本書首先介紹了納米材料科學(xué)產(chǎn)生的背景和發(fā)展歷程，繼而介紹了納米粒子、納米材料的制備原理和方法，納米粒子與材料的表面改性原理與方法，納米粒子與材料的特有表征方法，納米材料在橡塑材料、紡織材料、光學(xué)材料、磁性材料、陶瓷等無機(jī)材料、化工與催化、環(huán)境等諸多領(lǐng)域及相關(guān)產(chǎn)品中的應(yīng)用原理與方法，最后介紹了納米粒子與納米材料的安全性問題與安全性研究方法。本書既可作為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科或研究生教材及教學(xué)參考書使用，同時(shí)也適合材料、化工、紡織、印染、制藥、精細(xì)化工、環(huán)保等專業(yè)的學(xué)生用作教材，亦可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)、科研人員參考、使用。

眾所周知，包括納米材料在內(nèi)的先進(jìn)材料是21世紀(jì)三大高新技術(shù)領(lǐng)域之一。而納米材料與技術(shù)又是我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跬桨l(fā)展，最有可能趕超世界先進(jìn)水平的技術(shù)領(lǐng)域之一。所以，了解或掌握納米材料的特性、制備原理和方法以及應(yīng)用技術(shù)及其研究方法對(duì)高級(jí)人才的培養(yǎng)具有重要現(xiàn)實(shí)意義?！凹{米材料”的命名出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，它是指三維空間中至少有一維處于1～100nm或由它們作為基體單元構(gòu)成的材料，納米材料是納米科技發(fā)展的重要基礎(chǔ)。1990年在美國(guó)舉辦了第一屆國(guó)際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議，決定出版“納米技術(shù)”、“納米結(jié)構(gòu)材料”、“納米生物學(xué)”三種學(xué)術(shù)刊物，標(biāo)志著納米技術(shù)研究走向正規(guī)和成熟。隨后，1991年美國(guó)將納米技術(shù)列入了“政府關(guān)鍵技術(shù)”，1993年德國(guó)提出今后10年重點(diǎn)發(fā)展的9個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中有4個(gè)涉及納米技術(shù)；日本、歐盟等也都斥巨資用于納米材料與納米技術(shù)的開發(fā)；我國(guó)也將納米材料與納米技術(shù)列入了“863”、“973”計(jì)劃和“十五”、“十一五”規(guī)劃，并由科技部、國(guó)家計(jì)委、教育部、中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等單位成立了全國(guó)納米科技指導(dǎo)協(xié)調(diào)委員會(huì)， 統(tǒng)籌規(guī)劃全國(guó)的納米科技研究方向。在2001年7月聯(lián)合下發(fā)的《國(guó)家納米科技發(fā)展綱要》中提出我國(guó)納米科技在今后5～10年的發(fā)展主要目標(biāo)是：在納米科學(xué)前沿取得重大進(jìn)展，奠定發(fā)展基礎(chǔ);在納米技術(shù)開發(fā)及其應(yīng)用方面取得重大突破;逐步形成精干的、具有交叉綜合和持續(xù)創(chuàng)新能力的納米科技骨干隊(duì)伍；建立全國(guó)性的納米科技研究發(fā)展中心和以企業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)化基地，以促進(jìn)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化的協(xié)調(diào)發(fā)展。在2006年初國(guó)務(wù)院制定的《2006～2020年國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》中將納米科學(xué)列入了這段時(shí)期內(nèi)基礎(chǔ)科學(xué)研究的四個(gè)主要方向之一，將納米材料和納米器件作為發(fā)展先進(jìn)材料的重點(diǎn)目標(biāo)。人們之所以特別矚目納米材料，是因?yàn)榧{米材料具有宏觀材料所不具備的特殊性質(zhì)，即所謂的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。納米材料的應(yīng)用已滲透到軍事、生物、高分子材料、電子、醫(yī)療、環(huán)境、生活日用品等幾乎所有的生產(chǎn)和研究領(lǐng)域。1999年，納米技術(shù)逐步走向市場(chǎng)，全年納米產(chǎn)品的營(yíng)業(yè)額達(dá)到500億美元，預(yù)計(jì)到2010年可高達(dá)14400億美元。納米材料的制備及其應(yīng)用原理和方法不僅僅適合于指導(dǎo)納米材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，它對(duì)諸如軍事、生物、高分子材料、電子、醫(yī)療、環(huán)境、生活日用品等納米應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有普遍的指導(dǎo)意義。盡管目前相關(guān)的科技書已有多種版本，但適合作為教科書的版本仍然較少。