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纳米材料在制氢中的应用

第一篇：纳米材料在制氢中的应用纳米材料在制氢中的应用聂胜6100509061管理科学与工程类092班【摘要】纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学，主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。21世纪将是纳米技术的时代。纳米材料的应用涉及到各个领域，在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景。纳米科学技术的诞生，将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。【关键字】纳米材料；纳米技术；纳米材料在制氢中的作用；应用；前景【正文】0、引言：有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料。世界各国相继投入巨资进行研究，美国从2000年启动了国家纳米计划，国际纳米结构材料会议自1992年以来每两年召开一次，与纳米技术有关的国际期刊也很多。世界各国正在争抢纳米技术领域的制高点，使自己在纳米材料领域处于领先地位。1、纳米材料1．1纳米材料的定义随着纳米材料也来越广泛的应用，纳米材料已经进入人们的生活，纳米材料正在被许多人熟知，很多人都逐渐地知道了纳米材料，了解它是一种高分子材料，然而却很少有人知道纳米材料的定义，对它的本质不了解。纳米(nm)和米、微米等单位一样，是一种长度单位，一纳米等于十的负九次方米，约比化学键长大一个数量级。纳米科技是研究由尺寸在0.1至100纳米之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。纳米材料的定义是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级(1-100nm)的材料，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。因此，纳米材料具有多种特点，这就导致由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊性质。纳米体系使人们认识自然又进入一个新的层次，它是联系原子、分子和宏观体系的中间环节，是人们过去从未探索过的新领域，实际上由纳米粒子组成的材料向宏观体系演变过程中，在结构上有序度的变化，在状态上的非平衡性质，使体系的性质产生很大的差别，对纳米材料的研究将使人们从微观到宏观的过渡有更深入的认识。1．2纳米材料的分类（1）按维数或结构来分，纳米材料的基本单元可以分为四类：零维纳米材料；一维纳米材料；二维纳米材料；三维纳米材料。（2）按材料物性划分，纳米材料可分为：纳米半导体；纳米磁性材料；纳米非线性光学材料；纳米铁电体；纳米热电材料；纳米光电材料；纳米超导材料。（3）按应用划分，纳米材料又可分为：纳米电子材料；纳米光电子材料；纳米生物医药材料；纳米敏感材料；纳米储能材料。（4）按应用划分，纳米材料又可分为：纳米电子材料；纳米光电子材料；纳米生物医药材料；纳米敏感材料；储能材料。（5）按化学组分划分，纳米材料可划分为：纳米金属；纳米晶体；纳米陶瓷；纳米玻璃；纳米高分子；纳米复合材料。2、纳米科技纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。纳米技术在世界各国尚处于萌芽阶段，美、日、德等少数国家，虽然已经初具基础，但是尚在研究之中，新理论和技术的出现仍然方兴未艾。我国已努力赶上先进国家水平，研究队伍也在日渐壮大。纳米科技是20世纪80年代末诞生并正在崛起的新科技，是一门在0.1~100nm尺度空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的高技术学科。其涵义是人类在纳米尺寸（10-9--10-7m）范围内认识和改造自然，最终目标是通过直接操纵和安排原子、分子而创造特定功能的新物质。纳米科技是现代物理学与先进工程技术相结合的基础上诞生的，是一门基础研究与应用研究紧密联系的新兴科学技术。其中纳米材料是纳米科技的重要组成部分。3、纳米材料在制氢中的应用3.1纳米材料在许多领域正在发挥其特性，例如纳米技术在陶瓷领域方面的应用、纳米技术在微电子学上的应用、纳米技术在生物工程上的应用、纳米技术在光电领域的应用、纳米技术在化工领域的应用、纳米技术在医学上的应用、纳米技术在分子组装方面的应用，由此可见，纳米材料正在各个领域发挥其特性优势，在改变一些产业结构。同样，纳米材料在制氢中也发挥了它的特点，从而改变了一些传统的制氢工艺，使制氢产业得到迅猛的发展。随着社会的发展，能源消耗越来越多，在不久的将来，我们将面临着严重的能源危机，世界各国都在寻找一种清洁能源，从而来取代现在的能源，并在寻找生产这种能源的最佳方法。氢气被公认为未来理想的能源，因而如何把生产氢能工业化、产量化便成了各国解决能源危机的途径，于是各国在积极寻找制氢的最佳方法。目前的主要一些制氢方法是生物制氢、化学制氢、纳米材料制氢等，其中使用碳纳米材料作催化剂来制氢是目前比较先进和常用的的一种制氢方