纳米光催化剂研究现状与展望

年月纳米光催化剂研究现状与展望

马成乡

太原学院山西太原030032

摘要：随着水污染环境问题的日益严重，纳米光催化剂的研究也逐渐的开展起来。本文在分析影响纳米光催化剂性能因素的基础上，探讨了纳米光催化剂的研究现状，并对该材料的发展进行了相关探讨。

关键词：纳米光催化剂；影响因素；研究现状

随着我们国家经济的不断发展，生态环境的污染呈现出不断恶化的趋势，各种环境污染事件开始被社会媒体广泛的暴露出来。在种类比较多的环境污染物中，有机物的比例占到了50%以上。其中天然有机物对环境水体的污染比较小，大多数人工有机物对水体环境的污染程度较大。光催化技术与其他治理环境污染的技术相比，并不需要进行二次净化处理，而且这种纳米光催化剂可以循环使用。

一、影响纳米光催化剂的因素研究

影响纳米光催化剂的性能的因素主要体现在以下几个方面：1.催化剂的晶体结构：通常用作光催化剂的TiO 2具有两种晶体结构，分别为锐钦矿型和金红石型。有的研究结构表明，如果在锐钦矿型的晶体上进行金红石型晶体的生产，能够有效的促进锐钦矿型晶体多污染物的吸收。2.纳米催化剂粒径的影响：催化剂粒径的大小对其催化性能具有着比较重要的影响。很多研究结果表明，随着催化剂粒径的降低，光谱能够响应的范围也就越来越广。尤其当光催化剂离子达到纳米级别时，将会具有更高的氧化还原能力。但是随着纳米粒径的进一步减小，光的载流子在表面符合的概率会进一步增加，也就意味着光催化剂性能的下降。3.比表面积的影响：在反应物质比较充足的情况下，表面积越大，催化剂的活性也就越高；另外催化剂表面的活性中心是并不稳定的。

在反应体系与催化剂的反应条件方面主要影响因素表现在以下几个方面：1.反应的温度：一般来说温度对于光子的表面迁移和吸附以及解吸并不会产生比较明显的影响，所以在某种程度上问对对光催化反应的影响比较小。光催化剂在光的作用下进行各类有机物的催化反应过程时，反应速率与温度比较符合阿伦尼乌斯方程的描述。2.溶液PH 值得影响：溶液的PH 值对半导体的能带分布和表面的性质具有较高的影响。徐成杰等人在研究TiO2在降解有机物的过程中发现，当溶液的PH 值为7时，其降解的效率达到最低。3.光强度的影响：当环境中光的强度较低时，降解速率与光照强度程线性关系；中等光照强度，两者呈现平方根线性关系；当进一步增加光照强度时，催化速率的增加并不明显。

二、纳米光催化的掺杂改性以及复合半导体纳米催化剂的研究

当前纳米的光催化性能研究主要集中在TiO 2的光催化剂掺杂改性研究。在很多学者的研究之中，为了进一步减少自由电子与空穴相互复合的概率，可以在二氧化钛中掺杂少量的稀土离子。非金属离子的掺杂可以使得辐射光谱的范围进一步增强，进而可以提高可见光的利用效率。最近十年以来，双组份甚至是多组分掺杂已经成为纳米光催化剂TiO 2改性研究的热点。美国华盛顿大学的S AKATania 等学者采用溶胶凝胶法制备了La-N-TiO 2光催化剂，ES R 实验研究表明，这种经过掺杂改性的催化剂在500-678nm 光源的照耀下，对于乙醛的降解具有优异的效果。

最近几年以来半导体复合光催化剂的研究引起了学者的广泛注意。从本质上来说，半导体复合就是指一种物质粒子对另外一种物质粒子的修饰。目前的研究结果表明复合半导体比单一半导体具有更好的光催化效果。Tang 等人制备了CaIn 2O 4复合半导体，在亚甲基蓝120min 的脱色实验内，其脱色率可以达到96%。T ony 等人研制除了Fe 2O 3-S nO 2、CuO-SnO 2等类型的复合纳米半导体光催化剂。

三、展望

纳米光催化剂对当前环境问题的解决提供了比较合理的方案，但是目前环境中的光催化剂研究还停留在实验室阶段，并没有得到广泛的应用。目前影响纳米光催化性能的因素主要包括了催化剂的晶体结构、比表面积、反应温度、PH 值等因素；其次对纳米光催化的掺杂改性以及复合半导体纳米催化剂的研究现状进行了一定的分析，指出在以后的污水处理方面，应该设计比较简单的工艺组合反应来处理废水中的污染物，使得纳米光催化剂能够真正的从实验室走向社会。

参考文献：

[1]GuoX.,Yang J.,Deng Y.et.al Hydrothermal synthesis and photoluminescence of hierarchic al lead tungstate superstructures re f f ects of reaction temperature and surf actanats[J].European Journalof Inorganic Chemistry,2013,2010(11):1736-1742.

