納米化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)

第1章 納米技術(shù)與納米材料概述1
1.1納米概述1
1.2納米材料技術(shù)的發(fā)展史3
1.3納米材料的分類8
1.3.1納米粒子的分類8
1.3.2納米復(fù)合材料的分類11
1.4納米材料研究方法12
1.5納米材料技術(shù)的原理14
1.5.1納米材料（粒子）的結(jié)構(gòu)14
1.5.2納米材料特性18
第2章 納米化工粉體的材料測試技術(shù)25
2.1概述25
2.1.1納米測試技術(shù)的起源和分類26
2.1.2納米化工粉體材料粒度劃分、測量方法與基本原理26
2.2納米化工粉體材料性能的表征30
2.2.1納微粉體的性能、粒徑及粒徑分布30
2.2.2粒徑測定評估方法34
2.2.3納米化工粒子粉料性能的表征37
2.2.4粒度分析在納米材料中的應(yīng)用40
2.3納米材料蒸鍍技術(shù)41
2.3.1熱燈絲化學(xué)氣相沉積儀41
2.3.2微波化學(xué)氣相沉積儀42
2.3.3熱蒸鍍儀42
2.3.4分子束磊晶儀42
2.3.5脈沖式激光蒸鍍儀42
2.3.6濺鍍儀43
2.4譜分析法43
2.5熱分析44
2.6晶態(tài)的表征44
2.7納米測試技術(shù)的發(fā)展44
第3章 納米化工開發(fā)與中試產(chǎn)品設(shè)計45
3.1概論45
3.1.1納米化工開發(fā)內(nèi)容及意義45
3.1.2納米化工開發(fā)的一般程序46
3.1.3納米化工開發(fā)與實驗技術(shù)47
3.2納米化工實驗產(chǎn)品工藝設(shè)計48
3.2.1工藝路線的選擇48
3.2.2納米化工實驗設(shè)計50
3.3納米化工中試工藝條件設(shè)計52
3.3.1納米TiO2中試產(chǎn)品設(shè)計52
3.3.2物料衡算和能量衡算53
3.4主要設(shè)備的設(shè)計與選擇56
3.4.1中和釜56
3.4.2水解釜56
3.4.3酸溶釜56
3.5納米化工中試基地的建設(shè)57
3.5.1工藝流程的確定57
3.5.2廠房及設(shè)備58
3.5.3電氣儀表及分析測試要求59
3.5.4公用工程的建設(shè)60
3.5.5中試基地的利用和管理60
3.5.6中試基地的產(chǎn)業(yè)鏈（計劃）管理60
第4章 納米粒子的制備方法65
4.1納米粒子制備方法評述65
4.2制備納米粒子的物理方法66
4.2.1蒸發(fā)冷凝法66
4.2.2離子濺射法67
4.2.3機械合金化方法67
4.2.4放電爆炸法68
4.2.5超臨界流體技術(shù)68
4.3制備納米粒子的化學(xué)方法68
4.3.1沉淀法68
4.3.2溶膠凝膠法69
4.3.3溶液熱反應(yīng)法70
4.3.4溶液蒸發(fā)法70
4.4氧化還原法(常壓)72
4.4.1水溶液法72
4.4.2有機溶液法73
4.4.3乳液法74
4.4.4輻射化學(xué)合成法77
4.4.5超聲化學(xué)方法79
4.4.6化學(xué)氣相反應(yīng)法79
4.5等離子體加強氣相化學(xué)反應(yīng)法80
4.6納米復(fù)合粒子的包覆制備方法82
第5章 納米化工結(jié)構(gòu)組裝與合成方法85
5.1納米組裝概述85
5.1.1原子組裝85
5.1.2分子組裝86
5.2納米化工結(jié)構(gòu)材料組裝86
5.2.1納米化工結(jié)構(gòu)自組裝和分子自組裝體系87
5.2.2納米化工結(jié)構(gòu)材料類型87
5.3納米化工結(jié)構(gòu)材料合成方法89
5.3.1納米化工結(jié)構(gòu)材料合成89
5.3.2納米化工結(jié)構(gòu)分子自組裝合成91
5.3.3厚膜模板法合成納米陣列99
5.3.4介孔固體和介孔復(fù)合體的合成和應(yīng)用99
