纳米材料分析报告范文1
关键词：石墨烯 纳米银 复合材料 催化性能
中图分类号：TB38 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（b）-0054-03
石墨烯是由单层碳原子组成的六边形晶格结构二维碳质材料，表现出电子在内部的优异流动性以及优良的导热性能及刚度。纳米银作为贵金属纳米材料的一种，其性能与材料的大小和形貌有很大关系，银纳米材料主要应用于抗菌剂、催化剂、传感器等。燃料电池作为一种新型能源，以其效率高、无污染、原料易制备受到了研究人员的广泛研究，目前燃料电池研究中最主要问题就是催化剂的成本以及效率，燃料电池中使用的催化剂一般为纳米贵金属粒子，但由于纳米贵金属粒子在使用时易发生团聚而失去活性，降低催化效率，人们往往通过加入分散剂来降低贵金属团聚的现象，但由于分散剂不易去除且会吸附在贵金属纳米粒子活性最好的晶面上，导致影响贵金属的催化性能降低。石墨烯有良好的导电性、大比表面积、高度的电化学稳定性等优点，使贵金属负载在石墨烯上，既可以很好地解决贵金属团聚的问题又不影响其催化性能。燃料电池中使用的催化剂常见的为纳米Pt，但是Pt的储存量少，价格十分昂贵，如果使用价格相对低廉的纳米银替换纳米Pt，将使燃料电池的成本大大降低。该文采用氧化―剥离―还原法制备石墨烯，对石墨进行的强氧化反应得到氧化石墨烯，通过化学还原方法制备银/石墨烯复合材料，并对银/石墨烯复合材料的催化性能进行了研究，以期能够得到价格低廉且性能优良的催化剂。
1 实验设计及实验
1.1 氧化石墨烯的制备
以石墨（≥99.0%）为主要实验原料，采用氧化-剥离制备氧化石墨烯。取一定量的NaNO3按比例加入H2SO4（95%）中溶解，搅拌均匀后边搅拌边放入石墨，继续搅拌30 min后，将一定量的KMnO4分多次缓慢放入混合液中，并保持水温在20 ℃以下，混合液在室温下连续搅拌24 h，最终变成亮黄色；向混合液中加入去离子水继续搅拌，然后加热至100 ℃左右，向高温反应产物加入30%的H2O2溶液，将溶液搅拌至金黄色。水洗过滤，取出过滤产物，烘干，即得到氧化石墨烯。
1.2 石墨烯负载纳米银复合材料的制备
采用化学还原方法，以氢氧化钠作为还原剂制备石墨烯负载纳米银复合材料。称取一定量的氧化石墨烯，在蒸馏水中超声剥离1 h至溶液呈深棕色，加入硝酸银溶液继续超声振动40 min，在磁力搅拌器对混合液进行加热，然后加入氢氧化钠溶液，混合液的颜色变为黑色，在离心机上对混合液进行离心，得到黑色固体，用蒸馏水对黑色固体进行清洗至液体成中性，再进行离心、干燥、研磨，得到的黑色粉末即为石墨烯负载纳米银复合材料。
1.3 石墨烯负载纳米银复合材料电催化性能测试
复合材料电催化性能的测试在一室三电极体系电解池中进行。工作电极为玻碳电极（GCE，φ=3 mm）、催化剂修饰的GCE电极和自支撑的催化剂电极，对电极是纯铂丝（φ=1.0 mm）电极，参比电极为饱和甘汞电极（SCE）。电解质溶液为氢氧化钠和甲醇，其扫描范围为0～0.8 V，扫描速率均为50 mVs-1。
2 结果分析及讨论
2.1 氧化石墨烯的物相组成及微观形貌表征
应用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对石墨原材料和上述实验方法制备的氧化石墨烯进行物相组成和微观形貌分析，如图1、2、3、4所示。
图1是石墨原材料的XRD图，对照PDF2卡片可以看出，实验使用的石墨原材料为六方晶系，明显出现的衍射峰分别是晶体中的（002）、（100）、（101）、（004）、（103）和（110）晶面。图2为实验制备的氧化石墨烯的XRD图，图2和图1比较出现了明显的不同，衍射峰的数目减少，且强度下降，峰形宽化，说明通过氧化-剥离方法改变了石墨的晶体结构，使之成为和石墨完全不同物相组成的新的物质――氧化石墨烯。
图3和图4分别为石墨和氧化石墨烯的SEM照片，从图中可以看出石墨和石墨烯均呈片状结构，但是石墨片较厚大，表面平滑，片状氧化石墨烯非常薄，具有较大的表面，且表面布满了褶皱，这样的表面形貌特征，将利于纳米银粒子在其上的分散，易于形成石墨烯负载纳米银复合材料。