[2]SeguraPA,Frane oisM,Ga gnonC,etal.Reviewof theoeeurreneeo f anti-inf eetivesin contaminatedwastew atersandnatUr alanddrinkingw a ters[J].EnvironHealthpersP,2012,117(5):675-684.

管理创新

2014129

纳米药物的研究现状与展望

基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)重大课题(课题编号2006AA10A203) 作者简介:张继瑜(1967-),副研究员,博士,研究方向为新兽药研制与安全评价 收稿日期:2007-09-04 纳米药物的研究现状与展望 张继瑜1 刘根新2 吴培星1 李剑勇1 董鹏程1 周绪正1 魏小娟 1 (1中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所,甘肃兰州 730050;2甘肃农业大学,甘肃兰州 730060) 摘 要:本文通过对近年来纳米药物研究资料的归纳整理,介绍了纳米药物的发展现状和纳米药物的特点及纳米兽药、中药的研究状况。同时,对纳米药物给药系统及载体系统的发展和纳米药物研究中存在的问题进行了总结,找出了纳米药物研究中的问题和发展方向。关键词:纳米;药物;给药系统;载体系统 中图分类号 R 927 文献标识码 B 文章编号 1007-7731(2007)18-139-04 1990年7月,在美国巴尔的摩召开的第一届国际纳米科学与纳米技术会上提出了/纳米技术0(nano scale tech -nology)这一新概念。纳米技术已广泛用于材料学、电子学、生物学、显微学等多个领域并获得突破性进展。纳米技术是一门在011-100nm 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,或对物质进行研究、并掌握其原子和分子的规律和特征的高新技术学科 [1] 。它的最终目的将使人类能够按照自己的意志操纵 单个原子,在纳米尺度上制造具有特定功能的产品,实现生产方式的飞跃 [2] 。纳米技术在药学领域的应用,已展 现其推动药学发展的巨大潜力,以纳米技术制备的纳米药物对药物的药代动力学及药效动力学的影响已引起医药界的高度重视 [3] 。 纳米药物(nanod r ug)是在纳米尺度采用纳米技术从动、植、矿物资源中提取的某些有药用价值的物质或人工合成的药物以及药物载体。纳米药物(nanodr ug)是以纳米粒(nanoparticale ,NP)、纳米球(nanospher e ,N S)或纳米囊(nanocapsu l e ,NC )等纳米微粒作为载体系统,与药效粒子以一定的方式结合在一起后制成的药物,其粒径可能超过100n m,但通常小于500nm,纳米药物也可以是直接将原药加工制成的纳米粒 [4] 。随着纳米技术的进一步发展 和应用,必将引起制药业的巨大变革,为人类战胜疾病创造更有效的工具和途径的同时在人类研究和治疗动物疾病方面也必将展现出美好的前景和未来。 1 纳米药物的特点 纳米药物与常规药物相比较,具有颗粒小、比表面积大、表面反应活性高、活性中心多、吸附能力强等特性,因此具有很多常规药物所难以比拟的优点 [5-7] :缓释药物, 改变药物在体内的半衰期,延长药物的作用时间;制成导向药物后能达到特定的靶器官;在保证药效的前提下,减少药用量,减轻或消除毒副作用;改变膜转运机制,增加药物对生物膜的透过性,有利于药物透皮吸收及细胞内药效的发挥;增加药物溶解度;有利于药物的局部滞留,增加药 物与肠壁接触的时间和面积,提高口服药物吸收利用度,防止胃蛋白酶等对药物的水解,提高药物胃肠稳定性;可保护核苷酸,防止其被核酸酶降解;可帮助核苷酸转染细胞,并起到定位作用;也可用于建立一些新的给药途径。 2 纳米给药系统 纳米给药系统(nanopartical e dr ug deli very syste m,NDDS)是指药物与药用材料一起形成的粒径为1-1000n m 的纳米级药物输送系统(DDS ),包括纳米粒(nan -opartical e ,NP)、纳米球(nanosphere ,N S)、纳米囊(na nocap -su le ,NC))、纳米脂质体(na noli poso m es ,NL )、纳米级乳剂(nano-e m uls i on ,NE)等。由于纳米尺度下的DDS 及其所用材料的性质、表面修饰等,NDDS 在实现靶向性给药、缓释药物、提高难溶性药物与多肽药物的生物利用度、降低药物的毒副作用等方面表现出良好的应用前景。因而成为近年来药剂学领域的研究热点之一。国外有关NDDS 报道的文献最早见于1978年 [7] ,国内20世纪80年代末 以文献综述的形式对其进行了介绍[8-9] 。 2.1 纳米粒(na noparticale ,NP) NP 主要有可生物降解 聚合物NP 和天然的高分子材料NP 两种类型。其主要特点是:生物相容性好,对内皮网状系统、肿瘤、炎症等部位有生物靶向性,可被机体内的脂酶生物降解后缓释药物并 能降低药物的毒副作用,材料降解后可被机体清除等,尤其适合于包载脂溶性药物。[10] 2.2 固体脂质纳米粒(soli d lipid nanopartical es ,SLN ) SL N 具有下述优点 [11] :(1)颗粒尺寸小,平均粒径在纳米 尺度,可用于注射给药;(2)生理可接受,在制备过程中无有机溶剂、有毒聚合物单体等有毒残留物;(3)对亲脂性药物有足够的载药能力,通过工艺调整还可以包封亲水性药物;(4)延长药物释放达数天至数周;(5)其水分散系可长期稳定达3年,通过冷冻干燥或喷雾干燥还可以制成固体粉末;(6)通过对其表面进行特征修饰,可控制靶向特定组织(靶向给药);(7)有足以供应市场的大规模工业化生产方式;(8)价格相对较为低廉。近年来,SLN 吸引了国 139 安徽农学通报,Anhu iAgri 1Sci 1Bu ll 12007,13(18):139-142