5.4有機無機納米復(fù)合材料的制備103
5.4.1溶膠凝膠法103
5.4.2插層復(fù)合法104
5.4.3共混法104
5.4.4無機有機自組裝105
5.5聚合物／聚合物納米復(fù)合材料的制備105
5.5.1聚合物／聚合物分子復(fù)合材料的制備105
5.5.2聚合物／溶致性液晶聚合物原位復(fù)合材料的制備106
5.5.3納米級聚合物微纖／聚合物復(fù)合材料的制備107
第6章 納米化工粉體的表面處理技術(shù)109
6.1概述109
6.2粉體表面處理的目的110
6.3粉體表面改性的分類方法110
6.4表面包覆處理改性111
6.4.1基本概念111
6.4.2溶膠凝膠法反應(yīng)進行表面包覆111
6.4.3異質(zhì)絮凝法表面包覆112
6.4.4聚合物包裹法表面包覆115
6.4.5用表面活性劑覆蓋改性115
6.4.6表面包覆改性方法的應(yīng)用117
6.5機械化學(xué)反應(yīng)表面改性118
6.5.1機械化學(xué)反應(yīng)表面改性基本原理119
6.5.2機械化學(xué)反應(yīng)表面改性方法的應(yīng)用119
6.6膠囊化改性121
6.7等離子體處理122
6.7.1基本概念122
6.7.2高能表面改性方法的應(yīng)用122
6.8表面化學(xué)改性124
6.8.1基本概念124
6.8.2表面化學(xué)反應(yīng)改性方法的應(yīng)用124
第7章 納米無機膜的制備方法及應(yīng)用131
7.1納米無機膜概況131
7.1.1無機膜發(fā)展概況131
7.1.2無機膜及其特點132
7.1.3納米無機膜的分類和結(jié)構(gòu)134
7.2納米無機膜分離技術(shù)135
7.2.1膜分離技術(shù)與分離膜135
7.2.2用小孔進行物質(zhì)分離的膜技術(shù)136
7.3納米無機膜的制備方法137
7.3.1燒結(jié)法138
7.3.2陽極氧化法138
7.3.3水熱晶化法138
7.3.4化學(xué)提取法(刻蝕法)138
7.3.5化學(xué)氣相沉積(CVD)法139
7.3.6噴霧熱分解（SP）法139
7.3.7溶膠凝膠法139
7.4納米無機膜涂層技術(shù)141
7.4.1納米無機膜涂層和功能基的組合141
7.4.2分子自組裝的合成方法143
7.4.3薄膜和涂層的合成144
7.4.4功能基的組合146
7.5納米無機膜技術(shù)應(yīng)用實例146
7.5.1涂層及納米級的表面設(shè)計146
7.5.2陶瓷膜在酸性廢水處理中用于鈦白粉產(chǎn)品的回收146
7.5.3無機陶瓷膜技術(shù)在超細粉體中的應(yīng)用149
7.5.4無機陶瓷膜技術(shù)在納米氧化鈦的工藝應(yīng)用152
7.6納米無機膜的應(yīng)用領(lǐng)域153
7.6.1液相分離與凈化153
7.6.2氣體分離與凈化154
7.6.3膜反應(yīng)器154
7.7膜技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用155
7.7.1應(yīng)用概況155
7.7.2膜和膜組件157
7.7.3廢水處理中的膜生物反應(yīng)器(MBR)160
第8章 納米電池材料163
8.1太陽能電池163
8.1.1染料敏化納米晶太陽能電池的工作原理165
8.1.2納米TiO2薄膜太陽能電池的結(jié)構(gòu)168
8.1.3納米TiO2薄膜太陽能電池的研究進展170
8.1.4納米TiO2薄膜及晶電極制備方法173
8.2綠色二次電池174
8.2.1鎳氫電池研究進展174
8.2.2鋰離子電池研究進展175
8.2.3納米氫氧化鎳在電池中的應(yīng)用177
8.2.4鋰離子電池中納米碳管的應(yīng)用177
8.3燃料電池180
8.3.1國內(nèi)外發(fā)展狀況分析180
8.3.2小型反應(yīng)器的燃料電池182