2.2 石墨烯负载纳米银复合材料物相组成和微观形貌表征
图5为石墨烯负载纳米银复合材料XRD图，从图中可以看出，石墨烯负载纳米银以后X射线衍射分析只出现了金属银的X射线衍射峰，其对应的晶面分别为（111）、（200）、（220）、（311）和（222），石墨烯的衍射峰完全没有出现，说明纳米银颗粒负载于石墨烯的表面，X射线与石墨烯的作用很弱或几乎没有作用。
图6为石墨烯负载纳米银复合材料SEM照片，从照片中可以看出，在片状石墨烯表面负载有一层颗粒非常细小的银颗粒，银颗粒的大小约20～25 nm，达到了纳米尺度，纳米银颗粒大小基本一致，分布均匀，几乎把石墨烯表面全部覆盖，这也能很好地解释在XRD分析中，没有石墨烯衍射峰的原因。
2.3 石墨烯负载纳米银复合材料的电催化性能
利用循环伏安法研究和分析了石墨烯负载纳米银复合材料对甲醇电催化氧化性能，测试结果如图7所示。
从图7循环伏安曲线可以看出，石墨烯负载纳米银复合材料对甲醛的催化循环伏安曲线范围为0～0.8 V，当向正向扫描时，初始电流非常小，在0.4 V时，电流几乎为0 mA，接着电流向更正的方向扫描时，电流快速增加到0.6 mA，此时对应的电位为0.57 V，对应着甲醇被氧化成甲醛的氧化峰电位，随后电流急剧降低为0 mA。当电位向负方向扫描时，起始电位为0.4 V，后快速增加至0.25 mA，此时对应着甲醛被还原的还原峰位为0.35 V，随后缓慢下降至-0.1 mA。综上所述，正、负向扫描的甲醇的氧化还原峰电流密度、峰电位差别较大，银/石墨烯复合材料电催化性能良好。
3 结论
通过以上研究和分析，可得出如下结论。
（1）利用强氧化反应制备的氧化石墨烯从内部结构和微观形貌特征与石墨有本质的区别。
（2）通过化学还原方法制备的银/石墨烯复合材料、纳米银均匀地负载到石墨烯上。
（3）银/石墨烯复合材料具有良好的电催化性能。
参考文献
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纳米材料分析报告范文2
关键词：纳米沥青；改性沥青；耐久性
0 引言
近年来，纳米技术正在逐渐渗透到交通材料领域，纳米材料改性沥青即是其中一个重要的研究方向。纳米材料尺度由于处于微观领域，因而与其他材料不同，具有特殊的界面效应，并且表面原子活性极强，极易与其他原子结合而使自身达到稳定状态，这就是纳米微粒活化，也是纳米粒子不稳定的根本原因。纳米材料改性沥青之所以不同于其他改性沥青，根本原因在于纳米材料改性沥青是从微观结构上改变沥青性能。纳米材料能够从根本上大幅度改善沥青性能，这是其他沥青改性方法所不能比拟的。因此，纳米材料改性沥青是国内外沥青材料研究的热点和前沿，它正在成为交通材料研究和应用的新经济增长点。
1 纳米材料的发展
迄今，纳米技术对传统材料性能的优化已被证明是一个良好的研究、应用对象。国内外在建筑材料领域业已开展了一系列卓有成效的研究和应用实践，在纳米涂料、高力学性能材料、高分子级纳米复合材料方面取得了很多基础研究和商业化成果，如纳米化高强度合金、纳米增韧陶瓷以及纳米改性橡胶等。20世纪90年代，美国联邦公路局（FHA）等机构倡导并生产的低碳、高强度纳米化钢铁被成功应用到工程实践中，取得了显著的使用效果[1，2]。2007年9月欧洲“水泥及混凝土纳米技术研讨会”共设了8个论题探讨纳米技术在水泥基材料上的应用[3]。2007年8月美国联邦公路局（FHA）、等在其的《欧洲、加拿大长寿命混凝土路面》报告中重点提及欧洲在路面纳米技术方面的进展，并在休斯敦大学、得克萨斯州展开了智能路面材料及检测技术方面的研究[4，5]。
纵观文献，纳米材料和技术在沥青及其沥青路面上的研究还不太多，这主要与沥青路面材料类型众多（胶结料、添加剂、集料等几十种材料）导致的沥青混合料性能及其研究的复杂性有关。但随着近几年的发展，在新材料研发、纳米复合材料及纳米技术分析方面，已经有了一种前沿的意识和努力的方向。
2 纳米复合改性沥青
