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等离子纳米技术范文1
纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。早在二十世纪60年代,英国化学家Thomas就使用“胶体”来描述悬浮液中直径为1nm-100nm的颗粒物。1992年,《NanostructuredMaterials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元(Bui1dingBlocks),纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。本文简单综述了纳米材料合成与制备中常用的几种方法,并对其优劣进行了比较。
2纳米材料的合成与制备方法
2.1物理制备方法
2.1.1机械法
机械法有机械球磨法、机械粉碎法以及超重力技术。机械球磨法无需从外部供给热能,通过球磨让物质使材料之间发生界面反应,使大晶粒变为小晶粒,得到纳米材料。范景莲等采用球磨法制备了钨基合金的纳米粉末。xiao等利用金属羰基粉高能球磨法获得纳米级的Fe-18Cr-9W合金粉末。机械粉碎法是利用各种超微粉机械粉碎和电火花爆炸等方法将原料直接粉碎成超微粉,尤其适用于制备脆性材料的超微粉。超重力技术利用超重力旋转床高速旋转产生的相当于重力加速度上百倍的离心加速度,使相间传质和微观混合得到极大的加强,从而制备纳米材料。刘建伟等以氨气和硝酸锌为原料,应用超重力技术制备粒径20nm—80nm、粒度分布均匀的ZnO纳米颗粒。
2.1.2气相法
气相法包括蒸发冷凝法、溶液蒸发法、深度塑性变形法等。蒸发冷凝法是在真空或惰性气体中通过电阻加热、高频感应、等离子体、激光、电子束、电弧感应等方法使原料气化或形成等离子体并使其达到过饱和状态,然后在气体介质中冷凝形成高纯度的纳米材料。Takaki等在惰性气体保护下,利用气相冷凝法制备了悬浮的纳米银粉。杜芳林等制备出了铜、铬、锰、铁、镍等纳米粉体,粒径在30nm—50nm范围内可控。魏胜用蒸发冷凝法制备了纳米铝粉。溶液蒸发法是将溶剂制成小滴后进行快速蒸发,使组分偏析最小,一般可通过喷雾干燥法、喷雾热分解法或冷冻干燥法加以处理。深度塑性变形法是在准静态压力的作用下,材料极大程度地发生塑性变形,而使尺寸细化到纳米量级。有文献报道,Φ82mm的Ge在6GPa准静压力作用后,再经850℃热处理,纳米结构开始形成,材料由粒径100nm的等轴晶组成,而温度升至900℃时,晶粒尺寸迅速增大至400nm。
2.1.3磁控溅射法与等离子体法
溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子,交换能量或动量,使得靶材料表面的原子或分子从靶材料表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。在该法中靶材料无相变,化合物的成分不易发生变化。目前,溅射技术已经得到了较大的发展,常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。等离子体法是利用在惰性气氛或反应性气氛中通过直流放电使气体电离产生高温等离子体,从而使原料溶液化合蒸发,蒸汽达到周围冷却形成超微粒。等离子体温度高,能制备难熔的金属或化合物,产物纯度高,在惰性气氛中,等离子法几乎可制备所有的金属纳米材料。
以上介绍了几种常用的纳米材料物理制备方法,这些制备方法基本不涉及复杂的化学反应,因此,在控制合成不同形貌结构的纳米材料时具有一定的局限性。
2.2化学制备方法
2.2.1溶胶—凝胶法
溶胶—凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中,然后经过水解反应生成活性单体,活性单体进行聚合,开始成为溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。Stephen等利用高分子加成物(由烷基金属和含N聚合物组成)在溶液中与H2S反应,生成的ZnS颗粒粒度分布窄,且被均匀包覆于聚合物基体中,粒径范围可控制在2nm-5nm之间。MarcusJones等以CdO为原料,通过加入Zn(CH3)2和S[Si(CH3)3]2制得了ZnS包裹的CdSe量子点,颗粒平均粒径为3.3nm,量子产率(quantumyield,QY)为13.8%。
2.2.2离子液法
