都能發揮重要作用。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，可以提高塑料的強度和韌性，而且致密性和防水性也相應提高。

8.7納米材料在地表水處理中的應用

地表水常常遭受泥沙、鐵銹、有機物、異味污染物、細菌和病毒等有害物質的污染,因此必須進行處理,以除去水中的這些物質,從而滿足人們對清潔水質的需求傳統的水處理方法效率低、成本高,并且存在著二次污染等問題,污水處理問題一直沒有很好地得到解決為了維護人類的用水需求,需要更為有效的一些新方法,比如微觀過濾、反轉滲透以及光催化等,以替代現有的一些處理方法,同時,也非常需要有效配水和精確監測水質的新方法和新的膜技術,如自組裝孔洞膜、適應性好的膜、光反應性膜和具有指示器功能(reporter funct iona lity)的膜等,當然也需要在納米過濾(nano filtration)和納米分離(nanoseparation)方面提出新的理論和進行模擬研究新的納米復合材料,測定化學種類的水純化傳感器以及適應性強的多功能納米材料對于實現上述目的會很有幫助納米材料和技術在這些新方法中將發揮重要作用,納米技術可以將污水中的貴金屬,如Au, Pd, Ru和Pt等完全提煉出來,它不僅可以除去貴金屬對人體極其有害的影響,而且還能避免它們從污水中流失所造成的資源浪費。

9納米材料的應用前景

納米材料的應用前景是十分廣闊的，如：納米電子器件，醫學和健康，航天、航空和空間探索，環境、資源和能量，生物技術等。我們知道基因DNA具有雙螺旋結構，這種雙螺旋結構的直徑約為幾十納米。用合成的晶粒尺寸僅為幾納米的發光半導體晶粒，選擇性的吸附或作用在不同的堿基對上，可以“照亮”DNA的結構，有點像黑暗中掛滿了燈籠的寶塔，借助與發光的“燈籠”，我們不僅可以識別燈塔的外型，還可識別燈塔的結構。簡而言之，這些納米晶粒，在DNA分子上貼上了標簽。目前，我們應當避免納米的庸俗化。盡管有科學工作者一直在研究納米材料的應用問題，但很多技術仍難以直接造福于人類?，F階段納米材料的應用主要集中在納米粉體方面，屬于納米材料的起步階段，應該指出這不過是納米材料應用的初級階段，可以說這并不是納米材料的核心，更不能將“納米粉體的應用”等同與納米材料。

10小結

納米科學是一門將基礎科學和應用科學集于一體的新興科學，主要包括納米電子學、納米材料學和納米生物學等。21世紀是納米技術的時代，國家科委、中科院將納米技術定位為“21世紀最重要、最前沿的科學”。納米材料的應用涉及到各個領域，在機械、電子、光學、磁學、化學和生物學領域有著廣泛的應用前景。納米科學技術的誕生，將對人類社會產生深遠的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環境保護等重大問題。21世紀初的主要任務是依據納米材料各種新穎的物理和化學特性，設計出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學技術對傳統產品的改性，增加其高科技含量以及發展納米結構的新型產品，目前已出現可喜的苗頭，具備了形成21世紀經濟新增長點的基礎。

參考文獻及資料

[1] 趙保華．納米材料在化工生產中的應用[J]．中小企業管理與科技(下旬刊)，2009

[2]王中林.納米材料表征[M].北京：化學工業出版社，2006

[3] 張艷輝．納米材料在化工領域的應用[J]．內蒙古石油化工，2008

[4] 李鳳生.納米/微米復合技術及應用[M].北京：國防工業出版社，2002 [5]李道華，喻永紅.納米材料的合成技術及其研究進展[J].西昌學院學報，2004

第五篇：納米保鮮技術論文

納米保鮮技術

摘要：概述了納米保鮮技術和國內外幾種新型的保鮮技術，以及納米保鮮技術的優越性，重點介紹了納米保鮮劑以及納米包裝材料在食品保鮮中的應用，并討論了其前前景以及安全性。

隨著科技的發展和人們生活水平的進步，人們對事物儲存的要求也越來越高，相比于傳統的腌漬，脫水等食物儲存，人們越來越青睞于新鮮的食物，先比于傳統的食物保存方法，保鮮食物更加健康口感也更加突出。而相比于幾種常見的保鮮技術，納米保鮮又有諸多的優點，受到了諸多的關注。(一)幾種傳統的保鮮技術：

