礦物納米結構及其高分子基複合材料（簡體書）

《礦物納米結構及其高分子基復合材料》以礦物納米結構為基礎，分別對電氣石最小納米結構及其性能、偏高嶺石高分子納米復合材料制備及性能、蛭石高分子納米復合材料制備及性能的研究進行詳盡的闡述。具體內容包括；提出了電氣石最小、最佳微粒的思想，以此思想為主導，通過對不同條件下獲得的不同粒徑電氣石的物理、化學性質進行測試分析，歸納出各種條件對電氣石物理、化學性質的影響規律，然後綜合理論計算與實際測試，總結出電氣石最佳超細納米化條件的技術路線，選用不同的有機物插層劑，對無機聚合物的主要原料偏高嶺石進行插層改性，然後與有機聚合物進行納米復合，制備聚合物一偏高嶺石復合材料；研究在傳統聚合物－層狀硅酸鹽插層復合技術的基礎上，利用改性偏高嶺石與有機聚合物復合，制備了性能良好的有機聚合物－無機聚合物復合材料；根據蛭石本身所具有的優異性能，對蛭石礦物進行有機化處理、天然橡膠－蛭石、尼龍66-蛭石納米復合材料、聚丙烯－蛭石和聚氨酯有機蛭石納米復合材料進行了詳盡的研究，為蛭石納米復合材料的制備提供重要的理論和實際基礎。
《礦物納米結構及其高分子基復合材料》內容具有一定的創新性和實用性，同時能夠為相關納米礦物／高分子復合材料制備領域的研究提供較為豐富的基礎試驗資料，可供從事礦物納米材料、礦物－高分子納米復合材料、納米科學、納米技術以及納米材料教學和科研的人員閱讀。

韓煒，長江科學院，博士，高級工程師。
1998年畢業于中國地質大學（武漢）地質學專業，2004年畢業于中國地質大學（武漢）礦物學專業，2004年于華東理工大學材料學院高分子合金研究室進行博士後研究，專業為高分子基納米復合材料。先後到中國香港、日本、德國、美國進行學術訪問及合作交流。研究方向：晶體結構、礦物學，巖礦新材料、高分子基納米復合材料等。
作為項目負責人主持自然科學基金項目1項、科技部科研院所技術開發專項資金項目1項、上海市博士後科研資助計劃項目1項、中央級科研院所基本科研業務費資助項目2項，作為項目主要成員參與自然科學基金、科技部國際科技合作專項項目、水利部科技成果推廣項目多項。
負責及參與研發的CW系列新型水工修補材料在三峽工程（如三峽五級永久船閘閘墻防沖撞處理、三峽下游溢流壩面表面保護處理）、南水北調中線奧運輸水應急工程（渠坡裂縫修補處理）、丹江口水利工程（裂縫修補及表面保護處理）、溪洛渡水利工程（導流洞底板抗沖磨修補）等重要水利工程中進行了成功的應用及生產性試驗研究。
在國內外期刊及會議刊物上發表論文30余篇，協助出版專著《現代晶體化學一理論與基礎》和《納米材料科學導論》2部，獲得國家發明專利3項。2007年獲長江水利委員會“青年崗位能手”以及長江科學院“先進生產工作者”、“優秀共產黨員”稱號。
李珍，漢族，1971年9月出生，湖南湘鄉人，高級工程師，中共黨員。1996年7月畢業于華南理工大學無機非金屬材料專業。現為長江科學院材料與結構所副所長，中國水利學會化學灌漿分會常務副主任。
主持或參加國家“十一五”科技支撐計劃、國家基金、科技部、水利部等公益性科研項目20項，三峽、南水北調、錦屏等國家重點工程科研項目30余項。發表論文近40篇，合作出版專著6部，編制行業標準2部，獲國家發明專利6項，新型實用專利1項，執筆編寫重點工程科研報告40余份，作為導師指導和培養研究生6名。獲水利部長江水利委員會十大杰出青年、湖北省青年五四獎章，先後被推薦為第十一屆中國青年科技獎、第三屆武漢市青年科技獎和第四屆水利青年科技英才候選人。
許濤，湖北仙桃人，博士，中共黨員主要研究方向為巖石礦物材料和復合材料。參與了武漢科技大學高溫結構陶瓷與耐火材料湖北省重點實驗室開放基金項目、長江水利委員會長江科學院中央級公益性科研院所基本科研基金項目完成的課題有，鈦酸鋇鐵電摻雜固溶體的制備及其晶型控制研究、Ca5（P04）3×（x=F-，CI-，OH-）的制備及晶體譜學研究和聚合物，偏高嶺石復合材料的制備和機理研究目前在國內外期刊上發表學術論文11篇。