(完整版)纳米抗菌材料国内外研究现状

1.国内外研究现状和发展趋势 （1）多尺度杂化纳米抗菌材料的国内外研究进展 Ag+、Zn2+和Cu2+等金属离子具有抗菌活性，且毒性小、安全性高而被广泛用作抗菌剂使用。但是，由于其存在易变色、抗菌谱窄、长效性差、耐热性和稳定性不好等缺点而成为其进一步发展的障碍。相比而言，纳米银、纳米金、纳米铜、纳米氧化锌等纳米材料则可以在一定程度上克服这些问题。例如纳米银，在抗菌长效性和变色性方面均比银离子（多孔纳米材料负载银离子）抗菌剂有显著改善，而且其毒性也更低（Adv. Mater. 2010）；关于其抗菌机理，被认为是纳米银释放出银离子而产生抗菌效果（Chem. Mater 2010，ACS Nano 2010）。纳米金也有类似的效果（Adv. Mater. Res.2012），尽管活性比纳米银稍差，但其对耐药菌株表现出良好的抗菌活性(Biomaterials 2012)。铜系抗菌材料可阻止“超级细菌”（NDM-1）的传播（Lancet Infec.Dis. 2010）。活性氧化物是使用时间最长、使用面最广泛的一类长效抗菌剂，其中氧化锌是典型代表，特别是近年来随着纳米技术的发展，一系列低维结构氧化锌的出现，为氧化锌系抗菌材料提供了极大的发展空间，由于其良好的安全性，氧化锌甚至可用于牙科等口腔材料（Wiley Znter Sci.，2010）。本项目相关课题组多年的研究发现，ZnO的形貌差异、结构缺陷和极化率等都会影响其抗菌活性（Phys. Chem. Chem. Phys. 2008）；锌离子还可以与多种成分杂化，产生协同抗菌活性而提高其抗菌性能（Chin. J. Chem. 2008, J. Rare Earths 2011）。 利用杂化纳米材料结构耦合所带来的协同作用提高纳米材料的抗菌活性是近年来的研究热点。例如：纳米铜与石墨烯杂化体系中存在显著的协同抗菌作用（ACS Nano2010）。用络氨酸辅助制备的Ag-ZnO杂化纳米材料，表现出良好的抗菌和光催化性能（Nanotechnology 2008）；但是Ag的沉积量过大，催化活性反而有所降低（J. Hazard. Mater. 2011）。以壳聚糖为媒质，通过静电作用合成得到均匀的ZnO/Ag纳米杂化结构，结果显示，ZnO/Ag纳米杂化结构比单独的ZnO 和单独纳米Ag的抗菌活性都高，表现出明显的协同抗菌作用（RSC Adv. 2012）。Akhavan等用直接等离子体增强化学气相沉积技术，结合溶胶-凝胶技术把锐钛