1.干燥法：僅適用于糧食，對水果等不適用

2.化學試劑保鮮法：化工產品含有多種對人體健康有害的成份和物質。有害的毒素殘留不但危害人體健康、污染環境，造成動植物群體的更大危害，而且成本高、操作不便。

3.食品添加劑保鮮法：大都采用高錳酸鉀、山梨酸鉀、倍酸脂、多菌靈、抗生素及甲醛等防腐劑。這類有害物質危害人體健康，主要損傷和抑制ＤＮＡ復制和代謝，有的直接損傷細胞，使人體誘發多種疾病。

4.電冰箱保鮮法：電冰箱僅僅具有制冷的作用，并不具備保鮮功能，無法抑制細菌和殺死病毒。同時電冰箱也會產生電磁輻射，影響人體健康，且儲藏數量有限，風味不佳，高耗能源。

5.微凍技術，僅使用于海鮮類產品，且暫不成熟，不具備推廣運用條件。

6.氣調保鮮法：相比于以上幾種保鮮方法有明顯的優點，但是其一是設備投資大。、一般小型企業和個體私營戶都難以實現，氣調保鮮雖然優于冷藏，但是仍會是食物的口感品質下降，口感和色澤改變，風味和口感也大不如以前。且冷藏的管理復雜，費工費時并大量耗費電能，也不能很好解決食品運輸過程中的保鮮問題，同時造成了成本高，加重了終端消費者的經濟負擔

我們需要新型的保鮮技術，隨著納米技術的發展，納米在食物保鮮方面的作用也越來越受到重視，納米保鮮劑正是時代發展的產物，中國果蔬產量居世界領先地位，年均生產水果一億噸，蔬菜３.５億噸。但是，由于受到保鮮技術和儲備能力的制約，流通過程中果蔬年損失率高達25—30％。而美國的果蔬損失率僅為1.7—5%，相比之下，中國的果蔬損失指數比發達國家的美國高出23.65個百分點。也就是說，中國農民每年生產的水果和蔬菜就有近四分之一被白白地損失！

（二）納米保鮮劑

保鮮劑廣泛廣泛適用于任何品種的瓜果、水果、蔬菜、花卉、肉類、禽蛋、海鮮、食用菌等食品的保鮮貯藏，且有效提高了果蔬品質?？朔藭r間短，容量小，有毒副作用，操作不便，成本高的弊端，國外很多國家都在使用，中國市場尚處于起步階段，但前景廣闊

1.納米保鮮劑的優點：

A吸附性：ＰＳＬＴ材料具有很強的雙重吸附性，巨大的比表面積不但可以吸附大量的農藥殘留、有害毒素、有害重金屬，還可以分解乙烯氣體和抑制細菌。

B溶出性：由于ＰＳＬＴ材料中的有益元素溶出率高，可以供給其保鮮產品所缺少的礦物質、微量元素、中量元素和稀土元素（果蔬產品在田間生長時靠土壤來供給能量，而在保鮮儲存期間則有納米保鮮劑提供養分有效延長其生命）。

C對各元素的雙向調節作作用：使用ＰＳＬＴ產品可對常量和微量元素的含量進行雙向調節。若缺少的元素或離子，加入ＰＳＬＴ材料能溶解補充；而已有的或過多的，因“同離子效應”使其不溶解或產生結晶沉淀以減少它的含量，使其被保鮮果蔬產品達到生物體需要的最佳營養平衡狀態，健康自然存活。

D PH雙向調節作用：用ＰＳＬＴ保鮮食品，其ＰＨ值呈弱堿性，而且鉀、硅等元素的含量明顯提高。因ＰＳＬＴ材料可將ＰＨ值４調至６以上，ＰＨ值１０調至７左右，即根據物體所需進行雙向調節至接近中性或弱堿性。在弱堿性條件下，微生物難以生存，并造成有害病菌擠出性死亡；而羥基自由基特性可造成細菌脫水性死亡(而不同于傳統的殺菌劑來毒殺病菌)，因此被保鮮的產品不會腐爛變質。

D無緣遠紅外線輻射：對于被納米保鮮劑保鮮的產品其體內的水分在共振的條件下處于微循環狀態呈生物活性，其水分不容易流失。植物和動物都屬于生物。比如：豬圈里的豬是活的，其血液是流通的，豬的水分就不會流失豬也不會腐爛，而一塊豬肉的水分就容易流失、風干或者腐爛。類同于，一個人的血液如果沒有發生病變就不會導致人的死亡。因此，對所有含水分新鮮的產品都具有保鮮的作用，而且水分越大保鮮期越長。并可以使食品提升品質，改善口感，增加營養。