离子液作为一种特殊的有机溶剂,具有独特的物理化学性质,如粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好以及具有较宽的液态温度范围等。即使在较高的温度下,离子液仍具有低挥发性,不易造成环境污染,是一类绿色溶剂。因此,离子液是合成不同形貌纳米结构的一种良好介质。Jiang等以BiCl3和硫代乙酰胺为原料,在室温下于离子液介质中合成出了大小均匀的、尺寸为3μm—5μm的Bi2S3纳米花。他们认为溶液的pH值、反应温度、反应时间等条件对纳米花的形貌和晶相结构有很重要的影响。他们证实,这些纳米花由直径60nm—80nm的纳米线构成,随老化时间的增加,这些纳米线会从母花上坍塌,最终形成单根的纳米线。赵荣祥等采用硝酸铋和硫脲为先驱原料,以离子液为反应介质,合成了单晶Bi2S3纳米棒。
2.2.3溶剂热法
溶剂热法是指在密闭反应器(如高压釜)中,通过对各种溶剂组成相应的反应体系加热,使反应体系形成一个高温高压的环境,从而进行实现纳米材料的可控合成与制备的一种有效方法。Lou等采用单源前驱体Bi[S2P(OC8H17)2]3作反应物,用溶剂热法制得了高度均匀的正交晶系Bi2S3纳米棒,且该方法适于大规模生产。Liu等用Bi(NO3)3•5H2O、NaOH及硫的化合物为原料,甘油和水为溶剂,采用溶剂热法在高压釜中160℃反应24-72h制得了长达数毫米的Bi2S3纳米带。
2.2.4微乳法
微乳液制备纳米粒子是近年发展起来的新兴的研究领域,具有制得的粒子粒径小、粒径接近于单分散体系等优点。1943年Hoar等人首次报道了将水、油、表面活性剂、助表面活性剂混合,可自发地形成一种热力学稳定体系,体系中的分散相由80nm-800nm的球形或圆柱形颗粒组成,并将这种体系定名微乳液。自那以后,微乳理论的应用研究得到了迅速发展。1982年,Boutonnet等人应用微乳法,制备出Pt、Pd等金属纳米粒子。微乳法制备纳米材料,由于它独特的工艺性能和较为简单的实验装置,在实际应用中受到了国内外研究者的广泛关注。
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【关键词】纳米金；生物医学技术；应用现状
1前言
如今纳米技术随着时代的发展已经得到了很大的发展，成为了科学研究的热点，纳米金是指直径0．8～250mm的缔合金溶胶，它属于纳米金属材料中研究最早的种类，纳米金具有良好的纳米表面效应、量子效应以及宏观量子隧道效应，它具有很多良好的化学特性，比如抗氧性和生物相容性。
2纳米金在病原体检测技术中的应用现状
近些年来生物医学界对于流行病学的研究和对病原微生物的诊断已有了不小的进展，传统的分离、培养及生化反应逐渐被时代所淘汰，运用纳米金的免疫标记技术作为新的高通量的、操作简单的检测技术被广泛应用于临床病原体的检测，这种检测技术快速且准确，十分适合在临床上使用。1939年，两位科学家Kausche和Ruska做了一个小小的纳米金实验，他们将烟草花病毒吸附在金颗粒上，并在电子显微镜下观察，发现金离子呈高电子密度，就此打下了纳米金在免疫电镜中的应用基础。从1939年后生物医学技术不断发展，纳米金标记技术也广受世人关注，成为了现代社会四大免疫标记技术之一。作为一种特殊标记技术，纳米金在免疫检测领域受到了广泛的应用，使用纳米金粒子做探针，观察抗原抗体的特异性反应，放大检测信号，由此检测抗原的灵敏性。纳米金技术具有良好的检测灵敏性，在早期还支持诊断并监控了急性传染性病毒，根据这一特性，秦红设计了快速检测黄热病病毒的技术，在纳米金颗粒上标记上金SPA－复合物的标志，通过免疫反应实验我们发现病毒抗体与纳米金颗粒结合，并形成了人眼可见的红线。这种检测方法的优点有:不需要器材、简单、迅速、廉价、高效，极大地推动了黄热病病毒检测技术的更新，在黄热病的防控事业上有着深远意义。利用纳米金作为免疫标记物来检测的除了黄热病病毒，还有致病寄生虫。我国的民族种类多样，一些少数民族人民由于自身的文化特点，喜食生食或半生食物，这就形成了寄生虫病的传播，我国经济大发展后，人民的生活水平得到了提高，但还是喜食半生动物肉或者内脏，造成了食源性寄生虫病发病率的上升，严重影响人民身体健康。目前我国的临床诊断寄生虫病技术包括三方面:病原学检查、免疫学检查以及影像学检查。运用纳米金检测技术，不仅缩短了取材时间、缩小了取材范围，而且检出率高、创伤性小，受到了患者的广泛欢迎。
3纳米金在核酸、蛋白质检测中的应用现状
