文献综述[012]

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1、文献综述Bi2S3的制备和表征n070804213宋鑫铭0前言：诺贝尔奖获得者Feyneman曾经预言：如果对物体微小规模上的排列加以某种控制，就能使物体得到大量的异乎寻常的特性，就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是纳米材料。1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡试验室的Siege相继成功制得纯物质的纳米细粉，使纳米材料进入了一个新的阶段[1]。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志纳米科学技术的正式诞生，1991年，碳纳米管被发现，它的质量是相同体积钢的六分之一，强度却是钢的十倍，成为纳米技术的研究热点。它将是未来最佳纤维的首

2、选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子写出“中国”二字，标志我国在纳米科技领域占有一席之地。1997年美国科学家首次成功地用单电子移动单电子，利用该技术可望研制成功速度和存储容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。到1999年，纳米技术逐渐走向市场，全年纳米产品的营业额达到500亿美元，其中A12O3，SiO2，Fe2O3等氧化物产品占有绝大部分份额。但是随着纳米材料研究的发

3、展，纳米ZnS，CdS，Bi2S3等半导体粉末因具有优异的热红外透明性、荧光、磷光和光电催化活性，在新型传感器、高分辨显示器和其它电子材料等方面具有诱人的应用前景，逐渐成为纳米材料研究的新热点。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度、高扩散性、高塑性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率、强软磁性能[2]。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域[3]。1光催化纳米材料的应用：1.1在催化方面的应用催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作

4、用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂反应速度提高10～15倍[4]。纳米粒子表面积大、表面活性中心多，为催化剂提供了必要条件。目前纳米粉材如铂黑、银、氧化铝和氧化铁等广泛用于高分子聚合物氧化、还原及合成反应的催化剂。如用纳米镍粉作为火箭固体燃料反应催化剂，燃烧效率提高100倍；以粒度

5、小于100nm的镍和铜-锌合金的纳米材料为主要成分制成加氢催化剂，可使有机物的氢化率达到传统镍催化剂的10倍；用纳米TiO2制成光、催化剂具有很强的氧化还原能力，可分解废水中的卤代烃、有机酸、酚、硝基芳烃、取代苯胺及空气中的甲醇、甲醛、丙酮等污染物。1.2在环保方面的应用纳米材料的控制污染源方面可起到关健性的作用。主要体现在它降低能源消耗和有毒物质的使用；减少水资深消耗；减少废物的产生；治理环境污染物及大气污染。1.2.1在污水治理方面污水中通常含有有毒有害物质、异味污染物、细菌、病毒等。传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，纳米技术的发展和应用可以彻底解决这一问题。纳

6、米材料在环保中的应用主要与纳米粒子的化学催化和光催化特性有关。除已经提到的光催化降解废水的纳米材料以外，另有许多纳米材料可以用来治理有害气体和废水，并已走出实验室进入实用阶段[5]。利用纳米TiO2表面具有超亲水性和超亲油性的特点，在玻璃表面涂覆纳米TiO2可以制成自清洁外墙玻璃，具有防污、防雾、易洗、易干、自清洁等功能。它的出现使玻璃具有了自纳米净水剂的超强吸附和絮凝能力将污水中悬浮物完全吸附并沉淀下来，然后使水通过由纳米磁性物质、纤维和活性炭组成的净化装置，除去水中的铁锈、泥沙以及异味等污染物，再使水通过由纳米孔径的水处理膜和带有不同纳米孔径的陶瓷小球组装成的过滤装置，可以将水中

7、的细菌、病毒几乎100%去除，得到完全可以饮用的高质量纯净水。1.2.2在大气污染的治理方面。大气污染一直是各国政府需要解决的难题。纳米技术及材料的应用将会为我们解决大气污染问题提供全新的途径。工业生产和汽车使用的汽油、柴油等，在燃烧时会产生二氧化硫气体，这是二氧化硫最大的污染源。纳米钛酸钴是一种非常好的石油脱硫催化剂，经它催化的石油中硫的含量达到国际标准。煤燃烧也会产生二氧化硫气体，如果在燃烧的同时加入一种纳米级助烧催化剂，不仅可以使煤充分燃烧，而且会使