第1章 納米科學與技術1 1.1納米科學的基本概念1 1.2納米科技的主要進展2 1.2.1納米科技發展簡史2 1.2.2納米技術發展的可能階段8 1.3納米技術的應用領域9 1.3.1納米技術的主要研究領域9 1.3.2納米科學的主要應用領域12 參考文獻13 第2章 納米材料的特性15 2.1納米材料的基本分類15 2.1.1納米粒子15 2.1.2納米塊體材料16 2.1.3納米組裝體係16 2.2納米粒子的基本特性18 2.2.1錶麵效應18 2.2.2體積效應18 2.2.3量子尺寸效應19 2.2.4宏觀量子隧道效應20 2.3納米粒子的特殊性質20 2.3.1光學性質20 2.3.2電磁性質22 2.3.3力學性能24 2.3.4化學和催化性能25 2.3.5HallPetch（HP）關係26 2.3.6熱學性質27 2.3.7其他性質28 2.4納米材料的錶徵方法28 2.4.1納米材料錶徵概述28 2.4.2納米材料的錶徵技術30 2.5納米材料的特性及錶徵展望41 參考文獻42 第3章 納米粒子的製備及分散方法47 3.1納米粒子的製備方法概論47 3.2納米材料的物理製備方法48 3.2.1惰性氣體冷凝法48 3.2.2超重力技術48 3.2.3高能機械球磨法製備納米粉體48 3.2.4非晶晶化法製備納米晶體49 3.2.5等離子體法49 3.2.6深度範性形變法製備納米晶體49 3.2.7物理氣相沉積方法製備納米薄膜50 3.2.8低能團簇束沉積法製備納米薄膜50 3.2.9壓淬法製備納米晶體50 3.2.10脈衝電流非晶晶化法製備納米晶體50 3.2.11濺射法51 3.2.12混閤等離子法51 3.2.13激光誘導化學氣相沉積法52 3.2.14電弧法52 3.2.15爆炸絲法53 3.2.16分子束外延法54 3.2.17掃描探針顯微鏡法54 3.2.18其他物理方法55 3.3化學法55 3.3.1沉澱法56 3.3.2微乳液法57 3.3.3溶膠凝膠法61 3.3.4溶劑熱法63 3.3.5模闆閤成法65 3.3.6LangmuirBlodgett膜法67 3.3.7氣相法67 3.3.8固相法68 3.3.9SPD法69 3.3.10超聲場中濕法70 3.3.11自組裝法70 3.3.12氣相燃燒閤成技術71 3.3.13輻射閤成法71 3.3.14金屬有機化閤物熱解法72 3.4電化學閤成法73 3.4.1模闆電化學閤成法73 3.4.2電化學還原法76 3.4.3脈衝超聲電化學法閤成納米微粒的研究78 3.4.4電化學錶麵原子颱階邊緣修飾法80 3.5納米粒子的分散81 3.5.1納米粒子在介質中的分散理論81 3.5.2納米粒子的分散方法84 3.6納米粒子製備與分散方法展望87 參考文獻89 第4章 納米改性塗料94 4.1納米改性塗料的研究進展94 4.1.1納米改性塗料的概念94 4.1.2納米改性塗料的發展概況94 4.1.3納米改性塗料的綜閤性能98 4.2不同功能納米改性塗料的作用原理100 4.2.1納米抗菌塗料100 4.2.2納米改性防水塗料102 4.2.3納米光催化環保塗料104 4.2.4耐老化納米塗料104 4.2.5納米隱身塗料105 4.2.6納米抗靜電塗料106 4.2.7納米透明耐磨塗料106 4.2.8納米阻燃塗料107 4.3納米SiO2對塗料性能的影響108 4.3.1納米SiO2的性能特點108 4.3.2納米SiO2的含量對塗料附著力的影響108 4.3.3納米SiO2含量對聚氨酯塗膜的拉伸強度和斷裂 伸長率的影響109 4.3.4納米SiO2含量對納米SiO2改性聚氨酯塗料抗 老化性能的影響109 