由于以上五個方面的特性，因此在采用納米保鮮劑時需求的環境（室內）溫度（常溫）零下6度至零上35度即可保鮮，而不需要苛求低溫冷藏，因為果蔬產品在大田里生長期間即遇到過低溫也遭受過高溫并未致其變質，當然大多數產品不能在零下儲存，我們在采用納米保鮮劑時為方便管理和規范體積用到的容器，本身可起到保溫與隔熱的作用。所以在采用納米保鮮產品過程中不需考慮溫、濕度，常溫即可。

2納米保鮮劑的特點:

1、保鮮范圍廣：對果蔬、根莖類、肉制品類、食品類、動物標本類、花卉、禽蛋、食用菌、飲料、奶茶等所有含水分的產品都有非常理想的保鮮效果。

2、成本低廉：ＰＳＬＴ納米生物材料是無機成分(類似于永久性磁鐵及吸鐵石)，性能穩定，幾乎不會衰變。數十年間可持續不斷地發揮作用，因此可以反復使用。只有被棄置或散落丟失時，其功能才隨之“消失”。所以保鮮成本非常的低廉，是其他任何保鮮措施無法取代的。

3、效果獨特：貯存任何食品6－8小時后可達到有機活性標準。使變褐帶味的生肉8小時后復鮮，煮米飯可使米飯增白，且一周不會發餿，能提高產品品質，是食品的天然改良劑和脫毒劑；

4、保鮮期限長：所有含水分的產品都可以用普斯利通保鮮劑進行保鮮，且其所保鮮的產品含水份越大保鮮期越長，也就是說保鮮期和果蔬產品所含的水分是成正比的。大致來說，具體的保鮮期還因我們所要保鮮的產品的品種、產地、貯藏時的成熟度、貯藏的時節和貯藏條件都有關系。如：西瓜的水分占85%所以其保期可達1年；瓜果、水果、蔬菜、嫩玉米、棗、薯類水分占到65%其保期在6個月以上；豆角、辣椒、茄子等保期在5個月以上；由于黃瓜的呼吸強度大保期僅為4個月；草莓、荔枝、櫻桃、檳榔保期兩個月；肉類、海鮮、花卉、食用菌、葉菜、野菜、面包食品等保鮮期為2個月以上。

5、安全健康：納米生物脫毒保鮮劑能吸附有機物、重金屬而用于環保處理毒水毒氣；具有消炎止痛、吸毒排毒收斂功能而用于制藥；能抑菌殺菌而用于美容保?。荒苋艹鋈梭w所需的微量元素又能吸附水中的氯氣除去重金屬和異味，可制作優質PSLT納米生物礦泉水；用于浸種育苗，使秧苗健壯，作物繁茂，提高作物品質，增產明顯；用于釀造，可提高酒品質除去酒中惡醉成分，使酒變得更香醇；能除去飼料中污染物，使動物健康發育，促進生長，提高禽類產蛋率、延長產蛋期；用它培養花木效果更佳，促進花木生長發育，使花朵更鮮艷等。

但PSLT納米生物材料在某種意義上講更適宜于人體，PSLT納米生物礦泉水是人體“細胞洗滌劑”，能排除人體內積累的有害重金屬，而使體內細胞起死回生。PSLT生物納米中微量元素分布曲線與生物體水分中微量元素分布曲線相吻合，能使水分中微量元素達到平衡，對人體健康大有益處。

3納米保鮮劑的現狀：

雖然這方面的研究很多，但是成品少，效果也不是很盡如人意，市場上也有很多類似的假冒產品，其安全性也有待考證，但是這也新型的保鮮技術為人類未來的生活帶來了無限的可能，國內外也有很多專家企業致力于這方面的研究，發展速度快一旦成熟將帶來巨大的經濟效益

對于不怕擠壓的果蔬產品，比如西瓜、土豆、紅薯等，利用普通民房果窖、防空洞、地下室就地成垛碼放，按比例、間距夾放保鮮劑即可。

用于超市貨架展臺保鮮時，在展臺上面按比例、間距擺放好保鮮劑后，在上面堆放果蔬、食品、等任何含水分的新鮮產品均可。

納米保鮮劑可反復使用，且永不失效，在電冰箱或者其他箱子、盒子、柜子的六面內壁用雙面膠粘貼保鮮劑后，不用電的納米保鮮盒、保鮮箱、保鮮柜就誕生了，且效果理想、節能環保、健康安全，永久使用，不遠的將來將走進千家萬戶。