碳纳米管吸波材料的研究现状与展望

3海南省自然基金(80628)资助;海南大学科研基金资助项目(Kyjj0419)　王生浩:男,1984年生,研究方向为吸波材料　文峰:通讯作者,男,博士,副教授　E 2mail :fwen323@1631com 碳纳米管吸波材料的研究现状与展望3 王生浩,文　峰,李　志,郝万军,曹　阳 (热带生物资源教育部重点实验室;海南大学理工学院材料科学系,海口570228) 摘要 碳纳米管因其独特的物理和化学性能10多年来一直备受关注,已有研究将其运用于军事科技领域,如 吸波材料,但目前国内关于此类研究的报道还不多。较为全面地总结了近年来国内外对碳纳米管作为吸波材料的研究成果及其目前的研究现状,即简述碳纳米管的吸波机理;详细介绍碳纳米管薄膜、活性碳纳米管、磁性金属(合金)/碳纳米管、碳纳米管/聚合物基复合吸波材料的研究现状;展望未来吸波材料的发展方向。 关键词 碳纳米管　吸波材料　吸波性能　复合 The R esearch Status and Prospect of Electromagnetic W ave 2 absorbing C arbon N anotubes WAN G Shenghao ,WEN Feng ,L I Zhi ,HAO Wanjun ,CAO Yang (Key Laboratory of Tropical Biological Resources of Chinese Education Ministry ,Department of Materids Science , School of Science and Engineering ,Hainan University ,Haikou 570228) Abstract Carbon nanotubes (CN Ts )have been given great attention due to its unique physical and chemical properties.There are some researches about CN Ts which have been applied in military science and technology ,for ex 2ample as electromagnetic wave absorbing materials (EAM ),but few papers reports this kind of research.In this pa 2per ,the research results and present status of CN Ts as EAM are summarized in general by three parts.①the wave ab 2sorbing mechanism of the CN Ts ,②the present research status of the materials ,including thin film of CN Ts ,activated CN Ts ,metal 2coated CN Ts ,and CN Ts/Polymer composite EAM ,③the f uture prospect of EAM. K ey w ords carbon nanotubes (CN Ts ),electromagnetic wave absorbing materials (EAM ),electromagnetic wave absorbing properties ,composite 　 0　引言 随着电子技术的发展,电磁辐射成为新的社会公害[1],尤其是射频电磁波和微波辐射已经成为又一大环境污染。电磁辐射不仅会干扰电子仪器、设备的正常工作[2～4],而且还会影响人类的身体健康[5～8]。军事上,随着探测技术的发展,在战争中实现目标隐身对提高武器系统的生存和突防打击能力有着深刻的意义[9～11]。解决电磁辐射污染和实现目标隐身的最有效方法是采用吸波材料(Electromagnetic Wave Absorbing Materials ,EAM )。作为环境科学与军事尖端技术的组成部分,电磁波吸收材料的研究已成为一个重要的科研领域。吸波材料要求吸收强、频带宽、比重小、厚度薄、环境稳定性好,而传统的吸波材料很难满足上述综合要求,出现的问题是吸收频带单一、比重大、吸收不强等,纳米技术的发展为吸波材料开拓了一个新的研究领域。纳米吸波材料具有吸收强、频带兼容性好、材料轻、性能稳定等优点,是一类新型的吸波材料。 自1991年日本N EC 公司的电镜专家S.Iijima 发现碳纳米管(Carbon Nanotubes ,CN Ts )[12]以来,CN Ts 以其独特的结构、优良的物理、化学性质和机械性能引起了世界各国科学家的广泛关注,成为物理、化学和材料科学领域的研究重点和热点。近 年来对碳纳米管复合材料的合成和应用研究是纳米科技领域的 热点之一,但有关该类材料应用于电磁波吸收材料的研究报道还很少。有关微波与吸波材料相互作用的基础理论文献[13]已有较详细的论述,本文不再赘述。本文对目前碳纳米管吸波材料的研究现状进行了论述,并针对目前存在的问题提出了相应的解决思路。 1　碳纳米管的吸波机理 碳纳米管是一维纳米材料,纳米粒子的小尺寸效应、量子尺寸效应和表面界面效应等使其具有奇特的光、电、磁、声等性质,从而使得碳纳米管的性质不同于一般的宏观材料。纳米粒子尺度(1～100nm )远小于红外线及雷达波波长,因此纳米微粒材料对红外及微波的吸收性较常规材料强。随着尺寸的减小,纳米微粒材料具有比常规粗粉体材料大3～4个数量级的高比表面积,随着表面原子比例的升高,晶体缺陷增加、悬挂键增多,容易形成界面电极极化,高的比表面积又会造成多重散射,这是纳米材料具有吸波能力的重要机理。在原子排列较庞大的界面中及具有晶体畸变、空位等缺陷的纳米粒子内部形成的固有电矩,在微波场的作用下,由于取向极化,提高了纳米粒子的介电损耗。量子尺寸效应使纳米粒子的电子能级由连续的能谱变为分裂的

二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势

二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势 随着世界经济的飞速发展，能源的生产与供求矛盾越发突出，石油作为工业发展的命脉，由于其储量的有限性，使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。 针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题国外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率(EOR)技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅适用于常规油藏，尤其对低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率 （一）二氧化碳驱油技术机理 1、降粘作用 二氧化碳与原油有很好的互溶性，能显著降低原油粘度，可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高，降低后的粘度差越大，粘度降低后原油流动能力增大，提高原油产量。 2、改善原油与水的流度比 二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，同时也降低了水的流度，改善了油与水流度比，扩大了波及体积。 3、膨胀作用 二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量，还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，是驱油效率升高，提高原油采收率。 4、萃取和汽化原油中的轻烃 在一定压力下，二氧化碳混合物能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃，降低原油相对密度，从而提高采收率。二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。 5、混相效应 混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力。二氧化碳与原油混合后，不仅能萃取和汽化原油中轻质烃，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到90%以上。 6、分子扩散作用 多数情况下，二氧化碳是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油。分子的扩散过程很

关于碳纳米管的研究进展综述

关于碳纳米管的研究进展 1、前言 1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新 的“大碳结构”概念诞生了。之后,人们相继发现并分离出C 70、C 76 、C 78 、C 84 等。 1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。1999年,韩国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。 2、碳纳米管的制备方法 获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。化学气相沉积法是实现工业化大批量生产碳纳米管的有效方法,但由于生长温度较低,碳纳米管中通常含有