4.3.5分散劑種類對SiO2抗紫外性能的影響110 4.4納米TiO2對塗料性能的影響110 4.4.1納米TiO2的特性和用途110 4.4.2納米TiO2對塗料耐候性的影響111 4.4.3納米TiO2對塗料耐汙染性的影響112 4.4.4納米TiO2對大氣的淨化作用113 4.4.5納米TiO2的隨角異色效應113 4.4.6納米TiO2對塗料加工性能的影響115 4.4.7納米TiO2對塗料力學性能的影響115 4.4.8納米TiO2改性外牆乳膠漆的製備116 4.4.9納米TiO2塗料的發展前景117 4.5納米ZnO對塗料性能的影響119 4.5.1納米ZnO的特性119 4.5.2納米ZnO的抗老化性能119 4.5.3納米ZnO改性純丙乳液外牆塗料的製備121 4.6其他納米改性塗料121 4.6.1納米黏土在塗料中的應用121 4.6.2摻銻二氧化锡納米塗料123 4.6.3納米碳酸鈣在塗料中的應用124 4.6.4納米水性乳液124 4.7納米塗料的發展展望125 參考文獻126 第5章 納米改性陶瓷129 5.1納米改性陶瓷的發展概況129 5.1.1納米改性陶瓷概念的由來129 5.1.2納米改性建築陶瓷的發展概況130 5.2納米陶瓷的作用原理134 5.2.1強韌化原理134 5.2.2抗菌原理135 5.3納米建築陶瓷中納米原料的製備138 5.3.1概述138 5.3.2納米陶瓷原料的閤成方法139 5.3.3粉碎法製備微米/納米陶瓷原料140 5.3.4紫木節的微米/納米製粉工藝研究141 5.3.5煤矸石的微米/納米製粉工藝研究141 5.3.6長石的微米/納米製粉工藝研究144 5.3.7由普通陶瓷原料製備納米Al2O3144 5.3.8納米銀鹽抗菌劑的製備147 5.4納米改性陶瓷的製備148 5.4.1高強高韌納米牆地磚的製備148 5.4.2納米抗菌陶瓷的製備150 5.4.3稀土化閤物對銀鹽抗菌效果的影響153 5.5稀土化閤物對TiO2抗菌自潔淨效果的影響154 5.5.1稀土對TiO2抗菌效果的影響研究154 5.5.2TiO2自動光催化性能測試155 5.6銀鹽、TiO2復閤抗菌效果的研究157 5.7納米改性建築陶瓷的發展展望159 參考文獻160 第6章 納米改性水泥163 6.1水泥發展簡史163 6.2水泥的分類166 6.2.1通用水泥166 6.2.2特種水泥168 6.3納米技術在水泥中的應用概述171 6.3.1普通水泥的結構特徵171 6.3.2納米材料在水泥中的研究進展172 6.3.3水泥改性中使用的納米材料173 6.4納米SiO2改性水泥的研究175 6.4.1納米SiO2改性水泥進展175 6.4.2納米SiO2和矽粉在水泥中活性比較177 6.4.3納米SiO2改性水泥的力學性能178 6.4.4納米SiO2對漿體流動性的影響179 6.4.5納米SiO2對凝結時間的影響180 6.4.6對水泥安定性能影響181 6.4.7低溫稻殼灰製SiO2改性水泥的性能181 6.5納米ZrO2改性水泥183 6.5.1試樣製備與測試184 6.5.2納米ZrO2粉體特徵184 6.5.3納米ZrO2粉體復閤水泥抗壓強度184 6.6碳納米管改性水泥186 6.7納米TiO2改性吸波水泥188 6.7.1原料和方法188 6.7.2試樣製備189 6.7.3不同吸波材料對水泥基復閤材料吸波性能的 影響189 6.7.4納米TiO2分散方式對水泥基復閤材料吸波 性能的影響190 6.7.5納米TiO2的用量對水泥基復閤材料吸波性 能的影響190 6.8納米黏土改性水泥191 6.8.1原料192 6.8.2試驗方法192 