纳米金粒子具有特殊的表面等离子体共振现象，被应用在核酸构建和分析检测蛋白质领域中，可以把生物识别反映转换为光学或电学信号，因此人们将其与DNA、RNA和氨基酸相结合，在检测核酸和蛋白质方面收效颇丰，并且这种检测方法制备简单，同时还具有很多优点，比如良好的抗氧化性和生物相容性，下面具体讲一下纳米金检测技术在核酸和蛋白质检测中的应用。首先是在核酸检测中的应用。美国首先利用纳米金连接寡核苷酸制成探针检测核酸，将纳米金做标记与靶核酸结合形成超分子结构，由此来检测核酸。利用纳米金技术检测特定病原体和遗传疾病首先要做的就是检测核酸的特定序列，在芯片点阵上整齐排列纳米金颗粒，利用TaqDNA连接酶识别单碱基突变，等待连接后，就可以经过一系列步骤得出单碱基突变结果，得到所需信息。在临床应用中使用纳米金技术的表现有高灵敏检测谷胱甘肽和半胱氨酸的新型电化学生物传感器，这种机器对于谷胱甘肽和半胱氨酸的检出限值更低，在检测及预防糖尿病、艾滋病等疾病方面具有很大的临床优势。其次是在蛋白质检测中的应用。纳米金与蛋白质的作用方式非常多样，有物理吸附方式、化学共价结合方式以及非共价特异性吸附等等方式，在此背景下，我们可以利用纳米金检测并治疗疾病和检测环境污染。
4纳米金在生物传感器制备中的应用现状
目前纳米金在生物传感器检测中的应用受到了人们的普遍关注，如上文所说，纳米金具有特殊的表面等离子体共振现象，这是制备生物传感器的基础。利用这种特性，科学家们做了许多实验，比如拉曼光谱试验，使用Uv－Vis光谱和拉曼光谱仪测试金纳米颗粒的表征，得出结论是可以根据纳米金颗粒的不同形貌制作不同浓度分子的探针，受外周环境介电特性和颗粒尺寸大小的影响，纳米金颗粒会表现出不同的形貌特征，比如吸收光谱、发生蓝移。纳米金是属于一种非常微小的贵金属，作为贵金属，它具有很好的导电性能，利用纳米金进行免疫检测时会大量聚集纳米金，从而增强反应体系的电导，顺利通过电导检测免疫反应。利用纳米金的高检测灵敏性可以进行电化学免疫传感器的制备。
5其他领域的应用现状
目前纳米技术的研究中，纳米金在生物医学技术中的应用研究是重要研究课题，除了上文中说到的病原体检测、核酸以及蛋白质检测还有生物传感器制备中的应用，纳米金技术同时也被广泛应用于肿瘤的诊断与治疗、药物载体以及CT成像。纳米金具有特殊的组成结构，它可以轻易被修饰并负载化合物，可以用于检测并治疗肿瘤，还可以被用于肺癌的检测及治疗，目前的大量数据都表明纳米金技术在诊断并治疗肺癌上有极大的优势。
6结语
21世纪生物医学技术领域最关键的技术之一就是纳米金标记技术，作为一种十分精细的技术，它几乎不影响生物分子的活性，就这一点而言，它是非常好的标记物。我们可以想见，纳米金技术因其自身的诸多优点，必会获得更大的生物医学发展空间。
参考文献:
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等离子纳米技术范文3
关键词：新技术 功能性纺织品 应用
中图分类号：TS101.8 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）001-079-02
1 引言
功能性纺织品指的是和传统纺织品不同，具有特殊功能和性能，能够满足社会群众要求的纺织品，特殊功能指的是通过化学功能和物理功能等对织物、纱线和纤维进行加工，在近几年之中，很多新技术开始在功能性纺织品开发中使用。例如，开发具有自动清洁功能的织物，具有交流、娱乐和通讯功能的服务，开发新技术为开发纺织新产品打下了扎实的基础，能够提高功能性纺织品的附加值和技术水平。
2 功能纺织品开发的新技术应用
2.1等离子体技术应用
等离子体技术指的是将离子流、中性分子流和光辐射作用在材料的表面，向材料表面高分子传递能量，最终使材料改性，选择适宜的等离子体，在织物的表面物理刻蚀，对织物的表面特性进行改变，如对疏水性材料进行亲水改性，也有使用氮气和氧气离子体对丙纶薄膜进行处理，使其亲水性能得到提高，使接触角进一步降低。
氮和氧等离子处理能够导致鳞片构造产生物理剥落，减少织物表面的含碳水平，提高硫、氮和氧的含量，使羊毛防缩性得到提高，同时，增加纤维表面的极性，提高染料对纤维的吸附能力及降低染料向纤维内扩散的空间阻力，从而改善羊毛的染色性能。真丝纤维在进行等离子处理之后，在纤维表面产生明显的微孔，导致内部结构产生变化，增加纤维的填埋水平，提高材料的活性基团，将真丝织物功能化改性落到实处。麻织物在进行等离子处理之后，提高纤维表面的湿润水平，使织物的上染率和印花着色水平得到提高。棉纤维在进行等离子处理之后，表面产生部分交联的现象，对纤维的抗缩水平进行改善，如果在介质之中增加氟单体还能够提高拒水整理水平。
2.2 微胶囊技术应用
微胶囊技术指的是，使用合成高分子或者天然高分子成膜材料将气体、液体和固体进行包裹、覆盖，将其变为微小的粒子，之后将微胶囊通过适宜的技术进行加工处理，在织物或者纤维中使用，进而研发具有特殊功能的织物，可以针对工艺水平的不同，对微胶囊的大小和形态进行调整，一般的范围为3um-3000um，我国目前已经产生了大小范围为3um至200um的纳米胶囊。