重油加氢技术特点和发展趋势

113重油加氢技术特点和发展趋势 卜蔚达 （中国石油大学（北京）化学科学与工程学院，北京 102249） 摘要：本文针对重油加氢技术的重要性和应用情况，从工艺和催化剂角度分别介绍了固定床、悬浮 床、沸腾床、移动床加氢技术的特点和发展现状，通过对四个工艺优缺点的分析提出了重油加氢的研 究方向和发展趋势。 关键词：重油加氢；固定床；悬浮床；沸腾床 引言 随着原油的变重、变稠以及轻质油品的需求量不断增大，重油加工成为现代炼厂面临的主要问题。目前重油加工主要有延迟焦化、减粘裂化、重油催化裂化和重油加氢4个工艺过程[1]。延迟焦化和减粘裂化属于热加工过程，其特点是可以处理各种渣油，但是液体产物的质量差、焦炭产率高。重油催化裂化对原料的要求较高，无法处理劣质的渣油。重油加氢一方面可以处理高硫、高残炭、高金属的劣质渣油，另一方面可以提高液收率和液体产物的质量。同时可以和其它工艺进行组合，特别是重油加氢和催化裂化组合工艺。我国在重油加氢方面和国外存在着较大的差距，但是随着国内环保机制的日益严格化，对油品的质量提出了更高的要求，提高重油加氢技术显得尤为迫切。 1 重油加氢技术 1.1 固定床加氢技术 固定床渣油加氢技术的应用最为广泛，工业化过程也最多。我国引进和自行设计开发的渣油固定床加氢工艺如下[2，3]： 1.1.1 VRDS工艺 我国第一套渣油固定床加氢工艺，于20世纪90年代初由齐鲁石油化工公司从美国Chevoron公司引进。最初的设计以孤岛减压渣油为原料，以生产低硫燃料油为目的，后来发展成VRDS-RFCC组合工艺，即减压渣油经固定床加氢处理后给重油催化裂化提供原料。采用组合工艺后，其渣油能够全部转化，加工深度高，轻质油收率高。 1.1.2 ARDS工艺 我国从UOP公司引进的中东含硫原油常压渣油加氢脱硫装置。对常压渣油进行加氢脱硫、脱氮、脱金属、脱残炭等使加氢后的重馏分可在催化裂化等装置中进一步轻质化。 1.1.3 S-RHT工艺 茂名石油化工公司渣油固定床加氢脱硫装置是我国自行设计开发的固定床加氢处理技术，洛阳石油化工工程公司承担此项目的工程开发、工程设计，设计原料为中东含硫原油的减压渣油及部分减压蜡油混合料，主要产品为少量石脑油、柴油和大量的脱硫改质催化裂化进料。 固定床重油加氢的优点是工艺成熟，产品收率高，精致深度高，脱硫率可以达到90%[4]以上，工艺和设备结构简单，易操作。缺点是无法及时更新催化剂，在处理高金属和高沥青质、高胶质含量的原料时，催化剂减活和结焦较快，床层也易被焦炭和金属有机物堵塞。只能加工金属<200μg/g，残炭<15%的渣油[4]，因此对原料的适应性较差。固定床反应器是非等温反应器，对于放热的加氢反应容易产生飞温现象。另外，固定床加氢工艺单程转化率低(20%-50%)[4]，需要有较大的重油催化裂化、柴油加氢精制装置进行配套，产品中柴汽比较低。1.2 悬浮床加氢技术 我国悬浮床加氢工艺还处于研究和开发阶段，目前主要有两种工艺过程，即[1]。 1.2.1 FRIPP的悬浮床工艺 该工艺采用空筒式反应器和高活性水溶性多金属分散催化剂、现场乳化分散、硫化剂直接加入到原料中，在加热过程中催化剂进行预硫化的方式操作，催化剂具有较强的抑焦功能，可实现长周期连续运转。催化剂水溶液被乳化分散在原料油中直接通过反应器，流程简单、操作方便，克服了早期的悬浮床工艺尾油中含有大量固体颗粒从而难以 2010年第3期2010年3月 化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment

纳米材料的发展及研究现状

纳米材料的发展及研究现状 在充满生机的21世纪，信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求，元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术。新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。 纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象，也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。近年来，纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就。例如，存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘，成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器，价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件，用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世，充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力。正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”。 纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇。研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次，是知识创新的源泉。由于纳米结构单

元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度，如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当，从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子，也不同于宏观物体，从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域。在纳米领域发现新现象，认识新规律，提出新概念，建立新理论，为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础，也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵。世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计，异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合。纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点，人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破。1研究形状和趋势纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术，带动纳米产业的发展。世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究，在千年交替的关键时刻，迎接新的挑战，抓紧纳米材料和柏米结构的立项，迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的。纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目。进入90年代，纳米材料研究的内涵不断扩大，领域逐渐拓宽。一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密，实验室成果的转化速度之快出乎人们预料，基