所以，作者按照教育部高教司函【2005】195號(hào)中關(guān)于“十一五”國(guó)家級(jí)教材規(guī)劃原則，根據(jù)教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)建設(shè)“具有不同風(fēng)格和特色的專業(yè)教材”的精神，依據(jù)《普通高等學(xué)校本科理工科專業(yè)規(guī)范》，組織國(guó)內(nèi)部分高校編寫了本部教材，旨在編寫一本能滿足化學(xué)、化工、應(yīng)用化學(xué)及其相關(guān)專業(yè)教學(xué)要求的教科書。本教材編寫組始終本著“面向未來、質(zhì)量第一”的原則進(jìn)行工作，廣泛聽取了有關(guān)專家教授的寶貴意見，參閱了大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)教材和資料。本書的主要思路和基本要求如下：1首先把納米材料學(xué)作為一門新興的交叉性邊緣學(xué)科，介紹其誕生的背景和過程，同時(shí)重點(diǎn)介紹納米學(xué)原理、納米技術(shù)與應(yīng)用，內(nèi)容要能體現(xiàn)本科教育重理論基礎(chǔ)教育的傳統(tǒng)，同時(shí)體現(xiàn)本書學(xué)以致用、理論與實(shí)踐相結(jié)合的特色。2納米產(chǎn)品的范圍很廣泛，同時(shí)考慮到各高校的優(yōu)勢(shì)學(xué)科和地域經(jīng)濟(jì)的不同，所以本書盡可能多地編入了多個(gè)領(lǐng)域納米產(chǎn)品制備、性能與應(yīng)用方法。一方面體現(xiàn)滿足本科教育對(duì)知識(shí)的寬口徑需求，另一方面也體現(xiàn)滿足不同高校的特色方向的側(cè)重性需求。3章末編入思考題和參考資料，便于學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容的把握和練習(xí)，同時(shí)也為學(xué)生拓展知識(shí)面提供了便捷的途徑。同時(shí)也體現(xiàn)尊重別人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。4編寫時(shí)注意到本書的主要適用對(duì)象是應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)、化工、材料、輕化工、環(huán)保等本科專業(yè)學(xué)生，目的是提供給他們作為專業(yè)選修課教材。所以，注重了理論知識(shí)的鋪墊和應(yīng)用實(shí)例與示范，便于教師易悟易教、學(xué)生易學(xué)易懂。5體現(xiàn)創(chuàng)新性。作為一本教材，在內(nèi)容上不一定能創(chuàng)新，但做到充分反映到目前為止本領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)和最新成果與研究現(xiàn)狀。本教材在編寫思路和知識(shí)組合技巧上是一種全新的嘗試。目前全國(guó)設(shè)有應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)、化工及相關(guān)專業(yè)的高等院校超過300所。納米技術(shù)是21世紀(jì)的關(guān)鍵高新技術(shù)之一，在上述專業(yè)的本科生中開設(shè)《納米材料的制備與應(yīng)用技術(shù)》課，對(duì)培養(yǎng)具有21世紀(jì)知識(shí)結(jié)構(gòu)的人才很有必要。本教材編寫組由青島大學(xué)（李群、趙昔慧）、東北大學(xué)（張霞、王毅）、新疆石河子大學(xué)（但建明、劉志勇）、廣西師范大學(xué)（彭桂花、李慶余、王紅強(qiáng)）、海南大學(xué)（陳永、吳進(jìn)怡）、南京工業(yè)大學(xué)（韓國(guó)志）、河北師范大學(xué)（劉輝）等七所院校組成。編寫分工如下：第1章由韓國(guó)志執(zhí)筆；第2章由吳進(jìn)怡、但建明執(zhí)筆，其中，22由吳進(jìn)怡編寫，陳永對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了部分修訂，21，23由但建明編寫；第3、4章由張霞執(zhí)筆，其中，第4章417由劉輝執(zhí)筆；第5章由陳永執(zhí)筆；第6章由李群執(zhí)筆；第7、8章由王毅執(zhí)筆；第9章由趙昔慧執(zhí)筆；第10章由彭桂花執(zhí)筆；第11章由李慶余、王紅強(qiáng)執(zhí)筆；第12章由劉志勇執(zhí)筆，全書由李群修改統(tǒng)稿。在本教材的編寫過程中，參編單位的各位教授、博士付出了辛勤的勞動(dòng)。在此教材即將出版之計(jì)，感謝各位編寫人員的積極參與，感謝2006～2010年教育部化學(xué)類教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)以及應(yīng)用化學(xué)專業(yè)協(xié)作組有關(guān)專家的關(guān)心，感謝化學(xué)工業(yè)出版社的支持，也感謝參與該教材編寫的有關(guān)高校的領(lǐng)導(dǎo)和專家的大力支持和幫助。由于本教材體系在國(guó)內(nèi)尚屬首次建立，筆者學(xué)識(shí)有限，疏漏和不足之處在所難免，敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正，不勝感激?！都{米材料的制備與應(yīng)用技術(shù)》編寫組
2008年6月