微胶囊技术具有以下几种优点：功能复合容易实现，隔离和缓释性能较好、选择分子包裹材料的范围较大，因此，可以使用上述技术进行多种功能纺织材料的制作。例如，抗静电剂、阻燃剂和抗菌剂等，可以通过微胶囊在织物中进行处理，在一定的使用条件和加工条件中，芯材能够将自身作用得到最大的发挥。微胶囊在后整理和印染等方面具有广泛的应用。例如，香精微胶囊能够对香味的释放水平进行人为控制，对其留香的时间进行延长，具有良好的耐洗牢度。在防臭整理方面，可以将微胶囊附着、渗透到纤维表面，提高织物的防臭水平。英国较早开始对具有治疗功能的织物进行探究，能够有效缓解患者的关节炎和湿疹水平，将草药和药品的微胶囊注入织物，使用者通过体温对织物之中的微胶囊加热，将药物通过皮肤向血液中传播，药效具有较好的持久性和耐久性。此外，如果使用具有酸性液晶浆的微胶囊，能够导致织物具有可逆感温变色的效果。
2.3生物技术应用
生物技术指的是通过生物自身和生物的组成对产品进行制造，对其生物特性进行改性，受到社会各界的广泛关注，生物添加剂、基因和生物酶等技术在世界各国的科技竞争和研究开发中得到广泛应用。生物酶技术在开发纺织品的过程中广泛使用，具有准确性和催化效率较高的特征，能够对碱精炼的传统方式进行取代，外国学者对织物进行精炼，能够使吸湿性得到提高，对蛋白质纤维进行蛋白酶处理，能够减少织物的伸缩水平和临界符合，对柔软水平进行改善，减少粗糙水平，提高织物的稳定性。
随着科学技术的飞速发展，基因技术取得突破，例如，加拿大的专家在羚羊细胞中转移蜘蛛丝蛋白，进而从羚羊乳液中提取到可溶性蛋白，同时，对蜘蛛吐丝的技术进行模仿，对动物纤维进行进一步开发，美国一些公司已经在植株中植入对蓝色进行控制的基因，能够制作天然蓝色的牛仔裤。
生物添加剂在功能性纤维开发上的技术应用主要有三种：（1）添加型共混纺丝技术，在湿纺或熔纺过程中将添加剂加入聚合物，如日本阿巴尼公司的“Batekiller”抗菌涤纶；英国考特尔兹公司的CourteKM抗菌腈纶。（2）接枝改性技术，将具有特殊功能的基团接枝到纤维上，如日本东洋纺公司的Vilsil。（3）复合纺丝技术，在皮芯型复合纤维中将添加剂掺到芯层中，或在并列型复合纤维中掺到其中一个并列组分内，如日本帝人公司“Daberta”双组分抗菌涤纶。
2.4 纳米技术应用
纳米技术是在纳米尺度（1～100nm）内研究物质的特性和相互作用，并利用这些特性生产出具有某些特定功能的技术制品。在纺织工业中，纳米材料应用为功能纺织品的开发提供了广阔的思路和可行的方法。
相关研究证明，纳米Fe2O3和SiO2等材料能够有效吸收大气中的紫外线，在化学纤维内部添加数量较少的纳米颗粒，最终形成吸收紫外线的现象。将含有半导体性能的物质添加入化学纤维之中，能够产生具有良好性能的屏蔽静电功能。通过纳米颗粒除味抗菌，具有安全性和有效性，与传统方式相比，能够合理配置资源，提高使用效率。纳米云母能够在充满水分和空气的环境中存在，自主分解电子，产生带有正电荷空穴，最终实现除臭消炎的目标。纳米电气石的量子表面效应和小尺寸效应，导致远红外具有的辐射性能够显著增加，是开发具有上述功能织物的重要途径。
2.5 微电子信息技术应用
微电子信息技术在使用的过程中，能够导致纺织品具有特殊功能，最终研发智能的电子纺织品，在上述纺织品之中，包含通讯设备和传感器等，能够保障病人、运动员等人群的需求，智能织物能够对信息进行控制、储存和检查，将对身体数据进行测试的数据向控制中心进行传输，因为其使用微型芯片标签，能够对信息储存，使用集成天线对无线数据进行交换。
美国大学相关研究机构目前和相关研究院合作，成功研制新型的纺织品，并命名为E型织物，上述纺织品具有探测器的部分功能，在军事定位和通讯中得到了广泛的使用，是微电子信息技术的重要应用。
虽然微电子信息技术在开发的过程中具有广阔的前景，但是，开发是一个十分复杂的过程中，应该满足几个方面的条件：（1）功能元件应该具有可植入性；（2）上述产品在进入市场之前，应该进行正确合作，进行多方面的调查。因为，信息技术产品在使用之前，已经在大型系统中建立基础，不仅会涉及到技术层面的问题，还关系到商业问题和管理问题。
3 展望
功能性纺织品是科技发展的趋势，在纺织品开发中的使用范围将不断扩大，同时，能够将多领域的技术进行联合，进一步提高织物自身的附加值，但是，应该进一步深入研究纺织品的未来发展，在运用新技术的同时，应该重视对织物功能的改善，重视人和自然环境的和谐共生，在发展的同时，重视环境保护，使织物的可持续发展水平得到提高。
参考文献：
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等离子纳米技术范文4
关键词：工业；有机废气；治理；
中图分类号： U491.9+2文献标识码：A
引言