《礦物納米結構及其高分子基復合材料》是由中國水利水電出版社出版的。

前言
第1章 納米科學與納米技術
1.1 概述
1.1.1 人類對自然界的認識
1.1.2 納米科技研究的尺度
1.1.3 介觀領域中的納米科技
1.2 新興納米科學
1.2.1 納米科學與技術
1.2.2 納米材料科學
1.2.3 納米物質結構的構筑方法
1.2.4 納米材料的特征
1.3 納米科技與硅酸鹽納米礦物學
1.4 礦物納米結構及其高分子基復合材料
1.4.1 電氣石最小納米結構及其性能
1.4.2 蛭石－高分子納米復合材料制備及性能
1.4.3 偏高嶺石－高分子納米復合材料制備及性能

第2章 硅酸鹽礦物的晶體化學
2.1 硅酸鹽礦物的化學組成
2.1.1 形成硅酸鹽礦物的主要元素
2.1.2 硅酸鹽礦物的陽離子配位
2.1.3 硅酸鹽礦物的陰離子特征
2.2 硅酸鹽礦物的晶體結構特征
2.2.1 硅氧骨干的特征
2.2.2 陽離子配位的特征
2.3 硅酸鹽礦物晶體結構與晶體化學分類
2.3.1 島狀基型硅酸鹽礦物
2.3.2 環狀硅酸鹽礦物
2.3.3 鏈狀硅酸鹽礦物
2.3.4 層狀硅酸鹽礦物
2.3.5 架狀硅酸鹽礦物

第3章 電氣石的晶體化學
3.1 電氣石的礦物學
3.1.1 電氣石的礦物學
3.1.2 電氣石類礦物基本特征
3.2 納米尺度下新疆阿勒泰電氣石晶體化學研究
3.2.1 納米尺度下電氣石研究
3.2.2 納米化電氣石應用前景
3.2.3 電氣石物理化學性質
3.2.4 電氣石成因、產狀及其地質學意義
3.2.5 電氣石的應用
3.2.6 電氣石納米化研究

第4章 電氣石的性質及其應用
4.1 新疆阿勒泰電氣石納米化的制備
4.1.1 電氣石粉體樣品的制備流程
4.1.2 光學顯微鏡下薄片的制備
4.2 電氣石的物相及薄片性質分析
4.2.1 粉晶X射線分析
4.2.2 顯微鏡下薄片分析
4.2.3 電子探針成分分析
4.3 電氣石的成分及晶體化學式的確定
4.3.1 化學成分分析及晶體化學式的計算
4.3.2 電子探針成分分析與晶體化學式
4.3.3 晶體化學式的確定
4.4 電氣石晶胞參數的精確測定
4.4.1 粉晶法衍射線的指標化
4.4.2 粉晶法精確測定晶胞參數的方法及原理
4.4.3 晶胞參數的計算
4.5 電氣石主要的物理、化學性質
4.5.1 電氣石的熱學性質
4.5.2 電氣石的導電性和電阻率
4.5.3 電氣石的磁性
4.5.4 電氣石的熱電性
4.5.5 電氣石的壓電性
4.6 電氣石的成因、產狀及資源分布
4.6.1 電氣石的成因、產狀
4.6.2 電氣石的資源分布
4.6.3 我國電氣石資源管理現狀及存在的問題

第5章 納米化電氣石的基本特性
5.1 納米結構特征
5.1.1 納米結構的定義及種類
5.1.2 納米微粒和納米結構體系
5.1.3 納米結構體系的特性和應用
5.1.4 非金屬礦物納米結構特性及應用
5.2 電氣石納米結構特征的分析
5.2.1 電氣石晶體結構的納米特征及意義
5.2.2 電氣石納米結構研究對象的確定
5.2.3 電氣石微粒形態及其最小微粒的確定
5.2.4 電氣石納米結構特征的計算
5.2.5 電氣石納米結構特征的分析研究
5.3 電氣石微粒最佳尺度的確定
5.3.1 電氣石微粒內部結構單元數與性能的關系
5.3.2 電氣石微粒表面結構單元比例與性能的關系
5.3.3 最佳微粒尺度的確定
5.4 實驗結果與問題討論

第6章 納米化電氣石礦物材料制備
6.1 非金屬礦物納米化的現狀
6.1.1 納米微粒的制備方法
6.1.2 非金屬礦物納米化的現狀
6.1.3 非金屬礦物納米化方法的發展趨勢
6.2 電氣石納米化的方法研究
6.2.1 制備方法的確定
6.2.2 電氣石納米化的工藝研究
6.2.3 結果討論
6.3 實驗結果與問題討論