碳纳米管材料的研究现状及发展展望

碳纳米管材料的研究现状及发展展望 摘要： 碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。本文综述了碳纳米管的制备方法、结构性能、应用以及碳纳米管发展趋势。 关键词：碳纳米管；制备；性质；应用与发展 1、碳纳米管的发展历史 1985年发现了巴基球(C60)；柯尔、克罗托和斯莫利在模拟宇宙长链碳分子的生长研 究中，发现了与金刚石、石墨的无限结构不同的，具有封闭球状结构的分子C60。（1996年获得诺贝尔化学奖） 1991年日本电气公司的S. Iijima在制备C60、对电弧放电后的石墨棒进行观察时，发现圆柱状沉积。空的管状物直径0.7-30 nm，被称为Carbon nanotubes (CNTs）； 1992年瑞士洛桑联邦综合工科大学的D.Ugarte等发现了巴基葱(Carbon nanoonion)； 2000年，北大彭练矛研究组用电子束轰击单壁碳纳米管，发现了Ф0.33 nm的碳纳米管,稳定性稍差; 2003年5月，日本信州大学和三井物产下属的公司研制成功Ф 0.4 nm的碳纳米管。 2004年3月下旬, 中国科学院高能物理研究所赵宇亮、陈振玲、柴之芳等研究人员，利用一定能量的中子与C70分子相互作用，首次成功合成、分离、表征了单原子数目富勒烯 分子C141。 2004 ，曼彻斯特大学的科学家发现Graphene(石墨烯)。进一步激发了人们研究碳纳米材料的热潮。 2、碳纳米管的分类 2.1碳纳米管 碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体，一般可分为单壁碳纳 米管、多壁碳纳米管。 2.2纳米碳纤维 纳米碳纤维是由碳组成的长链。其直径约50-200nm，亦即纳米碳纤维的直径介于纳米碳 管（小于100 nm）和气相生长碳纤维之间。 2.3碳球 根据尺寸大小将碳球分为：(1)富勒烯族系Cn和洋葱碳(具有封闭的石墨层结构，直径在2—20nm之间)，如C60，C70等；(2) 纳米碳粉。 2.4石墨烯 石墨烯（graphene）是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建其它维度碳质材料的基本单元。 3、碳纳米管的制备 3．1电弧法

碳纳米管的研究进展

碳纳米管的研究进展* 王全杰1,2** 王延青1*** （1. 陕西科技大学资源与环境学院，陕西 西安 710021；2. 烟台大学化学生物理工学院， 山东 烟台 264005） 摘要：碳纳米管是由石墨层片卷成的管状结构的一种新型纳米材料，拥有独特的物理化学、电学、热学和机械性能以及十分诱人的应用前景。文章对碳纳米管的制备方法、性质、纯化及应用前景进行了简要的综述。 关键词：碳纳米管；合成；性能；纯化；应用 中图分类号G 311 文献标识码 A Progress of Research for Carbon Nanotubes Wang Quanjie 1,2,Wang Yanqing 1 （1.College of Resource and Environment，Shaanxi University of Science and Technology，Xi’an 710021,China；2. Chemistry and Biology College，Yantai University，Yantai 264005,China）Abstract: Carbon nanotubes are a new class of nano-material with tubular structure formed via rolling-up of coaxial sheets of graphite. They have unique physicochemical, electrical, thermal and mechanical properties, opening up various intriguing possibilities for applications. The preparation methods, properties, methods of purification and application of carbon nanotubes are briefly reviewed. Key words: carbon nanotubes；synthesis；property；purification；application 自1991年日本科学家Lijima发现碳纳米管(Carbon Nanotubes,简称CNTs)，1992年Ebbesn等人提出了实验室规模合成碳纳米管的方法后，其独特的结构和物理化学性质受到人们越来越多的关注[1]。碳纳米管因具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等特点,从而使其具有特殊的机械、物化性能，在工程材料、催化、吸附、分离、储能器件电极材料等诸多领域中具有重要的应用前景。 *基金来源：山东省科技攻关项目（2008GG10003020） **第一作者简介：王全杰，男，1950年生，教授 ***通讯联系人