随着工业排放的废气对环境造成的影响不断加重，治理工业有机废气日益成为解决环境问题的重要环节。近几年科技的发展，科研单位对如何治理有机废气展开了日益深入的探讨，其成果被逐渐应用到实际操作中去，市场上已经有了多种能有效治理废气的设备和技术。
1 有机污染物的来源与种类
1.1 有机污染物的来源
大气中的工业有机污染物主要来源于钢铁冶炼、石油炼制、化学工业、垃圾焚烧、农药生产、有机物生产等;部分生产过程也会产生有机污染物，如机械加工中的表面处理与喷漆; 日常生活也会产生污染物，如室内装修、餐饮饭店油烟、烧烤烟等。同时，汽车、飞机等流动源也会产生有机废气。
1.2有机污染物的种类
有机污染物按照种化学种类可分为醛类( 甲醛、乙醛) 、芳香族类(苯、二甲苯、乙苯) 、酮类(丙酮) 、酚类( 苯酚、二氯酚) 、烃类(甲烷、非甲烷烃) 、卤代烃类等。按照在环境中的保留时间可以分为持久性有机物( Persistent Organic Pollutants，简称POPs) 与非持久性有机物。持久性有机物如二噁英( PCDDs) 、呋喃 (PCDBs) 、多环芳烃( PAHs) 可萃取有机溴/氯/碘 ( EOBr /Cl /I) 、多氯联苯( PCBs) 等。
2 有机污染物的危害
有机污染物的危害具有毒性、持久性、生物累积性。
2.1 毒性
有机污染物的毒性分为急性毒性与慢性毒性。废气中的有机物举具有一定程度的毒性。部分有机污染物具有高毒性。如持久性有机物中的二噁恶英类，能容忍的二噁英摄入量为每人每日每千克体重1pg，比无机物中的氰化钾类物质的毒性高出1000 倍以上。
2.2 持久性
大气中的有机污染物一般具有很长的保留时间。例如持久性有机物POPs 物质具有抗化学分解性、抗光解性和抗生物降解性。研究表明，二噁英系列物质其在气相中的可保留较长时间，半衰期为8～400 天。
2.3 生物累积性
大气中的有机污染物由于具有持久性，经动植物吸收后，会出现生物积累。例如具有亲脂性的有机物多氯联苯，在水鸟体内的浓度是其在水中浓度的50 万至100 万倍。
3 传统有机废气处理技术
一直以来，传统的废气处理方法有吸收法、吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、生物过滤池、生物滴滤塔、生物洗涤塔等。其中吸附法、催化燃烧法已经比较成熟，并且已经有了相应的工程技术规范。但是这些方法都存在着一定程度的不足：吸附法中不同氧化剂改性的吸附剂对有机废气的吸附量不同，而且吸附剂价格较贵；直接燃烧法和催化燃烧法投资与运行费用较高，而且不适用于较常见的低浓度高流量的有机废气的处理；吸收法难以处理化学性质稳定且难溶于水的有机废气；生物法处理有机废气只适于组成相对较简单的有机废气，对组成复杂的工业有机废气处理起来比较困难。基于传统处理方法的不足，新废气的处理技术开始引起了人们的广泛重视，成为研究的新方向。
4有机废气处理新技术
4.1低温等离子体技术
低温等离子体技术是在电场的作用下，高频放电产生瞬间高能，打开有机废气分子的化学键，使之分解为单质原子或无害分子，并且等离子体的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，这些粒子可以氧化有机废气中的分子。有机废气的低温等离子体处理是一门新兴的技术。低温等离子体技术的特点是：等离子体的高能电子、正负离子、激发态粒子可以与碳氢化合物、氮氧化合物、硫化氢、硫醇等污染物反应，生成二氧化碳、水、氮气、二氧化硫等简单无机物质。典型的有机废气如：苯、甲苯、乙硫醇、二氯丙烷等采用电晕放电形式的低温等离子体处理恶臭废气是可行的，停留时间越长、电压越高，脱除效果越好。
4.2变压吸附技术
变压吸附的基本原理是利用气体组分在不同吸附剂上吸附特性的差异，以及吸附量随压力不同而变化的特性，通过压力变换实现气体的分离或提纯。变压吸附由于采用了压力涨落的循环操作，强吸附组分在低分压下脱附，吸附剂得以再生。在加压下进行吸附，减压下进行解吸。由于循环周期短，吸附热来不及散失，可供解吸之用，所以吸附热和解吸热引起的吸附床温度变化一般不大，波动范围仅在几度，可近似看作等温过程。变压吸附常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某种组分选择性吸附而研制的吸附材料。气体吸附分离成功与否，很大程度上依赖于吸附剂的性能。
CHIHARA等应用两塔工艺的变压吸附技术，吸附剂为高硅沸石，吸附压力为0.2MPa、脱附压力为0.04 MPa，处理二氯甲烷气体。GILLILAND等采用四塔工艺的变压吸附技术，吸附压力为0.195 MPa，脱附压力为常压，从空调的通风气流中回收全氟烷烃等，处理效率大于99％。