6.8.3納米材料對水泥淨漿流動度的影響192 6.8.4納米材料對水泥淨漿水膠比的影響193 6.8.5納米材料對混凝土抗滲性能的影響193 6.8.6納米材料對混凝土抗凍性能的影響194 6.9納米縴維微粉復閤水泥194 6.10納米水泥的發展展望196 參考文獻197 第7章 納米改性玻璃200 7.1玻璃製品的總體要求200 7.2玻璃製品的種類及用途201 7.2.1節能玻璃201 7.2.2高強度玻璃202 7.2.3微晶玻璃203 7.2.4有機玻璃203 7.2.5導電玻璃203 7.2.6新的功能玻璃品種203 7.3納米改性玻璃的製備205 7.3.1納米改性普通玻璃205 7.3.2納米改性半導體微晶玻璃207 7.3.3納米自潔淨玻璃212 7.3.4紅外反射玻璃224 7.3.5紫外吸收玻璃224 7.3.6節能玻璃225 7.3.7納米改性透明有機玻璃225 7.3.8納米聚丙烯酸丁酯改性有機玻璃229 7.3.9納米Al2O3改性有機玻璃234 7.3.10納米改性微孔玻璃238 7.4納米改性玻璃的發展方嚮242 參考文獻243 第8章 建築用納米改性多功能塑料244 8.1納米改性塑料簡述244 8.1.1納米改性塑料的概念244 8.1.2納米改性塑料的製備方法246 8.1.3納米塑料的性能250 8.1.4幾種重要的納米改性塑料254 8.2納米阻燃塑料257 8.2.1阻燃聚碳酸酯258 8.2.2PA6/LS納米復閤材料259 8.2.3膨脹型無鹵素阻燃聚丙烯260 8.3納米SiO2改性塑料262 8.3.1納米粒子改性高分子材料的理論基礎262 8.3.2納米SiO2改性聚閤物的方法263 8.3.3幾種典型的納米SiO2改性塑料265 8.4納米透明塑料267 8.4.1光學透明塑料的研究進展267 8.4.2光學透明塑料的研製手段270 8.5插層復閤納米塑料272 8.5.1插層復閤納米塑料的特點272 8.5.2插層復閤納米塑料的閤成273 8.5.3插層復閤納米塑料的主要性能278 8.5.4典型插層復閤納米塑料舉例280 8.6建築管材用納米塑料285 8.6.1建築用塑料管材的發展現狀285 8.6.2納米碳酸鈣強化PVC樹脂及其管材286 8.6.3聚閤物/層狀矽酸鹽納米復閤材料及其管材287 8.6.4納米塑料管材的功能化288 8.7納米泡沫塑料289 8.7.1納米填充泡沫塑料290 8.7.2納米泡孔泡沫塑料292 8.8納米改性農用塑料293 8.8.1功能性覆蓋材料293 8.8.2提高塑料的阻隔性和耐水性能294 8.8.3增強紫外綫屏蔽與抗老化性能294 8.8.4納米抗菌、保鮮及除臭材料的應用294 8.8.5二元協同界麵納米塑料的應用295 8.9結束語295 參考文獻297 第9章 納米電器材料在建築和傢居中的應用300 9.1納米傢用電器的概念300 9.2納米電器産業化最新進展303 9.2.1納米電器塗層303 9.2.2稀土納米投影屏的製備303 9.2.3顯示器用碳納米槍和綫圈304 9.2.4納米電子元件304 9.2.5納米存儲設備305 9.2.6納米抗菌材料306 9.2.7納米透明耐磨材料306 9.3傢用電器中的納米功能塑料306 9.3.1抗菌塑料307 9.3.2增韌增強塑料307 9.3.3阻燃塑料308 9.3.4導電塑料308 9.3.5磁性塑料309 9.3.6傢用電器中的納米功能塑料309 9.4納米電源材料310 9.4.1納米電源材料概述310 9.4.2鋰離子電池的電化學反應原理312 9.4.3鋰離子電池負極材料的研究進展312 9.4.4碳負極材料313 9.4.5金屬電極材料314 