8.3.3借助納米技術(shù)實現(xiàn)燃料電池超小型化184
8.3.4使用碳納米管的大容量攜帶式小型燃料電池186
8.3.5高溫陶瓷膜燃料電池187
第9章 納米多孔材料189
9.1天然納米孔材料——納米分子篩189
9.1.1分子篩的組成189
9.1.2分子篩的結(jié)構(gòu)190
9.1.3分子篩的擇形性191
9.1.4分子篩的改性與催化特點192
9.2分子篩水熱合成的原理、制備方法及應(yīng)用193
9.2.1分子篩的機制和機理193
9.2.2水熱合成法制備工藝194
9.2.3分子篩研究與實例195
9.2.4分子篩市場與應(yīng)用198
9.3納米孔材料的制備技術(shù)——納米氧化鈦199
9.3.1多孔氧化鈦簡介199
9.3.2多孔氧化鈦的制備199
9.3.3多孔氧化鈦的結(jié)構(gòu)表征200
9.4納米孔材料深加工技術(shù)——納米坡縷石201
9.4.1一維天然納米材料提純制備技術(shù)201
9.4.2膠體級產(chǎn)品制備技術(shù)202
9.4.3吸附級產(chǎn)品制備技術(shù)203
9.4.4坡縷石研究開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀及新產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用前景203
9.5納米多孔材料——納米硅材料205
9.5.1多孔硅基光電子和光子器件205
9.5.2多孔硅光發(fā)射二極管206
9.5.3多孔硅基光電子集成的器件原型207
9.5.4多孔硅研究的展望207
第10章 納米TiO2產(chǎn)品及新工藝209
10.1納米TiO2產(chǎn)品物理性質(zhì)209
10.1.1光學(xué)特性209
10.1.2光催化特性210
10.1.3光電轉(zhuǎn)化特性211
10.1.4電學(xué)特性211
10.2納米TiO2的晶體結(jié)構(gòu)性質(zhì)211
10.2.1金紅石212
10.2.2板鈦礦213
10.2.3銳鈦礦213
10.2.4三種晶體物理性質(zhì)對比213
10.3納米TiO2產(chǎn)品制備技術(shù)與結(jié)構(gòu)表征214
10.3.1氣相法制備納米TiO2粉體214
10.3.2液相法制備納米TiO2粉體216
10.3.3納米TiO2的結(jié)構(gòu)表征217
10.3.4納米TiO2的復(fù)合粉體的光催化活性220
10.4納米TiO2產(chǎn)品的現(xiàn)狀及進展222
10.4.1國內(nèi)外納米TiO2的研究現(xiàn)狀222
10.4.2國內(nèi)外納米TiO2的市場需求222
10.5納米TiO2產(chǎn)品的應(yīng)用223
10.5.1在化纖中的應(yīng)用223
10.5.2在化妝品中的應(yīng)用224
10.5.3納米TiO2抗菌材料225
10.6納米TiO2粉體工藝制備方法226
10.6.1液相沉淀法制備納米TiO2工藝226
10.6.2撞擊流超聲波生產(chǎn)技術(shù)納米TiO2制備工藝230
10.6.3納米TiO2改性新工藝231
10.6.4納米金紅石型TiO2粉體的制備233
10.7納米TiO2副產(chǎn)物綜合利用方案236
10.7.1水的循環(huán)和綜合利用236
10.7.2其他綜合利用236
第11章 納米SiO2產(chǎn)品及新工藝239
11.1概述239
11.2納米SiO2的基本性質(zhì)239
11.2.1納米SiO2分子結(jié)構(gòu)239
11.2.2納米SiO2的性能240
11.3納米SiO2產(chǎn)品制備方法240
11.3.1熱解法合成納米SiO2產(chǎn)品240
11.3.2濕法合成SiO2240
11.3.3SiO2的后處理241
11.4納米SiO2產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域241