变压吸附技术的优点是一次性投资低、能耗小、自动化程度高和可靠性强等优点，可以获得纯度比较高的副产品，实现废气资源化，产生较好的经济效益。
4.3纳米TiO2光催化技术
随着纳米技术的发展，纳米技术也应用到有机废气的处理中。纳米TiO2光催化能有效地将有机废气转化为二氧化碳、水等无机小分子物质，还可以去除氯仿、多氯联苯、有机磷化合物、多环芳烃等难降解或用其他方法难以去除的有机废气。在一定的条件下，纳米TiO2能将用化学法氧化难以分解的“三致”有机物彻底分解为二氧化碳、水和简单的无机酸，且无二次污染。
TiO2光催化技术不仅以其化学活性高、安全无毒、价格低廉、操作简便、以及条件温和无二次污染的突出优点，在废气处理中受到普遍重视。
4.4膜生物反应器
随着新材料的研制开发以及膜生物技术在废水处理中的成功应用，人们开始关注膜技术在有机废气处理中的应用。
膜生物反应器是将传统的微生物废气处理技术与膜技术相结合，不仅具有生物方法环保的优点，而且膜材料作为生物降解的传质界面，可以提供比较大的比表面积，增强降解效果，提高去除效率。
膜生物反应器目前还处于实验室小型研究阶段，而且这种方法的构建和运行成本比较高，因此从实验到运行还需要更多的研究和实践。同时膜生物反应器具有流量低、阻力大、对水溶性差的污染物去除效率低等缺点，在一定程度上限制了膜生物技术在废气处理中的应用。
4.5微波催化氧化技术
有机废气的微波催化氧化技术是由填料吸附/微波解吸技术发展而来，并将一般的热解吸方式转变为微波解吸，降低了能耗、缩短了解吸所需的时间，而且吸附剂反复使用20次，还可以保持原有吸附能力。国外已经有微波催化氧化技术在有机废气处理中的小规模应用，在中国尚处于研究阶段。
与常规加热催化热解技术相比，微波催化氧化技术的优点是催化热解效率高、能耗比较低、吸附剂的损耗小、启动迅速、解吸时间比较短、对环境温度影响小；缺点是对不同的有机废气需要选择不同的吸附剂，而且微波功率、加热时间、载气流量等对微波催化氧化效率都有一定的影响。
4.6膜分离法
膜分离法处理有机废气的原理是在压力驱动下，利用有机废气组分分子大小的不同，在膜结构内的扩散能力、渗透速率的不同来实现有机废气与空气的分离。
采用膜分离技术处理油气，具有流程简单、运行费用低；设备占地面积小、质量轻、便于安装；易放大、和其他技术兼容性好；回收率高、能耗低、无二次污染等优点。近年来，随着膜材料和膜技术的进一步发展，国内外已有许多成功应用的范例。
5 结语
有机废气的处理一直以来都是影响大气环境的关键因素，工业高速发展以来，人们排放到大气中的有机气体不论是量还是类，都发生了质的变化，环境治理刻不容缓。减少环境污染最有效的途径就是从源头入手，降低有机气体的排放，这就需要高效、节能、经济的有机废气处理手段，因此在传统的处理技术上，研发新的处理技术就显得格外重要了。相信随着科学技术的不断发展，创新性的有机废气处理技术也会被应用到工业生产中去，降低甚至消除大气中有机气体的排放指日可待。
参考文献
[1]易灵.有机废气治理技术的研究进展[J].四川环境，2011，30(5).
等离子纳米技术范文5
关键词：纳米技术；食品科学；应用
一、纳米技术
自从上个世纪90年代出现纳米技术后，在纳米技术领域的新概念、新名词、新材料不断涌现，使得人们对纳米技术的理解不够透彻，对其研究也处于初级阶段。其实，纳米技术是一门基础研究与应用研究多学科交叉的科学，不管是在原子、分子或者是在超分子角度上对其分析，纳米技术都堪称是一项新的、空前的技术创新，对今后物理学的发展起着重要作用。纳米技术的目标主要是根据纳米结构所具有的特性和功能，结合人们的需求，对材料进行加工，并制造具有特定功能的产品，给人们带来全新的技术革命。此外，在设计过程中在原子、分子的水平上运用纳米技术进行材料设计，进而制造出具有全新性质和各种功能的材料，从而满足人们日益增长的生活需求。
二、纳米食品的概述
所谓纳米食品，指的是在食品加工、生产或包装过程中采用了纳米技术手段的食品。但是，纳米食品不仅仅是采用纳米技术将食品的尺寸加工至纳米级别，也涉及到通过纳米技术对食品进行了改造从而改变食品性能的食品。从而使经过纳米技术加工的食品在营养、吸收等方面会很大的提高，在这方面应用最广泛主要有维生素制剂、钙、硒等矿物质制剂、豆奶与纳米添加营养素的钙奶茶等。但是，由于人们对纳米技术研究的局限性决定了纳米食品也存在一些问题，从而使得纳米食品的安全日益受到人们的关注。因为，在纳米食品生产过程中主要采用球磨法使食品的尺寸变小而达到纳米级别，从而不可避免地产生粉料污染，同时，纳米技术给食品所带来的危害与不利影响等，目前我们还无法预测，难以判断纳米材料是否对人体有害。目前，我国乃至国际上的纳米食品行业还没有形成一个统一的、有效的标准，无法对纳米食品进行安全性评价，也不利于食品健康的管理与监控。此外，据研究部分纳米食品存在一些有害成分，采用球磨法对食品进行加工，所制备得到的纳米粉末更容易进入细胞甚至细胞核内，进而对人体所产生的危害也没有研究清楚。