第1章納米技術(shù)與納米材料的由來及研究進(jìn)展1
11納米材料的涵義與特性1
111納米材料的涵義1
112納米材料的分類2
113納米材料的特性2
114納米材料的基本物理化學(xué)特性4
12納米技術(shù)的由來與研究進(jìn)展6
121納米技術(shù)的由來6
122納米技術(shù)的研究進(jìn)展8
13幾種典型的納米材料13
131納米纖維13
132碳納米管15
133納米二氧化鈦16
思考題18
參考文獻(xiàn)18

第2章納米材料的表征方法20
21納米材料的常規(guī)表征法20
211納米材料的化學(xué)表征法20
212納米材料的儀器表征法22
22納米材料的特有表征法36
221透射電鏡法（TEM）36
222掃描電鏡法41
223隧道掃描電鏡法47
224原子力顯微鏡法52
23納米材料的其他表征法58
231粒度分析法59
232比表面積法64
思考題64
參考文獻(xiàn)65

第3章納米粒子的制備方法67
31物理方法67
311氣體冷凝法（氣體中蒸發(fā)法）67
312球磨法73
313濺射法76
32化學(xué)方法77
321化學(xué)沉淀法77
322溶膠凝膠法82
323微乳液法86
324高溫高壓溶劑熱法88
325燃燒合成法89
326模板合成法90
327電解法90
思考題90
參考文獻(xiàn)90

第4章典型納米材料的制備92
41無機(jī)納米材料的制備92
411納米二氧化鈦的制備92
412納米氧化鋅的制備97
413納米氫氧化鎂與氧化鎂的制備99
414納米碳酸鈣的制備105
415納米氧化鋁和納米氫氧化鋁的制備111
416介孔SiO2與納米SiO2微粉的制備116
417鐵氧化物的制備123
42碳納米管的制備132
421碳納米管的應(yīng)用133
422碳納米管的制備133
423定向多壁碳納米管的制備143
43生物納米材料的制備145
431仿生納米材料的設(shè)計(jì)與制備145
432智能納米凝膠的合成146
433納米藥物載體材料的制備149
44納米金屬的制備150
441納米金屬制備概述150
442納米金屬的制備實(shí)例152
45金屬和半導(dǎo)體自組裝有序納米結(jié)構(gòu)薄膜165
451自然蒸發(fā)組裝法165
452水氣界面自組裝167
453層層自組裝（LBL）水溶性納米粒子171
454熱處理自組裝無機(jī)納米粒子膜172
455氣相沉積自組裝（CVD）173
思考題174
參考文獻(xiàn)174

第5章納米材料的改性179
51納米材料團(tuán)聚及原因180
52納米材料改性的原理182
521表面物理改性182
522表面化學(xué)改性184
53改性方法188
531溶膠凝膠法188
532沉淀法192
533異質(zhì)絮凝法194
534非均相成核法195
535微乳液法195
536化學(xué)鍍197
537氣相沉積法200
538聚合物表面包覆改性201
539納米材料表面包碳205
5310等離子體處理法208
思考題209
參考文獻(xiàn)209