第7章 納米化電氣石材料特性與應用
7.1 電氣石新的特殊性質
7.1.1 電氣石的遠紅外輻射效應
7.1.2 電氣石的釋放負離子效應
7.1.3 電氣石的吸附效應
7.1.4 電氣石的生物電性
7.1.5 電氣石所含礦物質和微量元素的特性
7.2 超細納米化電氣石的特性研究
7.2.1 不同粒徑電氣石粉體的遠紅外輻射研究
7.2.2 不同粒徑電氣石粉體的吸附效應研究
7.3 電氣石自發極化效應的機理
7.3.1 自發極化的定義
7.3.2 自發極化效應與熱電效應、壓電效應的聯系
7.3.3 電氣石的自發極化效應
7.4 結果與討論
7.5 納米化電氣石材料的應用
7.5.1 電氣石的傳統應用
7.5.2 電氣石新特性的應用
7.6 超細納米化電氣石的應用展望
7.6.1 超細納米化電氣石表面效應的應用
7.6.2 超細納米化電氣石小尺寸效應的應用
7.7 實驗結果與問題討論

第8章 黏土礦物及其納米復合材料
8.1 黏土礦物的晶體結構
8.1.1 黏土礦物的分類和化學組成
8.1.2 主要黏土礦物的晶體構造
8.2 黏土礦物的性質及膠體化學
8.2.1 黏土礦物的電性
8.2.2 黏土的水化作用
8.2.3 黏土礦物的吸附特性
8.2.4 陽離子固定作用
8.2.5 黏土－有機物的相互作用
8.2.6 黏土膠體化學
8.3 納米復合的溶膠－凝膠法
8.3.1 制備金屬納米顆粒
8.3.2 制備納米稀土
8.3.3 制備高分子有機無機納米功能材料
8.4 插層反應法
……
第9章 偏高嶺石－聚合物復合材料的研制
第10章 偏高嶺石－聚丙烯?胺復合材料的制備、表征及機理分析
第11章 偏高嶺石－聚乙二醇復合材料的制備、表征及機理分析
第12章 偏高嶺石基無機－有機聚合物復合材料的制備、表征及機理分析
第13章 蛭石及其納米復合材料
第14章 有機插層蛭石在天然橡膠和尼龍中的應用
參考文獻

（2）光學性能：納米材料微粒由于小尺寸效應使它具有常規大塊材料不具備的光學特性，如出現寬頻帶強吸收、吸收帶藍移、發光現象和丁達爾效應等，當納米晶粒的尺寸與傳導電子的波長相當或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，量子尺寸限域效應造成吸收邊的位移，因而在光學材料中的應用十分廣泛。
（3）磁性性能：磁性納米微粒由于尺寸小，具有單磁疇結構、矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比、改善圖像質量，可制成高質量的錄像帶，還可制成磁性信用卡、磁性鑰匙、磁性車票等。將磁性納米微粒通過界面活性劑均勻分散于溶液中制成的磁流體在宇航、磁致冷、顯示及醫藥中已廣泛應用。
（4）催化性能：由于納米材料具有極高的比表面積和高表面原子數，表面的鍵態和電子態與微粒內部不同，表面原子配位不全導致表面的活性位置增加，這就使它具備了作為催化劑的基本條件。而且隨著粒徑的減小，表面光滑程度變差，形成凹凸不平的原子臺階，這就增加了化學反應的接觸面，因而它具有極高的活性，已成為新型的催化劑。納米粒子對催化氧化、還原和裂解反應都具有很高的活性和選擇性，利用納米材料的光催化特性來處理廢水和改善環境具有良好的前景。
（5）儲氫性能：礦物能源日益枯竭，而且存在環境污染問題，氫能利用正受到重視，氫能利用的一個關鍵性問題是氫的儲存。氫液化需消耗25%～40%的氫能，壓縮氫使用起來非常危險，普通金屬儲氫達不到實用要求。納米碳纖維表面具有分子級微孔，內部具有直徑大約10nm的中空管，比表面積大，而且可以合成石墨層面垂直于纖維軸向或與軸向成一定角度的魚骨狀結構，大量氫氣可以凝聚在納米碳纖維中，因而具有很強的儲氫能力。
（6）燒結性能：納米材料具有燒結溫度低、流動性大、滲透力強、燒結收縮大等燒結特性，所以它可作為燒結過程的活化劑，起到縮短燒結時間、降低燒結溫度的作用。
（7）電學性能：由于納米微粒易帶電，電子易逸出，具有比較好的導電性能，因而可用作介電材料、導電材料及壓電材料等。
（8）光電性能：納米結構尺寸微小，表面原子數增多及表面原子配位不飽和性導致的大量懸鍵等，使得納米材料表面積巨大、表面活性高、與氣體相互作用強、對周圍環境敏感度高（溫度、氣氛等），同時檢測范圍擴大，所以它對外界環境十分敏感。溫度、光線、氣氛的變化會迅速導致其表面離子價態和電傳輸的變化，即引起電阻的顯著變化，根據這一特性可以研制出響應速度快、靈敏度高的超微傳感器.
（9）醫學仿生性能：納米微粒的尺寸一般比生物體內的細胞、紅細胞小得多，直徑小于10nm的顆粒可以在血管中自由流動，這就可以被制成特殊藥物或新型抗體進行局部定向治療等。一些具有生物活性的納米材料，還可用于人造骨、人造牙齒等。