三、纳米技术在食品科学中的应用分析
1.微乳化技术和纳米胶囊制备技术
所谓的微乳液，就是通过将两种互不相溶的液体形成的吉布斯自由能最小、状体均匀并且稳定，各向同性、粒径大小为l～100纳米、外观透明或半透明的分散体系，而制备该微乳液的技术也称为微乳化技术。自从上个世纪末以来，人们加大对微乳理论和应用的研究，并将微乳化技术已应用于纳米颗粒、微胶囊和纳米胶囊的制备。采用纳米技术，将微胶囊制备成具有粒径大小在10～1 000纳米尺寸的新型材料。由于纳米胶囊颗粒微小，形成胶体溶液，易于分散和悬浮在水中，并形成清澈透明的液体，从而使所载的药物或食品功能因子改变分布状态而浓集于特定的靶组织，进而有利于提高疗效的目的，增加药品生产效率。
在食品包装行业，纳米技术的应用最为普遍，并且该技术能给人们带来极大的利益。因为，在包装材料过程中，只需加入一定的纳米微粒就能够有效地增加包装材料的抗菌性能与密封效果，从而更好地为食品包装提高质量安全保障。同时，在冰箱制造行业也能看到纳米技术的应用情况，通过纳米技术能够有效地生产出一些抗菌性的冰箱，从而满足人们日常生活需求。此外，由于纳米材料的尺寸微小（纳米级别），并体现出特殊的功能，在食品包装过程中加入一定的纳米微粒有利于改变对现有包装材料的性能，从而进一步保证食品的安全。甚至已有不少人研究纳米技术在玻璃和陶瓷容器等领域的应用，通过加入纳米颗粒，可以有效地增加了脆性材料的韧性与强度，还可以有效地吸收紫外线防止塑料包装由于时间过长而出现老化、变质等现象，进而增加食品包装的使用寿命，促进食品包装行业的发展。
2.纳米技术在超细微粒和纳米粒子制备中的应用
在当今的高新技术研究领域中，超细微粒尤其是纳米粒子已经成为人们研究的热门方向，并是当今急需加大研究投入的领域。经过超细化处理后的物质，粒子之间的接触面积增大，比表面积也大大增加，界面能显著提高，表面能会发生巨大变化，从而显现出独特的物理与化学性能。通常情况下，制备超细粒子的方法为超细碾磨法，例如市场上比较普遍的具有强抗氧化性的超细绿茶粉与具有强结合水能力的超细面粉等。研究表明，粒子越小越有助于人体的吸收消化，约1 000纳米的超细绿茶粉呈现出较好的营养消化和吸收率，其营养价值大大超出普通的绿茶粉。又近年来迅速发展起来的新技术――超临界流体制备超细微粒技术，也属于纳米技术制备超细粒子的范畴，该技术可以较准确地控制结晶过程，对粒子尺寸进行精确的控制，从而生产出的超细微粒粒径小且粒度分布均匀，该技术在医疗药物制造行业较为普遍，具有诱人的应用前景。
3.纳米技术在食品检测中的应用
随着计算机技术的飞速发展，使得纳米传感器技术也得到了惊人的发展，并已在食品安全监测中得到广泛的应用。所谓纳米生物传感器技术，采用选择性结合靶分子的生物探针，对食品进行安全监测的技术。因为，纳米材料本身就是非常敏感，对于不均匀的生物与化学物质反应灵敏，将纳米技术与生物学、计算机技术、电子材料相结合，可以制备新型的传感器件，并提高食品安全监测效率。例如与生物芯片等技术结合，可以使分子检测更加简便、高效的纳米生物传感器。近年来，人们通过纳米生物传感器技术可以实现对食品安全、临床诊断与治疗的快速、有效、灵敏地检测。例如，在传统的检测领域，尤其是监测微量细菌时需要扩增或富集样本中的目标菌，从而无形中增加监测步骤，同时过程繁琐而费时费力，然而，利用纳米技术与表面等离子体共振、石英晶体微天平等研制而成的纳米生物传感器，不仅能够大大减少检测所需的时间，还可以提高检测的灵敏度，进而提高监测效率与精确度。
四、结语
综上所述，由于纳米材料发展比较晚，各方面的研究还不够完善，纳米技术也存在一些不足和缺陷。但是，这并不影响纳米技术在食品工业中的应用，随着人们对纳米技术研究的不断深入，我相信在不久的将来纳米技术将会引发一场新的食品科学的革命，为食品行业带来巨大的经济效益与发展空间，也会使人们的饮食结构和生活方式发生巨大的变化，引领人们走进一个全新的食品行业，进而提在很大程度上提高人们的生活水平。
参考文献：
等离子纳米技术范文6
一、纳米粒子的制备方法
1、物理方法
真空冷凝法。等离子体在经过真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化制取，最后骤冷。该方法具有下特点：晶体组织好，可控粒度大小，纯度高，技术设备的水平较高。
机械磨球法。该方法是指纳米粒子由一定控制条件下的纯元素，合金或复合材料制成。主要特点为：操作简单，成本低，颗粒分布不均匀，纯度偏低等。
