纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催化和传感领域有潜在的应用价值。以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法。

纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催 化和传感领域有潜在的应用价值。以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用 磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法，在多孔结构表面沉积纳米一维和 二维纳米材料如纳米氧化钛、纳米氧化锰等半导体材料以及石墨烯、石墨烯量子 点、氮化碳等材料，制备出复合结构材料，以获得良好的储能、催化、传感性能。

成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的 116天津大学科技成果选编 各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每 年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。 我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估 计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约 1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的 重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进 的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。 目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械 镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用 热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保 护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、 热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、 耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高， 具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需 要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本 低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术 的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原 理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金 粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置 在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的 共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚 度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚 动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和 扩散速度并提高渗金属效率。 与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是：(1)涂层均匀性和致密性好、与 基体为冶金结合附着强度很高；(2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐 腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层；(3)将传统化学热处理的热扩散温度由 900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过 程耗能明显降低；(4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响；(5)设备投 资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿 色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热 117天津大学科技成果选编 扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织 的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科 委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前 景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具 有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学 热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争 力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水 平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前 我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前 景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三 废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀 加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防 腐技术。 我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国 内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价 格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以 建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值 可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括：（1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理；（3）船舶制造：各 种紧固标准件、管件和锚链等；（4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等；（5） 航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等；（6）海洋工程：搭建海上油田各种 构件；（7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件；（8）工程机 械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等；（9）汽车制造：各种螺钉、螺母、 垫圈及配件等；（10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。 9 海洋生物材料——骨水泥

近几年来，纳米材料的研究风糜全球，在高科技领域中有如下应用：光催化有机物降解材料；保结抗菌涂层材料；阻燃，抗紫外线材料；敏感器元件材料；复合材料的增硬增韧等，应用范围日益广泛。目前，我们能提供以下几种纳米材料的制备,应用和性能检测方法，如：二氧化钛，二氧化锌，二氧化铈等，这些氧化物的生产已达到批量（2公斤）以上，纳米二氧化钛能使树脂的硬度提高8倍，韧性也有很大提高。

众所周知，化学药物和有机消毒剂的大量使用极易导致细菌和病毒的变异，并造成严重的后果，如0-157大肠杆菌、疯牛病、SARS、禽流感等微生物事件的发生，使人们对生态环境和微生物环境的恶化给地球和人类健康带来的危险表示担忧，安全无毒的无机抗菌材料已成为人们的迫切需要。本项目的任务是：利用具有自主知识产权的氧化锌晶须（简写为：ZnOw）制备技术，并在前期研究工作的基础上，对ZnOw、纳米材料进行抗菌活性处理，将ZnOw与多种纳米材料复合，制备一种安全、持久、高效、广谱的抗菌杀菌材料。

原创性开发出 WC 基复合粉末的制备技术，粒径分布为 60-500nm，成分为 WC-Co，WC-Co- Cr，WC-η 等含量可调。技术特色和优势为： （1）使用常规设备，显著简化了工艺路线和缩短了生产周期，且具有能耗低、排放少、节能环保的  突出特点，低成本、短流程。（2）复合粉的粒度及分布可控，物相纯净，易于控制缺碳相和游离碳。（3）粘接相在WC 基体中分布均匀，解决了纳米相极易团聚的问题。（4）复合粉热力学性质稳定，在加热中不易突发晶粒粗化。（5）技术路线的特点和要求易于实现工业产业化。超细/ 纳米WC 基复合粉是耐磨损耐腐蚀硬质合金防护涂层、高性能硬质合金块材生产的关键原料。

恶性肿瘤是一类严重威胁人类健康的多发病和常见病。 研究表明，癌细胞在温度打到 43℃时即呈现死亡，而人体正常的细胞加热到 48℃亦 能健康生存。因此，利用正常细胞与癌细胞之间的耐热差别，将癌细胞部位加热到 43℃ 左右的温热疗法引起了研究者们极大的兴趣。肿瘤热疗的方法包括组织间射频消融热疗， 高能聚焦超声，微波热疗，以及通过全身加热使体温升高到 39.5℃-41.5℃维持 2-4 小 时来进行热疗等。 本发明将近红外荧光量子点纳米粒子或近红外荧光有机染料分子与磁性纳米粒子一 起包埋到油包水的微乳中，通过磁性纳米粒子的磁导向作用，将微乳包埋的近红外荧光 物质靶向到肿瘤部位并固定在肿瘤部位，在近红外光的激发下，通过近红外荧光物质发 射的近红外荧光所产生的热来治疗肿瘤，或同时利用近红外荧光所产生的热和磁性纳米 粒子在交变磁场下产生的热共同杀伤肿瘤，或在微乳中进一步包埋抗癌药物，使其与纳 米粒子产生的热效应一起来治疗肿瘤。 

成果创新点 微细喷雾，微胶囊，微囊化设备 主要技术创新路径：微纳米流体力学界面剪切原理； 关键技术指标：制备的液滴、颗粒或胶囊直径在亚微 米到数毫米，大小和均匀性可控，结构和物质成分可控， 产率和包裹率可控，适合多种物质材料； 核心优势：包裹率高，适用性强，可集成化，成本低。 技术成熟度 小试，原理性样机 市场前景 三到五年内可规模化、工业化生产设备

微细喷雾，微胶囊，微囊化设备 主要技术创新路径：微纳米流体力学界面剪切原理； 关键技术指标：制备的液滴、颗粒或胶囊直径在亚微米到数毫米，大小和均匀性可控，结构和物质成分可控，产率和包裹率可控，适合多种物质材料； 核心优势：包裹率高，适用性强，可集成化，成本低。