纳米材料一般可分为纳米颗粒、纳米一维材料（纳米丝、纳米棒、纳米柱等多形态）和纳米薄膜材料[1]。其中前两者多用于材料的复合改性过程中，常用于塑料、橡胶、涂料生产等方面。按已有研究，在填料与基体材料粘合很好的状态下，颗粒填料可显著提高复合材料的拉伸强度、弹性模量和拉伸屈服应力，且随着填料含量的增加而增大；同时随着填料粒径的减小，屈服应力增加得更为显著。这一点在沥青改性中具有明显的实用意义，可以通过纳米粉体的复合来提高沥青的力学性能，如弹性模量、屈服应力等，以获得路用性能更佳的改性沥青。但必须考虑其中两个关键环节：一是纳米颗粒在沥青中的分散，由于纳米粉体的比表面积巨大（如气相二氧化硅比表面积在50400m2/g），颗粒团聚严重，很难在粘稠沥青中单纯地进行均匀分散，这就需要表面改性剂、分散剂等辅助剂的二次改性工作；二是纳米颗粒在沥青中存在一个最大临界体积分数，大于该体积分数，复合材料的性质将发生变化，如材料的拉伸强度会降低等。
利用无机纳米粉体材料对沥青进行改性时常用的纳米材料为氧化物、碳酸盐类，如纳米SiO2、TiO2、CaCO3等；在进行某些彩色沥青研究中，可以使用一些带有颜色的氧化物粉末，如纳米Fe2O3，可以提高彩色沥青的耐候性和抗老化能力。目前常用机械拌合法，使纳米材料在沥青中均匀混合，形成纳米改性沥青，一方面易于施工，另一方面更能提高沥青和混合料的使用性能。
日本、瑞典等国家较早开展了纳米TiO2沥青研究，在提高其传统性能的同时，实现路面的功能化。国内更多关注纳米材料对沥青混合料路用性能的改善。叶超等研究了纳米SiO2和TiO2改性沥青的路用性能指标，如针入度、软化点、延度、复数剪切模量、车辙因子及疲劳因子等，证明纳米材料掺量只需要很小（0.5%），就能提高材料性能[6]。范俊峰等采用关联度分析法研究了两种纳米材料的质量分数与改性沥青性能之间的关系，发现纳米材料的加入显著改善了沥青的高温稳定性 [7]。刘大梁等利用纳米碳酸钙（粒径1540nm）产品，对基质70沥青进行改性，内掺8%时，可明显降低沥青25e针入度，提高软化点和粘度，沥青混合料高温车辙试验中的动稳定度也提高了1倍，且在低温弯曲性能和水稳定性方面不存在明显的消极影响[8]。但这些研究多没有考虑纳米粉体改性沥青的工艺及稳定性问题等方面，生产工艺简单，也没有经过实体路面上的性能检验。
相对而言，研究更多的为层状硅酸盐与沥青的纳米复合技术。层状硅酸盐具有大的比表面积和径厚比，与聚合物可形成二维有序插层或剥离纳米结构，能够显著改善聚合物的力学性能、热性能和阻隔性能。早在20世纪90年代Yano就合成了具有不同透气参数的聚酰胺/蒙脱土纳米复合材料，发现这种材料具有非常卓越的气密性能，当掺量为2%（质量分数）时，复合材料的透气性能即能降低50%。尼龙基层状硅酸盐纳米复合材料中，硅酸盐含量为2%（体积分数）时可显著提高复合材料的拉伸强度和热弯曲温度，且冲击强度不会发生很大变化[9]。因此，这种以商品化聚合物为基体的层状硅酸盐纳米复合材料也开始应用在改性沥青的研究上。
总的说来，这些层状硅酸盐粘土矿物可以明显提高改性沥青的强度和耐高温性能，如提高软化点和剪切模量等。同时由于层状结构出现在沥青内部，具有一定的阻隔空气、水分、有机溶剂的功能，延缓沥青老化和毛细水的深入，从而延长沥青的使用寿命。但在实际应用中，由于使用量大，如何在现场实现硅酸盐矿物在沥青中的完全剥离和分散均匀还是个问题，且由于这些粘土矿物具有自乳化特点，如何避免其消极影响，还需要对沥青路面实际使用性能进行具体研究。
3 纳米分析技术的应用
美国西部研究院多年从事沥青材料的微观学研究，A.T. Paul利用原子力显微镜研究了8种沥青的微观和纳米级范围内的表面能和吸附特性。将样品做成微米层次的薄膜，基于Johnson、Kendell和Roherts接触方法，利用ALF对表面能进行检测和吸附能力的评价。结果表明，沥青膜的脱附力与沥青油源有关；同时利用原子力显微镜（AFM）对集料表面的沥青和沥青添加剂混合物进行图像的量化处理，表明不同集料上同种沥青的微形貌和结构不同。西部研究院采用的显微可视技术可用于改性沥青、基质沥青，能够良好、快速地测量出沥青集料之间的粘结性能，以有效地预测沥青路面的疲劳裂缝和水损害性能。在未来的工作中，西部研究院将对沥青显微结构如何随温度改变的问题进行研究，按照路面服务期内的温度范围，设定不同温度区间，研究和确定集料表面改性沥青与未改性沥青微观结构的改变情况。这些结果与老化期间的路面现场特性有一定的相关性，对于具体的路用行为具有更深入的解释意义。