11.4.1橡膠、塑料、涂料中的應(yīng)用241
11.4.2電子組裝材料中的應(yīng)用242
11.4.3化妝品中的應(yīng)用242
11.4.4用于生物細胞分離和醫(yī)學(xué)工程243
11.4.5在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用243
11.4.6精細陶瓷中添加納米SiO2243
11.4.7功能纖維添加劑244
11.4.8金屬基復(fù)合涂層和整體金屬基復(fù)合材料的添加劑244
11.4.9無機抗菌化工中的應(yīng)用244
11.4.10仿生材料244
11.4.11樹脂基復(fù)合材料的改性244
11.5納米SiO2改性白乳膠的新工藝245
11.5.1產(chǎn)品簡介245
11.5.2原料與設(shè)備246
11.5.3表面改性處理246
11.5.4制備過程中的納米分散技術(shù)246
11.5.5納米SiO2改性白乳膠的制備247
11.5.6中試結(jié)果與質(zhì)量指標248
11.5.7性能測試分析方法248
11.6電子工業(yè)用納米SiO2粉體的新工藝249
11.6.1產(chǎn)品簡介249
11.6.2主要原料及儀器249
11.6.3工藝流程249
11.6.4反應(yīng)原理250
11.6.5制備方法250
11.6.6產(chǎn)品的技術(shù)指標250
11.6.7制備過程中的注意事項250
11.6.8結(jié)論251
11.7納米SiO2粒子改性聚丙烯（PP）的新工藝251
11.7.1產(chǎn)品簡介251
11.7.2原材料與設(shè)備252
11.7.3納米SiO2的表面處理的制備工藝252
11.7.4PP/納米SiO2的DSC分析253
第12章 納米CaCO3產(chǎn)品及新工藝257
12.1概述257
12.2CaCO3的分類258
12.2.1按粉體粒徑分類258
12.2.2按微觀排列分類258
12.2.3按結(jié)晶形狀分類259
12.3納米CaCO3的性質(zhì)259
12.3.1納米CaCO3的物理性質(zhì)259
12.3.2納米CaCO3的化學(xué)性質(zhì)261
12.4納米CaCO3的結(jié)構(gòu)及性能262
12.4.1納米CaCO3的結(jié)構(gòu)特征262
12.4.2納米CaCO3的性能與特點262
12.5納米CaCO3生產(chǎn)狀況262
12.5.1國外納米CaCO3生產(chǎn)狀況262
12.5.2國內(nèi)CaCO3工業(yè)生產(chǎn)狀況263
12.5.3納米CaCO3在國民經(jīng)濟中的地位和作用265
12.5.4納米CaCO3發(fā)展三大趨勢267
12.5.5納米CaCO3生產(chǎn)原料268
12.6納米CaCO3的制備方法272
12.6.1納米CaCO3的生產(chǎn)方法273
12.6.2納米CaCO3生產(chǎn)的典型工藝流程279
12.6.3碳化法的反應(yīng)機理281
12.6.4影響納米CaCO3粒度的幾個因素282
12.6.5國外納米CaCO3研究現(xiàn)狀283
12.6.6納米CaCO3制備工藝的改進283
12.7納米CaCO3國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀283
12.7.1國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀概述283
12.7.2在造紙工業(yè)的應(yīng)用284
12.7.3在橡膠工業(yè)的應(yīng)用285
12.7.4在塑料中的應(yīng)用285
12.7.5在印刷油墨中的應(yīng)用286
12.7.6在涂料工業(yè)的應(yīng)用286
12.8納米CaCO3的市場前景286