9.4.6碳納米管負極材料314 9.4.7負極材料研究的最新方嚮315 9.5抗電磁輻射材料317 9.5.1納米材料的吸波機理317 9.5.2納米鐵防輻射材料319 9.6碳納米管在納米電器中的應用320 9.6.1納米電子學簡介320 9.6.2納米電子器件321 9.6.3碳納米管的結構322 9.6.4單壁碳納米管的電學特性323 9.6.5碳納米管可能成為納米電子器件的主流材料323 9.6.6碳納米管優化反饋放大電路324 9.7結束語325 參考文獻325 第10章 納米改性防水材料327 10.1納米膨潤土改性防水材料327 10.1.1膨潤土的一般特性327 10.1.2鈉膨潤土在防水工程中應用的特性328 10.1.3用膨潤土防水的優點329 10.1.4納米膨潤土防水産品及施工方法329 10.2納米聚氨酯防水塗料336 10.2.1聚氨酯防水塗料概述336 10.2.2彩色聚氨酯防水塗料337 10.2.3瀝青聚氨酯防水塗料338 10.2.4雙組分聚醚型聚氨酯防水塗料338 10.2.5羥丁型聚氨酯防水塗料339 10.2.6聚氨酯復閤防水工藝339 10.3納米粉煤灰改性防水塗料339 10.3.1主要原材料340 10.3.2基本配方340 10.3.3生産工藝340 10.4水泥基納米防水復閤材料341 10.4.1XPM外加劑的主要特點341 10.4.2XPM外加劑在水泥中的化學反應342 10.4.3XPM外加劑在防水領域中的應用342 10.5納米粒子改性防水乳膠344 10.5.1前言344 10.5.2主要原材料345 10.5.3防水乳膠的敏感波長345 10.5.4納米粒子的光吸收特性345 10.5.5納米改性防水乳膠的性能346 10.6三元乙丙橡膠基防水材料347 10.6.1前言347 10.6.2主要原材料和防水材料的製備工藝347 10.6.3納米CaCO3添加量對樣品力學性能的影響348 10.7其他防水材料349 10.8多種防水技術的比較349 10.9納米防水材料發展展望352 參考文獻352 第11章 納米改性隔熱保溫材料354 11.1納米材料隔熱保溫的理論基礎354 11.1.1普通絕熱材料中熱傳導的基本原理354 11.1.2影響絕熱材料熱導率的因素355 11.2納米隔熱塗料359 11.2.1原料及配方360 11.2.2儀器與裝置360 11.2.3透明隔熱塗料的製備360 11.2.4施工工藝361 11.2.5透明隔熱塗料的錶徵361 11.2.6結果與討論362 11.3聚酰亞胺泡沫絕熱保溫材料363 11.4矽質納米孔超級絕熱保溫材料367 11.5聚閤物互穿網絡酚醛型絕熱保溫材料369 11.6多孔納米保溫隔熱材料372 11.6.1溶膠凝膠法製備SiO2氣凝膠372 11.6.2保溫隔熱薄膜和保溫隔熱試驗塊製備372 11.6.3多孔結構形成條件的影響373 11.6.4SiO2納米多孔材料保溫隔熱機理分析374 11.7空心微珠改性復閤隔熱材料376 11.7.1復閤隔熱材料的製備376 11.7.2EP/納米SiO2/空心微珠復閤材料的熱物理性能376 11.8低輻射保溫玻璃377 11.8.1低輻射保溫玻璃簡介377 11.8.2低輻射保溫玻璃的種類378 11.8.3低輻射膜的構造及鍍膜方法379 11.8.4國內外低輻射膜玻璃應用現狀380 11.9縴維型納米隔熱材料383 11.9.1固體火箭發動機外殼的隔熱保溫383 11.9.2縴維型隔熱材料的熱物理常數384 11.9.3縴維型隔熱材料的隔熱機理分析385 11.10結束語387 參考文獻387
· · · · · · (收起)