基于纳米技术的中药现代化研究现状

基于纳米技术的中药现代化研究现状 摘要：随着国家科学技术不断的进步我国纳米科学技术的发展越来越成熟，在 国内各大行业与尖端技术中都会有纳米技术的应用。在诸多科学技术的基础上纳 米科学技术的发展与创新为国内物理学和生物学以及电子学等等诸多领域的科学 技术发展起到了推动作用。在国内近些年来有关专家与研究机构逐渐的将纳米科 学技术应用到生物医学中去，极大的促进了我国中药现代化技术的发展，为研究 国内中药现代化技术带来了新的思路与方向。本文针对国内中药现代化技术的发 展现状研究纳米技术在中药现代化技术发展中带来的作用，并且通过分析纳米技 术在中药现代化技术应用中体现出来的优点，表明纳米科学技术在中药现代化技 术发展中具有重要的现实意义。 关键词：纳米科学技术中药现代化意义 引言：在20世纪80年代初由于扫描隧道显微镜的出现人们开始对一至一百 以内纳米长度的分子世界进行了研究，研究的目标是让具有特别功能的产品由分 子或者原子直接构造，所以简单来说纳米科学技术指的就是由单个原子或者分子 直接制造物品的科学技术。在纳米科学技术的应用中主要分为四个方面：纳米材 料的研究、纳米动力学的发展、纳米电子学以及纳米生物学和药物学。其中纳米 生物学和药物学作为现代化医学科学技术的基石对推动生物医学相关行业发展具 有重要作用，同时纳米科学技术也极大了推动了国内中药现代化科学技术的不断 创新与发展。 一、分析纳米技术在中药现代化应用中的特点 中药作为我国自主研发产业拥有着长久的历史。在屠呦呦研究中药青蒿时提 取出的青蒿素能够有效的对一些传染病进行防治体现了中药具有极大地现代化研 究价值以及应用价值。而随着纳米科学技术的不断发展为中药现代化带来了新的 研究思路，并且纳米科学技术在中药的应用能够发挥中药各种各样的新特性。 1.能够有效提高中药主要成分的功效 纳米科学技术应用于中药主要是将中药里的主要成分通过技术手段加工成纳 米量级。随着中药里的主要成分被加工成纳米量级时其药味和药性都会发生变化，能够较好的增强中药的药效并且能够使中药产生新功效。在中药纳米技术的现代 化发展中纳米中药不但能够提高中药的治疗效果并且能够降低药物产生的毒副作用，对现代生物医学技术的发展具有重大意义。 2.增强中药的生物吸收程度 在中药的服用过程中由于某些重要成分在水中很难溶解导致服用人员无法很 好的吸收中药，倘若加大中药的服用量又会导致药物毒副作用的增加[1]。而纳米 中药的出现则很好地规避了这些问题。由于纳米中药的暴露面积较大使药物能够 更好的溶于水中从而让药物大面积的分布在体内。而传统的中药具有完整的细胞 壁导致人体对中药里的一些有效成分不能较好的吸收，而采用纳米技术制备的中 药将中药的细胞壁完全破坏掉以让服用人员对中药的吸收率大大提高。 3.使中药的稳定性得到提高 在熬制传统中药过程中非常容易导致中药里面的有效成分遭到破坏并且还会 伴生中药成分之间的氧化还原化学反应从而产生新的毒副作用，而纳米中药则会 使中药的有效成分处在一个比较封闭的环境下，大大减少了中药有效成分的丢失 并且也使中药成分之间发生化学反应的情况得到控制，从而极大的增加了中药药 物的稳定性。并且由于人体内存在着的大量酸碱环境以及酶会对中药药物产生破

碳纳米管材料的研究现状及发展展望[英文]

Research status and development prospect of carbon nanotubes Abstract: Carbon nanotubes due to their unique structure and excellent physical and chemical properties, and has wide application prospect and huge commercial value. This paper reviewed the methods for preparing carbon nanotubes, structural properties, application and development trend of carbon nanotubes. Keywords: carbon nanotubes; preparation; antistatic; stealth; radar absorbing coating Nanometer material because of its size in the transition region junction of atomic clusters and macroscopic objects, with the quantum size effect, small size effect, surface effect and the macroscopic quantum tunnel effect and other characteristics, exhibit many unique physical and chemical properties. Nanometer material nineteen eighties early after the formation of the concept, the world have paid great attention. It has unique properties, physical, chemical, material research, biology, medicine and other fields with meters of new opportunities. 1, carbon nanotube preparation, structure and properties 1.1, the preparation of carbon nanotubes

碳纳米管的改性研究进展

碳纳米管的改性研究进展 摘要：碳纳米管因其独特的结构与优异的性能，在许多领域具有巨大的应用潜力而引起了广泛的关注。由于碳纳米管不溶于水和有机溶剂，极大地制约了其性能的应用，因此碳纳米管的功能化改性 就成为目前研究的热点。本文简要介绍了碳纳米管及其性质作，详细阐述了碳纳米管的改性研究进展，并对今后的研究方向进行了展望。 关键词：碳纳米管；结构与性能；功能化；共价改性；非共价改性 1. 碳纳米管及其性能简介 1.1碳纳米管的结构 碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是1991年由日本筑波NEC公司基础研究实验室的Iijima在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时意外发现的一种具有一维管状结构的碳纳米材料。因其独特的准一维管状分子结构、优异的力学、电学和化学性质及其在高科技领域中潜在的应用价值，引起了世界各国科学家们的广泛关注，由此引发了碳纳米管的研究热潮和十多年来纳米科学和技术的飞速发展。 碳纳米管是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝、中空的 微管，每层纳米管是一个由碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的 六边形平面组成的圆柱面。根据构成管壁碳原子层数的不同，CNTs可以分为:单壁碳纳 米管(single-walled carbon nanotube，SWNT)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube, MWNT)两种形式。MWNTs的层间接近ABAB堆垛，其层数从2～50不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距（0.34nm）相当。MWNTs的典型直径和长度分别为2～30nm 和0.1～50μm；SWNTs典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。与MWNTs 比，SWNTs是由单层圆柱型石墨层构成，其直径的分布范围小，缺陷少，具有更高的 均匀一致性。无论是MWNTs还是SWNTs都具有很大的长径比，一般为100～1000， 最大可达到1000～10000，可以认为是一维分子。CNTs有直形、弯曲、螺旋等不同外形。在MWNTs中不同石墨层的螺旋角各不相同，由Euler定理可知，在CNTs的弯曲处，一定要有成对出现的五元环和七元环才能使碳纳米管在弯曲处保持光滑连续，而封 闭的两端半球形或多面体的圆拱形是由五元环参与形成的。但是实际制备的CNTs或多 或少存在这样那样缺陷，主要缺陷有三种类型：拓扑学缺陷，重新杂化缺陷和非完全键