12.8.1市場預(yù)測與應(yīng)用狀況286
12.8.2各應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展狀況288
第13章 納米陶瓷和功能陶瓷產(chǎn)品及新工藝289
13.1概述289
13.2納米陶瓷的分類和設(shè)計原則290
13.2.1納米陶瓷的分類290
13.2.2納米陶瓷的設(shè)計原則291
13.2.3納米陶瓷的性能291
13.3納米陶瓷的燒結(jié)293
13.4精細陶瓷的分類和特點294
13.4.1精細陶瓷的分類294
13.4.2精細陶瓷的特點294
13.5功能陶瓷的分類和特點295
13.5.1功能陶瓷的分類295
13.5.2功能陶瓷的特點296
13.6納米陶瓷和精細功能陶瓷產(chǎn)品工業(yè)概況296
13.6.1納米陶瓷的工業(yè)概況與產(chǎn)品概況297
13.6.2我國功能陶瓷工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及工業(yè)產(chǎn)品概況298
13.7納米精細和功能陶瓷的制備方法303
13.7.1精細陶瓷的制備方法303
13.7.2納米陶瓷的制備方法305
13.8納米陶瓷和精細功能陶瓷主要應(yīng)用領(lǐng)域及前景309
13.8.1納米陶瓷獲得應(yīng)用的性能309
13.8.2納米陶瓷獲得應(yīng)用的功能310
13.8.3納米硅基陶瓷粉及其應(yīng)用發(fā)展前景310
13.8.4納米抗菌陶瓷用抗菌劑發(fā)展現(xiàn)狀及前景310
13.8.5應(yīng)用方面有待解決的工藝技術(shù)問題311
13.9納米陶瓷和功能陶瓷生產(chǎn)工藝312
13.9.1Al2O3生物陶瓷生產(chǎn)工藝312
13.9.2納米氮化鋁粉及生產(chǎn)工藝313
13.9.3納米氮化硅及生產(chǎn)工藝315
第14章 納米氧化鐵顏料的新工藝321
14.1概述321
14.1.1納米氧化鐵粉體研究321
14.1.2納米軟磁鐵氧體材料的發(fā)展方向322
14.1.3國內(nèi)生產(chǎn)軟磁鐵氧體的企業(yè)與材料的性能322
14.1.4超細αFe2O3工業(yè)氧化鐵粉體的市場323
14.1.5目前存在的問題324
14.2納米氧化鐵粉體工藝研究324
14.2.1氧化鐵粉體工藝路線324
14.2.2納米αFe2O3粉體創(chuàng)新點325
14.2.3研究內(nèi)容與方案326
14.2.4技術(shù)路線與研究方法326
14.2.5納米氧化鐵紅粉體的表面改性研究327
14.3納米氧化鐵粉體制備327
14.3.1主要原料及儀器327
14.3.2工藝流程327
14.3.3反應(yīng)原理327
14.3.4制備方法328
14.3.5產(chǎn)品的技術(shù)指標328
14.3.6中試研究結(jié)果328
14.4納米氧化鐵粉體表面改性技術(shù)332
14.4.1實驗樣品332
14.4.2試劑332
14.4.3實驗設(shè)備333
14.4.4測試方法333
14.4.5改性效果評價334
14.5α－FeOOH的微晶合成335
14.5.1α－FeOOH的酸法合成335
14.5.2α－FeOOH的堿法合成336
14.6紡錘形α－Fe2O3微粒的合成337
14.7鈷改性氧化鐵磁粉的制備338
14.7.1摻Co的γ－Fe2O3磁粉338
14.7.2包Co氧化鐵磁粉339
14.8均分散氧化鐵納米微粒340
14.8.1超細氧化鐵黃的合成341
14.8.2濕法制備超細氧化鐵紅顏料的新工藝343
14.9納米γ－Fe2O3磁粉的研制344
第15章 納米抗菌產(chǎn)品及新工藝347
15.1概論347
15.1.1國外抗菌材料及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展347