第6章納米材料在紡織印染工業(yè)中的應(yīng)用211
61納米材料在防輻射（防紫外）功能紡織品中的應(yīng)用211
611應(yīng)用原理212
612應(yīng)用方法與實(shí)例215
62納米材料在抗菌功能紡織品中的應(yīng)用220
621應(yīng)用原理221
622應(yīng)用方法與實(shí)例225
63納米材料在遠(yuǎn)紅外保健功能紡織品中的應(yīng)用227
631應(yīng)用原理227
632應(yīng)用方法與實(shí)例230
64納米材料在負(fù)離子保健功能紡織品中的應(yīng)用231
641負(fù)離子及其保健作用231
642負(fù)離子發(fā)生材料的制備233
643應(yīng)用方法與實(shí)例234
65納米材料在芳香保健功能紡織品中的應(yīng)用235
651芳香的來源和醫(yī)療保健作用235
652芳香微膠囊的制備237
653應(yīng)用方法與實(shí)例239
66納米材料在阻燃功能紡織品中的應(yīng)用240
661納米阻燃材料在阻燃功能紡織品中應(yīng)用原理241
662納米材料在阻燃功能紡織品中應(yīng)用實(shí)例242
67納米材料在印染中的應(yīng)用243
671納米顏料在噴墨印花中的應(yīng)用243
672納米材料在染色工藝中的應(yīng)用（染色/固色等）246
68納米材料在疏水親水紡織品制備中的應(yīng)用248
681超疏水表面與荷葉效應(yīng)248
682超疏水性織物表面的制備原理248
683超雙疏三防紡織品的生產(chǎn)實(shí)例249
思考題249
參考文獻(xiàn)250

第7章納米材料在環(huán)保中的應(yīng)用252
71納米材料在廢水治理方面的應(yīng)用252
711水污染狀況253
712納米過濾材料在廢水處理中的應(yīng)用256
713納米光催化材料在廢水處理中的應(yīng)用256
714納米吸附材料在廢水處理中的應(yīng)用262
72納米材料在氣體凈化方面的應(yīng)用263
73處理固體垃圾267
思考題267
參考文獻(xiàn)267

第8章納米材料在光學(xué)方面的應(yīng)用269
81紅外反射材料269
82光吸收材料271
83隱身材料272
831隱身技術(shù)及其發(fā)展272
832隱身材料及其發(fā)展273
833納米隱身涂料的制備276
834納米隱身涂料的發(fā)展趨勢(shì)276
思考題277
參考文獻(xiàn)277

第9章納米技術(shù)在磁性材料方面的應(yīng)用278
91概述278
92幾種納米磁性材料278
921磁記錄材料278
922巨磁電阻材料280
923磁性液體材料282
924軟磁鐵材料286
思考題288
參考文獻(xiàn)288

第10章納米材料在催化方面的應(yīng)用290
101金屬納米粒子的催化作用290
1011超細(xì)貴金屬催化劑的催化應(yīng)用291
1012超細(xì)過渡金屬催化劑的催化作用294
102半導(dǎo)體納米粒子的光催化作用298
1021半導(dǎo)體納米粒子的光催化原理298
1022半導(dǎo)體納米粒子的應(yīng)用方法與實(shí)例298
思考題302
參考文獻(xiàn)302

第11章納米材料在精細(xì)化工方面的應(yīng)用304
111陶瓷增韌304
1111陶瓷概述304
1112納米陶瓷的性能305
1113納米陶瓷的主要增韌機(jī)理306
1114納米陶瓷的應(yīng)用307
112納米復(fù)合涂料309
1121納米涂料在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用310
1122納米涂料在功能涂層材料領(lǐng)域的應(yīng)用313
1123其他領(lǐng)域應(yīng)用方法與實(shí)例315
113納米材料在膠黏劑工業(yè)中的應(yīng)用316
1131納米技術(shù)改性膠黏劑的原理316
1132納米材料改性膠黏劑的應(yīng)用實(shí)例319
114納米技術(shù)在化妝品方面的應(yīng)用322
1141納米復(fù)合材料的光學(xué)性質(zhì)322
1142應(yīng)用方法與實(shí)例323
115納米材料在化工助劑中的應(yīng)用328
1151納米材料在塑料制品中的應(yīng)用328
1152納米塑料的其他性能333
1153納米材料在橡膠制品中的應(yīng)用333
思考題334
參考文獻(xiàn)334

第12章納米材料的安全性與安全性研究337
121納米材料安全性及研究意義338
122納米材料安全性的研究方法341
1221毒理性研究343
1222病理性研究347
123其他安全性研究350
1231納米毒性的修飾化學(xué)與納米生物效應(yīng)的應(yīng)用350
1232建立納米技術(shù)的安全性評(píng)估350
1233職業(yè)安全與衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)及意義351
思考題352
參考文獻(xiàn)353