参考文献：
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纳米材料分析报告范文3
关键词： 纳米 材料 应用
纳米发展小史
1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德。费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后实现根据人类意愿逐个排列原子、制造产品，这是关于纳米科技最早的梦想。
1991年，美国科学家成功地合成了碳纳米管，并发现其质量仅为同体积钢的1/6，强度却是钢的10倍，因此称之为超级纤维.这一纳米材料的发现标志人类对材料性能的发掘达到了新的高度。1999年，纳米产品的年营业额达到500亿美元。
什么是纳米材料
纳米（nm）是长度单位，1纳米是10-9米（十亿分之一米），对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，不如，人的头发丝的直径一般为7000-8000nm，人体红细胞的直径一般为3000-5000nm，一般病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃来表示，1埃相当于1个氢原子的直径，1纳米是10埃。
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之间，二是材料此时具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性。
1、纳米技术在防腐中的应用
由加拿大万达科技（无锡）有限公司与全国涂料工业信息中心联合举办的无毒高效防锈颜料及其在防腐蚀涂料中的应用研讨会近日在无锡召开。
中国工程院院士、装甲兵工程学院徐滨士教授，上海交通大学李国莱教授，中化建常州涂料化工研究院钱伯荣总工等业内知名人士分别在会上作了报告，与会者共同探讨了纳米技术在防锈颜料中及涂料中的应用、无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用以及新型防锈涂料和防锈试验方法发展等课题。
徐院士就当前纳米技术的发展情况作了简单介绍，他指出：纳米技术的研究对人类的发展、世界的进步起着至关重要的作用，谁掌握了纳米技术，谁就站在了世界的前列。我国纳米技术的研究因起步较早，现基本能与世界保持同步，在某些领域甚至超过世界同行业。
作为国内表面处理这一课题的领头人，徐院士重点谈了纳米技术对防锈颜料及涂料发展的促进作用。他说，此前我国防锈颜料的开发整体水平落后于西方发达国家，仍然以红丹、铬酸盐、铁系颜料、磷酸锌等传统防锈颜料为主。红丹因其污染严重，对人体的伤害很大，目前已被许多国家相继淘汰和禁止使用；磷酸锌防锈颜料虽然无毒，但由于改性技术原因，性能并不理想，加上价格太贵，难以推广；而三聚磷酸铝也因价格原因未能大量应用。国外公司如美国的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德国的Hrubach、法国的SNCZ、英国的BritishPetroleum、日本的帝国化工公司均推出了一系列无毒防锈颜料，有的性能不错，甚至已可与铬酸盐相比，但均因价格太高，国内尚未引进。我国防锈涂料业亟待一种无毒无害、性能优异而又价格低廉的防锈颜料来提升防锈涂料产品的整体水平，增强行业的国际竞争力。
中化建常州涂料化工研究院高级工程师沈海鹰代表常州涂料院，在题为《无毒高效防锈颜料在防腐蚀涂料中的应用》报告中，详细介绍了复合铁钛醇酸防锈漆及复合铁钛环氧防锈漆的生产工艺、生产或使用注意事项、防锈漆技术指标及其与铁红、红丹同类防锈漆主要性能的比较。