15.1.2國內(nèi)抗菌材料及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展348
15.2納米抗菌機理及其作用機制349
15.2.1納米抗菌功能材料的抗菌機理349
15.2.2納米抗菌材料的作用機制350
15.3納米抗菌劑的種類與分類351
15.3.1納米抗菌劑的種類351
15.3.2納米抗菌劑的分類351
15.4納米抗菌劑及系列納米抗菌產(chǎn)品352
15.4.1納米長效廣譜抗菌劑352
15.4.2納米長效抗菌陶瓷352
15.4.3納米抗菌防霉涂料353
15.4.4納米抗菌塑料353
15.4.5納米抗菌織物354
15.4.6納米抗菌玻璃354
15.4.7納米光催化抗菌涂層354
15.4.8納米長效滅菌防霉噴劑354
15.5納米抗菌涂料354
15.5.1納米TiO2的光催化作用機理356
15.5.2納米TiO2的抗菌原理357
15.5.3納米TiO2抗菌涂料358
15.5.4納米抗菌涂料與吸附除味劑360
15.5.5納米負離子健康涂料360
15.5.6納米TiO2在抗菌涂料中的分散穩(wěn)定性361
15.5.7納米TiO2抗菌涂料的研究363
15.5.8納米凈化涂料367
15.6納米抗菌材料的制備方法371
15.6.1納米抗菌材料的制備371
15.6.2納米TiO2的表面自清潔372
15.6.3納米TiO2配制納米抗菌涂料374
15.7納米TiO2抗菌復(fù)合涂料376
15.7.1納米TiO2抗菌復(fù)合涂料的研究376
15.7.2VOC和綠色功能涂料378
15.8納米抗菌涂料用納米抗菌劑及應(yīng)用情況379
15.8.1天然抗菌劑380
15.8.2有機抗菌劑382
15.8.3無機抗菌劑383
15.9納米抗菌纖維制備工藝及在紡織品中的應(yīng)用385
15.9.1納米抗菌纖維385
15.9.2工藝路線385
15.9.3生產(chǎn)方法386
15.9.4評價方法386
15.9.5抗菌效果386
15.9.6在紡織品中的應(yīng)用387
第16章 納米塑料產(chǎn)品及新工藝389
16.1納米塑料的性能389
16.1.1高強度和高耐熱性389
16.1.2高阻透性390
16.1.3高阻燃窒息性390
16.1.4增強增韌及耐熱性能390
16.1.5抗老化、耐磨性及透明性能391
16.1.6良好的導(dǎo)電性391
16.1.7納米塑料的各向異性392
16.1.8納米塑料的熱力學(xué)原理及性能392
16.1.9納米塑料的加工性能392
16.2典型的納米塑料394
16.2.1納米通用塑料394
16.2.2納米工程塑料394
16.2.3納米特種工程塑料395
16.2.4納米功能塑料395
16.2.5納米纖維增強塑料397
16.3納米塑料的制備方法397
16.3.1插層復(fù)合法397
16.3.2溶膠－凝膠法399
16.3.3直接分散法400
16.3.4原位聚合法401
16.3.5其他合成方法401
16.4納米塑料的研究進展402
16.4.1無機納米塑料的研究進展402
16.4.2有機納米塑料的研究進展404
16.4.3金屬納米塑料的研究進展404
16.4.4納米塑料材料加工方法的研究方向405
16.4.5可工業(yè)化生產(chǎn)的納米塑料405
16.5納米塑料產(chǎn)品及納米塑料材料性能實例406
16.5.1納米熱固性塑料產(chǎn)品406
16.5.2納米改性通用塑料產(chǎn)品408
16.5.3納米工程塑料產(chǎn)品408
16.5.4納米特種工程塑料產(chǎn)品409
16.5.5納米塑料材料性能實例410
16.6納米抗菌塑料產(chǎn)品應(yīng)用實例411
16.6.1納米抗菌塑料產(chǎn)品應(yīng)用概況411
16.6.2Conval－40B納米抗菌劑產(chǎn)品介紹412
16.7納米塑料開發(fā)中的問題416
參考文獻419