含油污泥的处理现状及展望

含油污泥的处理现状和展望 摘要 含油污泥会对环境造成二次污染，必须进行无害化处理和资源化利用。针对含油污泥处理现状，分析了国内外处理含油污泥方法上存在的问题，综述了国内外含油污泥的处理技术现状、及含油污泥处理技术的研究进展。资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。关键词：含油污泥；资源化；除油；综述 Abstract: Oily sludge may do harm to the production and the environment and must be treated harmlessly and be utilized comprehensively.n view of the present situation of oily sludge treatment, the problems existing in oily sludge treatment at home and abroad are analyzed.This article summarized the present situation about domestic and foreign oily sludge treatment, and forecast the development direction about technology of oily sludge treatment. Resources utilization of oily sludge will be the dominant technique for oily sludge treatment in the future. Key Words: oily sludge、comprehensive utilization、oil removal、detoxification 1含油污泥的危害和来源 含油污泥是石油生产的伴随品,是石油生产的主要污染源之一,也是影响油田及周边环境质量的一大难题。含油污泥中大量的有机物和丰富的氮、磷、硫等营养物质,不加稳定处理的污泥任意排入水体,污泥中的有机物和氨氮将大量消耗水体中的氧,导致水体水质恶化,严重影响水生物的生存,营养物质又会使水体富营养化,在沿海海域造成赤潮和绿潮。除此,不同成分的含油污泥对环境和人类造成的危害是不同的。 1.1含油污泥的危害 油田含油污泥的组成成份极其复杂,是一种极其稳定的悬浮乳状液体系,含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,还包括生产过程中投加的大量凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂[1]。并因其体积庞大,排放后不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。我国现已对含油污泥的排放加强了重视[2],目前明确规定,肆意排放未经处理的含油污泥将处以1 000元/ m3·d 的罚款。这样虽然限制了部分污染物的排放,但仍然不能从根本上解决问题。所以含油污泥

碳纳米管研究进展

碳纳米管研究进展 摘要： 碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原子层卷曲而成。 纳米材料被誉为21世纪的重要材料，而作为新型纳米材料的碳纳米材料因其本身所拥有的潜在优越性，在化学、物理学及材料学领域具有广阔的应用前景，成为全球科学界各级科研人员争相关注的焦点。碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。近年来，美国、日本、德国和中国等国家相继成立了纳米材料研究机构，碳纳米管的研究进展随之加快，并在制备方面取得了突破性进展。 关键词： 碳纳米管、制备、应用、最新研究 正文： 1、碳纳米管的制备： 碳纳米管的制备方法主要有：电弧法、激光烧蚀(蒸发)法、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD),以及在各种合成技术基础上产生的定向控制生长法等方法。 电弧法——石墨电弧法是最早的、最典型的碳纳米管合成方法。其原理为电弧室充惰性气体保护，两石墨棒电极靠近，拉起电弧，再拉开，以保持电弧稳定。放电过程中阳极温度相对阴极较高，所以阳极石墨棒不断被消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有碳纳米管的产物。由于电弧放电剧烈，难以控制进程和产物，合成物中有碳纳米颗粒、无定形炭或石墨碎片等杂质，杂质很难分离。所以研究者在优化电弧法制取碳纳米管方面做了大量的工作。为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert将将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管的缺陷。C.Journet等在阳极中填入石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs合成。 近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。 催化裂解法——催化裂解法亦称为化学气相沉积法，其原理是通过烃类或含碳氧化物在催化剂的催化下裂解而成。目前对化学气相沉积法制备碳纳米管的研究表明，选择合适的催化剂、碳源以及反应温度十分关键。K.Hernadi等发现碳源的催化活化顺序为：乙炔＞丙酮＞乙烯＞正茂烷＞丙烯≥甲醇=甲苯≥甲烷。 Ren等在666℃条件下,在玻璃上通过等频磁控管喷镀法镀上厚度为40nm的金属镍,以乙炔气体作为碳源,氨气作为催化剂,采用等离子体热流体化学蒸气分解