在红丹价格一路攀升的今天，这一信息无疑给各涂料生产厂商提供了巨大的参考价值，会场气氛十分热烈，与会者纷纷提出各种问题。万达科技（无锡）有限公司总工程师李家权先生就复合铁钛防锈颜料的防锈机理、生产工艺、载体粉的选择、产品各项性能指标及纳米材料的预处理方法等一一做了详细介绍。
目前产品已通过国家涂料质量监督检测中心、铁道部产品质量监督检验中心车辆检验站、机械科学院武汉材料保护研究所等国内多家权威机构的分析和检测，同时还经过加拿大国家涂料信息中心等国外权威机构的技术分析，结果表明其具有目前国内外同类产品无可比拟的防锈性能和环保优势，是防锈涂料领域划时代产品，为此获得了中国专利技术博览会金奖.复合铁钛粉及其防锈漆通过国家权威机构的鉴定后已在多个工业领域得到应用，并已由解放军总装备部作为重点项目在全军部分装备上全面推广使用。
本次会议的成功召开，标志着我国防锈涂料产业新一轮的变革即将开始，它掀开了我国防锈涂料朝高品质、高技术含量、高效益及全环保型发展的崭新一页。其带来的经济效益、社会效益不可估量。这是新型防锈颜料向传统防锈颜料宣战的开始，也吹响了我国防锈涂料业向高端防锈涂料市场发起冲击的号角。
2、纳米材料在涂料中应用展前景预测
据估算，全球纳米技术的年产值已达到500亿美元。目前，发达国家政府和大的企业纷纷启动了发展纳米技术和纳米计划的研究计划。美国将纳米技术视为下一次工业革命的核心，2001年年初把纳米技术列为国家战略目标，在纳米科技基础研究方面的投资，从1997年的1亿多美元增加到2001年近5亿美元，准备像微电子技术那样在这一领域独占领先地位。日本也设立了纳米材料中心，把纳米技术列入新五年科技基本计划的研究开发重点，将以纳米技术为代表的新材料技术与生命科学、信息通信、环境保护等并列为四大重点发展领域。德国也把纳米材料列入21世纪科研的战略领域，全国有19家机构专门建立了纳米技术研究网。在人类进入21世纪之际，纳米科学技术的发展，对社会的发展和生存环境改善及人体健康的保障都将做出更大的贡献。从某种意义上说，21世纪将是一个纳米世纪。
由于表面纳米技术运用面广、产业化周期短、附加值高，所形成的高新技术和高技术产品、以及对传统产业和产品的改造升级，产业化市场前景极好。
在纳米功能和结构材料方面，将充分利用纳米材料的异常光学特性、电学特性、磁学特性、力学特性、敏感特性、催化与化学特性等开发高技术新产品，以及对传统材料改性；将重点突破各类纳米功能和结构材料的产业化关键技术、检测技术和表征技术。多功能的纳米复合材料、高性能的纳米硬质合金等为化工、建材、轻工、冶金等行业的跨越式发展提供了广泛的机遇。预期十五期间，各类纳米材料的产业化可能形成一批大型企业或企业集团，将对国民经济产生重要影响；纳米技术的应用逐渐渗透到涉及国计民生的各个领域，将产生新的经济增长点。
纳米技术在涂料行业的应用和发展，促使涂料更新换代，为涂料成为真正的绿色环保产品开创了突破性的新纪元。
我国每年房屋竣工面积约为18亿平方米，年增长速度大约为3％。18亿平方米的建筑若全部采用建筑涂料装饰则总共需建筑涂料近300万吨，约200～300亿元的市场。目前，我国建筑涂料年产量仅60多万吨，世界现在涂料年总产量为2500万吨，每人每年消耗4千克，为发达国家的1／10，中国人年均涂料消费只有1.5千克。因而，建筑涂料具有十分广阔的发展前景。
纳米涂料已被认定为北京奥运村建筑工程的专用产品，展示出该涂料在建筑领域里的应用价值。它利用独特的光催化技术对空气中有毒气体有强烈的分解，消除作用。对甲醛、氨气等有害气体有吸收和消除的功能，使室内空气更加清新。经测试，对各种霉菌的杀抑率达99％以上，有长期的防霉防藻效果。纳米改性内墙涂料，实际上是高级的卫生型涂料，适合于家庭、医院、宾馆和学校的涂装。纳米改性外墙涂料，利用纳米材料二元协同的荷叶双疏机理，较低的表面张力，具有高强的附着力，漆膜硬度高且有韧性，优良的自洁功能，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力，疏水性极佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外线能力极强。