物理粉碎法。通过机械粉碎、电火花爆炸等工艺来获取纳米粒子。其特点为：过程比较简单，成本低，颗粒分布的不均匀，同时纯度也低。
2、化学法
气相沉积法。通过金属化合物蒸气的化学反应制成纳米材料。纯度高，粒度分布窄。
水热合成法。在高温高压情况下，从蒸汽等流体或水溶液中制取，再经过分离、热处理来得到纳米粒子。具有分散性好、纯度高、粒度易控制等优势。
沉淀法。在盐溶液中加入沉淀剂，反应后再将沉淀进行热处理，从而得到纳米材料。简单易行，颗粒半径大，纯度低是其表现出来的特点，比较适合制备氧化物。
溶胶凝胶法。经过溶液、溶胶、凝胶，金属化合物会固化，由低温热处理后即可合成纳米粒子。表现的明显特点为：反应物种多，易控制过程，颗粒均匀，适合制备氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物。
二、化学反应和催化剂方面的应用
对于化学工业及其相关工业，尤其是化学反应对其起着关键性作用的产业，它们在改进催化剂性能方面经常会采用纳米技术。因纳米粒子表面活性中心较多，粒径变小，表面积增大，所以会增强吸附性能和催化能力，为它作催化剂提供了条件。用纳米粒子催化剂可大大提高反应效率，同时有效控制反应速度，使原本不能进行的反应也能进行。此外，纳米粒子催化剂的优异性能还取决于它的容积高于表面率，负载催化剂的基质也影响着催化效率。由纳米粒子合成的催化剂要比普通催化剂的反应速度提高10～15倍，如将Si02纳米粒子作催化剂的基质，可以提高催化剂性能10倍。一般在能源工业中，采用了纳米催化剂，不仅能生产非常清洁的柴油，还能大幅的降低工艺成本，获得经济效益。
三、过滤和分离方面的应用
在化学工业中，纳米过滤技术被广泛应用于水、空气的纯化以及其它工业过程中，主要包括：药物和酶的提纯，油水分离和废料清除等。由于纳米多孔材料具有很强的吸附性能，所以在治理污染方面也得到了应用。而在膜生物方面，也有较强的过滤分离功能。在过滤工业中，使用膜生物反应器，它具备出水水质良好、管理方便、结构装置简单、水力停留时间和泥龄完全分离、消耗能量底、剩余污泥量少等特征。但是，对于膜生物污染来说，该反应器难以得到推广，所以还要积极探究新的方法：向一体式膜生物反应器中投加纳米材料从而改变料液性质，这样就可以达到提高膜生物反应器对污染物的去除效率及预防膜污染的目的，同时对电镜分析中空纤维膜的表观结构的实际变化情况进行扫描，用红外光谱来分析活性污泥性质的变化，也能从根本上起动改善污泥的活性的作用。
四、其他精细化工方面的应用
纳米材料在精细化工中可以充分发挥出自身的优越性。例如：纳米材料在涂料、橡胶、塑料等精细化工范畴内都起到了重要作用。
纳米粒子在涂料行业起着很大的作用，以纳米粒子为基础的涂料具有耐磨耗、强度、透明及导电的作用。而将表面涂层技术与纳米技术结合在一起也成为了本世纪关注的一个热点，极大地改善了涂层材料结构和功能性质。结构涂层指的是涂层提高基体的某些性质和改性，主演有以下几个特点：耐磨、超硬涂层，抗氧化、阻燃、耐热涂层，装饰、耐腐蚀涂层等。功能涂层：指赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的一些功能。具有几方面特点：光反射、消光、光选择吸收等光学涂层。半导体、绝缘、导电功能的电学涂层。在涂层材料中应用纳米材料，可以提高其防护能力，耐侵害、防紫外线照射，对生活中的卫生用品起到杀菌保洁作用。
如果在橡胶中将纳米SiO2加入进去，会提高橡胶的红外反射和抗紫外辐射能力。而在普通橡胶中投入纳米Al2O3和SiO2，则会有效提高橡胶的介电特性、耐磨性和弹性。此外，在塑料中添加适量的纳米材料，能够提高塑料的韧性和强度，也能提高防水性和致密性。
此外，纳米材料在有机玻璃制造、纤维改性方面也都有很好的利用。加入纳米SiO2，能够使有机玻璃抗紫外线辐射，减少热传递效果，从而达到抗老化的目的。添加纳米Al2O3，还有利于玻璃的高温冲击韧性的提高。
五、在医药方面的应用
从当代健康科学发展来看，对提高药效、控制药物释放、减少副作用、发展药物定向治疗等方面都提出了高要求。智能药物随纳米粒子进入人体后主动搜索、攻击癌细胞或修补损伤组织；纳米技术应用于新型诊断仪器，只需检测少量血液，便可以轻松地诊断出各种疾病。
研究人员已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，即“定向导弹”。该技术是蛋白质表面被磁性纳米微粒包覆而携带药物，注射到血液中，通过磁场制导，运送至病变部位释放药物。给药系统为纳粒和微粒，而其合成材料具有稳定、无毒、与药物不发生化学反应的特性。纳米系统主要用于毒副作用大、易被生物酶降解的药物、生物半衰期短的给药。