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1 概论1

1．1 纳米科技的基本概念及研究领域2

1．2 纳米技术的发展历史和现状3

1．3 纳米材料在高科技领域中的应用简介5

1．4 纳米科技在环保领域中应用的重要意义9

参考文献10

2 纳米结构单元11

2．1 团簇11

2．2 纳米微粒13

2．2．1 表面物理修饰15

2．2．2 表面化学修饰16

2．3 人造原子19

2．4．1 纳米碳管20

2．4 准一维纳米结构材料20

2．4．2 纳米棒、纳米丝、纳米线和同轴纳米电缆24

参考文献26

3 纳米微粒的基本理论及其物理化学特性28

3．1 纳米粒子的基本物理效应28

3．1．1 量子尺寸效应28

3．1．2 小尺寸效应29

3．1．3 表面效应29

3．1．4 宏观量子隧道效应31

3．1．5 介电限域效应32

3．2 纳米微粒的物理特性32

3．2．1 热力学性能32

3．2．2 磁学性能34

3．2．3 光学性能35

3．2．4 纳米悬浮微粒(溶胶)的运动性质40

3．2．5 流变性质43

3．3 纳米微粒的化学特性48

3．3．1 吸附48

3．3．2 纳米微粒的分散与团聚52

3．3．3 表面活性及敏感性56

3．3．4 光催化性能57

参考文献59

4 纳米固体及特性61

4．1 纳米固体的基本构成及其分类61

4．2 纳米固体材料的微结构62

4．3．1 力学性能63

4．3 纳米固体材料的性能63

4．3．2 热学性能66

4．3．3 纳米结构材料中的扩散问题68

4．3．4 光学性能69

4．3．5 磁性70

4．3．6 电学性能71

4．4 纳米复合材料72

参考文献75

5 纳米结构体系77

5．1 纳米结构体系的分类77

5．2 几种纳米结构体系的特点78

5．2．1 自组装纳米结构体系78

5．2．2 介孔固体和颗粒/介孔复合体80

5．2．3 纳米阵列86

参考文献87

6 纳米技术在治理空气污染及开发清洁能源方面的应用89

6．1 利用纳米材料的催化活性治理空气污染89

6．1．1 纳米材料的催化活性89

6．1．2 纳米催化剂在汽车尾气处理中的应用92

6．1．3 纳米材料在大气净化中的应用104

6．2 纳米材料在开发清洁能源领域中的应用110

6．2．1 概述110

6．2．2 纳米碳管在新能源开发中的应用111

6．2．3 纳米TiO2在光电转化方面的应用116

6．2．4 纳米材料在化学电源中的作用123

参考文献129

6．3 气体传感器129

7 纳米技术在水处理中的应用134

7．1 概述134

7．2 半导体纳米颗粒的光催化技术135

7．2．1 半导体纳米粒子光催化的机理135

7．2．2 半导体纳米粒子的光催化活性137

7．2．3 提高半导体纳米粒子光催化活性的方法139

7．2．4 纳米级半导体微粒膜(晶)的制备142

7．2．5 半导体纳米粒子光催化在水处理中的应用143

7．3 半导体纳米粒子光电催化氧化技术158

7．3．1 半导体纳米粒子光电催化原理158

7．3．2 半导体纳米粒子光电催化应用159

7．4．1 纳滤的机理与特点161

7．4 纳滤水处理技术161

7．4．2 纳滤膜的性能特点162

7．4．3 纳滤膜的制备方法和情况166

7．4．4 纳滤膜在水处理中的应用167

7．5 纳米材料的吸附与强化絮凝技术178

7．5．1 纳米粒子吸附与强化絮凝原理178

7．5．2 纳米材料在污水处理中的应用179

7．6 纳米结构材料的磁性特征在锅炉给水中的应用182

7．7 运用纳米材料的其他性能进行城市污水处理183

参考文献183

8 纳米技术在噪声控制中的应用186

8．1 概述186

8．2 纳米材料在控制摩擦噪声中的作用187

8．2．1 支承负荷的“滚珠轴承”作用188

8．2．2 薄膜润滑作用189

8．2．3 “第三体”(the third body)抗磨机理191

8．2．4 纳米级金属粉对润滑油抗磨性能的改善192

参考文献193

9 纳米技术在杀菌消毒、空气净化及资源利用持续化中的应用194

9．1 纳米粒子对饮用水的杀菌消毒作用194

9．2 纳米半导体材料在空气净化与消毒中的应用196

9．2．1 TiO2的空气净化与杀菌消毒机理196

9．2．2 在空气净化与杀菌消毒中的应用197

9．3 纳米技术在资源利用持续化中的应用202

参考文献206