非金属纳米矿物材料

1 绪论 1

1.1 纳米材料的概念和种类 1

目录 1

1.2 纳米材料的发展历史和现状 2

1.3　纳米微粒特性 4

1.3.1 量子尺寸效应 5

1.3.2　小尺寸效应 5

1.3.3 表面效应 6

1.3.4 宏观量子隧道效应 7

1.4 纳米材料的主要特殊物理化学特性 7

1.4.1 光性能 8

1.4.2 热性能 9

1.4.3 力学性能 9

1.5.1 非金属矿物纳米材料的特点 10

1.5 非金属矿物纳米材料概述 10

1.5.2 非金属无机纳米矿物的结构特征 11

1.5.3 纳米矿物材料种类 13

1.5.4 非金属纳米矿物资源的研究意义 17

2　非金属矿物纳米材料种类 22

2.1 天然纳米矿物材料 22

2.1.1 石墨 22

2.1.2 沸石 24

2.1.3 高岭土 29

2.1.4 凹凸棒石黏土 33

2.1.5　海泡石黏土 35

2.1.6 膨润土 40

2.1.7　累托石黏土 46

2.1.8 蛭石 47

2.1.9 硅藻土 48

2.1.10 珍珠岩 51

2.2 合成非金属纳米矿物材料 53

2.2.1　纳米CaCO3 53

2.2.2　纳米TiO2 56

2.2.3 纳米SiO2 61

2.2.4 炭黑 66

2.3 非金属矿物纳米复合材料 68

2.3.1 概述 68

2.3.2 黏土矿物在纳米复合材料中的作用 70

2.3.3　纳米复合材料举例 73

3　非金属纳米矿物的选矿与提纯 79

3.1 准备作业 79

3.2.1 概述 81

3.2 非金属矿物选矿与提纯的基本原理 81

3.2.2 拣选和摩擦洗矿 83

3.2.3 重力选矿 85

3.2.4 浮选 95

3.2.5　磁选与电选 103

3.2.6　超细颗粒的分选技术 110

3.2.7　化学提纯 126

4　纳米材料的制备技术 138

4.1 概述 138

4.1.1 物理方法 138

4.1.2 化学方法 140

4.1.3 物理化学方法 141

4.2 纳米材料的制备技术 141

4.2.1 气相合成方法 141

4.2.2　液相合成方法 146

4.2.3 固相合成方法 161

4.2.4　其他合成方法 164

4.3 纳米复合材料的制备技术 169

4.3.1　概述 169

4.3.2 非金属纳米材料复合技术 170

4.4 非金属纳米矿物粉体的制备技术 177

4.4.1 制备方法 177

4.4.2 纳米矿物粉体的改性 178

4.5 沸石和分子筛材料的合成 181

4.5.1 沸石和分子筛材料的合成 182

4.5.2 层柱型多孔性材料的合成 184

5　非金属纳米材料结构表征 193

5.1　概述 193

5.2 电子显微技术 195

5.2.1　透射电子显微技术 196

5.2.2 扫描电子显微技术 198

5.3　探针显微技术 203

5.3.1 扫描隧道显微镜 203

5.3.2　原子力显微镜 205

5.3.3　磁力显微技术（MFM） 207

5.4　X射线技术 208

5.4.1　概述 208

5.4.2　X射线衍射分析方法 209

5.5 光谱分析 214

5.5.1　核磁共振谱 214

5.5.2　红外光谱 217

5.5.3　拉曼光谱 219

5.5.4 紫外光谱（UV）、可见光谱（VIS）分析 222

5.5.5 原子光谱分析 226

5.5.6 分子荧光光谱分析 231

5.6　能谱分析 233

5.6.1　俄歇电子能谱（AES） 233

5.6.2　X射线光电子能谱分析 235

5.6.3 紫外光电子能谱分析 238

5.7　其他分析方法 239

5.7.1　质谱法 239

5.7.2 光子相关谱法 240

5.7.3 比表面积法 243

5.7.4　热分析技术 244

5.7.5 沉陷法 245

5.7.7 电声显微技术 246

5.7.6 中子活化分析 246

6　非金属纳米材料的应用 247

6.1 在催化、能源、环境保护领域中的应用 247

6.1.1 催化剂 247

6.1.2　能源 249

6.1.3 环境保护 251

6.2 在生物和医学上的应用 261

6.3 在材料工业中的应用 263

6.4 在电子与电气工业中的应用 266

6.5 纳米材料在涂料中的应用 269

6.6 纳米材料在润滑剂中的应用 272

6.7 纳米材料在材料制备方面的应用 275

6.8 纳米材料在功能性纺织品中的应用 279

6.9 新型非金属纳米材料——碳纳米管的应用 282

参考文献 286