（三）納米包裝材料

果蔬采摘后持續的生命活動主要表現為呼吸作用，其實質是在各種酶的參與下，經過一系列中間反應進行的一個緩慢的生物氧化與還原過程。其間組織中復雜的有機物分解成簡單物質，最后生成二氧化碳和水，并釋放出熱量。理想的保鮮材料應當既要保持果蔬呼吸作用，維持其緩慢的生命活動，但又不會破壞其正常的新陳代謝。另外，果蔬的保鮮在很大的程度上依賴于水分的適度保持。儲運期間的呼吸要消耗水分，此外，多種因素也會造成部分水分的蒸發。果蔬水分損失的內因是由它們的組份性質所決定，而一般外部因素則更起著主 導作用，環境溫度、濕度、光照、等。新鮮果蔬最常使用氣調包裝技術，其保鮮機理主要是依賴包裝膜材料高分子鏈熱振動形成的間隙為氣體分子透過的通道。這就要求通過氣體滲透，保持包裝內部的氣體組分對果蔬保鮮的最佳比例。但在實際應用中效果不是很理想。因此研制更為理想的果蔬產 品保鮮包裝材料顯得非常迫切，具有重要的經濟價值和社會意義

。研究結果表明，與普通包裝材料相比，納米包裝材料在某些物理、化學、生裝材料相比，納米包裝材料在某些物理、化學、生裝材料相比，納米包裝材料在某些物理、化學、生

物學性能上有大幅度提高，如可塑性、穩定性、阻裝材料相比，納米包裝材料在某些物理、化學、生裝材料相比，納米包裝材料在某些物理、化學、生物學性能上有大幅度提高，如可塑性、穩定性、阻物學性能上有大幅度提高，同時在白色污染日益嚴重的今天，納米包裝技術顯得尤為重要 1納米二氧化鈦在果蔬貯藏保鮮中的應用

納米二氧化鈦的光催化性一方面能夠將果蔬貯藏中產生的乙烯氧化分解成二氧化碳和水；另

一方面細菌等微生物也是由有機物復合構成，納米二氧化鈦在光線照射下產生氧化l生很強的活性自由基使蛋白質變性，從而抑制微生物的生長甚至殺死微生物。與常用殺菌劑相比，納米二氧化鈦抗菌殺菌效果迅速，滅菌徹底圓。韓永生等指出，納米TiO：具有抗菌殺毒、吸收紫外線、自潔功效及良好的阻隔性和力學性能等，可以保證包裝保持自身潔凈和防霧滴功臺

納米二氧化鈦復合薄膜可以有效地減少代謝過程納米TiO：復合薄膜可以有效地減少代謝過程中產生的二氧化碳和水以及乙烯等有害物質，抑制或殺滅微生物以減少果蔬出現變質與腐爛。并且避免因其他貯藏方法如化學保鮮劑所產生的環境污染，克服了目前保鮮技術的缺陷，因此二氧化鈦保鮮技術有這廣闊的前景應用

2.納米硅氧化物在果蔬貯藏保鮮中的應用

納米SiOx顆粒的適量加入有望形成牢固的納米抗菌涂膜，同時利用硅氧鍵對二氧化鈦和氧氣吸附、溶解、擴散和釋放作用，從而抑制果蔬呼吸強度，起到保鮮、保水的作用。納米SiOx的加入可能改變水分子在膜中的滲透路徑，增強復合膜的阻水性，提高保濕性。

加入納米SiOx涂膜劑，水晶梨的失重率與腐爛率都顯著小于其它涂膜液(P

納米技術是21世紀科技發展的制高點，它的迅猛發展將促進幾乎所有領域產生一場革命性的變化。目前，納米技術在果蔬貯藏保鮮中的大部分研究尚處于試驗階段，而實際應用的例子相對較少。這主要是因為納米技術的應用會使果蔬貯藏保鮮的成本加大；納米包裝材料大規 模生產的工藝要求高、程序復雜等諸多方面問題還需要進行深入細致的研究。

（三）納米保鮮的安全性

近年來，圍繞納米產品的生物安全問題發達國家也積極地展開了研究。2003年4月，R F Service(2003)在Science首先發表文章討論納米材料與生物環境相互作用可能產生的生物安全問題，并介紹了Lam研究小組的研究結果。隨后，各個領域的科學家們開始探討納米生 物安全問題，尤其是關于納米顆粒對人體健康、生存環境以及社會安全等方面是否存在潛在負面影響的問題即納米生物環境安全性

科技是吧雙刃劍，在迅猛發展的納米浪潮中，任何人都不能忽視它所帶來的一些負面影響 但是，有關納米材料的安全l生評價資料檢索結果表明，世界范圍內還沒有一個研究機構對納米 的負面影響做相關的研究，我們要利用科技，但同時也要保護好自己