使用寿命达15年以上。颗粒径细小，能深入墙体，与墙面的硅酸盐类物质配位反应，使其牢牢结合成一体，附着力强，不起皮，不剥落，抗老化。其纳米抗冻性功能涂料，除具备纳米型涂料各种优良性之外，可在－10℃到－25℃之内正常施工。突破了建筑涂料要求墙体湿度在10％以下的规定，使建筑行业施工缩短了工期，提高了功效，又创造出高质量，一举三得，所以备受建筑施工单位的欢迎。
纳米材料分析报告范文4
【关键词】楔状缺损；玻璃离子；复合树脂；粘接力
牙齿楔状缺损是指发生在牙体硬组织上的一种非龋性疾病，由牙颈部硬体组织逐渐丧失而形成，多见于老年人群，发病率较高，常规修复治疗受到充填体边缘着色、脱落等情况影响，效果并不理想，其关键在于修复材料的选择，如何才能同时达到修复效果和美观效果，是目前临床治疗关注的一个焦点问题[1]。本研究收集我院2013年10月至2015年10月期间拔出的100颗前磨牙作为实验对象，旨在探讨不同材料修复楔状缺损后对粘接力的影响，现报告如下
1材料及方法
1.1实验资料
收集我院2013年10月～2015年10月期间拔出的前磨牙100颗作为实验对象，均无龋、无隐裂，材料为GIC玻璃离子（由上海医疗器械股份有限公司供应）、树脂加强型玻璃离子（由日本而至富士公司供应）、流动复合树脂（由美国登士柏公司供应）和纳米复合树脂（由美国3M公司供应）共4种。所用仪器有LED光固化灯、疲劳循环测试机、冷热循环仪、微机控制电子万能试验机等，试剂包括NT粘接剂和Gluma酸蚀剂。
1.2实验方法
1.2.1制备模型
将收集的前磨牙进行冲洗，冷藏备用，所选离体牙标本在大量水雾的冷却下，以快速金刚砂轮石并辅以牙周探针制备在CEJ处深度和龈高度分别为1.5mm、3.5mm的Ⅴ类洞型；将100颗离体牙随机分为4组，各25颗，填充材料分别为GIC玻璃离子、树脂加强型玻璃离子、流动复合树脂和纳米复合树脂。
1.2.2实验过程
先行冷热循环老化试验，将试件置于温度为5℃的冷热循环机的恒温水槽中，再转入55℃的恒温水槽中，时间均为30s，转移5s，共循环10000次；再行疲劳循环试验，将离体牙牙根固定在自凝树脂中，并显露充填材料区域，作为底座，与牙体长轴垂直，置于疲劳循环测试机的夹具中，加载，频率为10次/s，加力约10kg，总次数为50000次。
1.2.3粘接力测试
采用剪切方法对各组的粘接力进行检测，具体操作为：在流水冷却下，以低速金刚砂切片沿牙体长轴从将标本切开，始于面中央，至楔状洞型龈方，切除牙体组织的1/2，保留完整的自凝树脂底座，将另一半固定在万能测试机剪切夹具中，在行剪切测试时，加载机头应靠近粘接界面，加载方向与其保持平行，设定速度为0.5mm/min，记录检测数值，以树脂脱落时瞬间所承受的做大破坏力作为剪切力值[2]。
1.3统计学处理
利用SPSS19.0软件包对所获数据进行定量分析，均以标准差（ ±s）表示，以秩检验，P
2结果
4组剪切力值比较，GIC玻璃离子与树脂加强型玻璃离子、流动复合树脂和纳米复合树脂3组比较差异均显著（P
3讨论
目前口腔临床采用的修复材料在物理、化学、生物等方面的性能均有所不同，基于这一差异，其适用范围也不同，选择合适的修复材料能够降低粘接修复的脱落率，提高修复效果，楔状缺损的形成是由牙颈部结构缺陷、不正确刷牙方法、应力疲劳等多种因素共同作用的结果，影响因素较为复杂，在修复对充填材料的要求较高，选择合适的充填材料尤为关键[3]。仅就充填材料而言，树脂材料应用最为普遍，类型也最大，根据材料力学原理，牙齿接受咬合力时应力集中的部位即不同结构的物质交汇处，楔状缺损修复后同样不可避免存在充填材料疲劳等情况，必要要考虑到充填材料的粘接性能[4]。本次实验研究，选取的100颗离体前磨牙均按照统一标准制备楔状缺损，分别采用GIC玻璃离子、树脂加强型玻璃离子、流动复合树脂和纳米复合树脂4种材料进行修复，先后行冷热循环老化试验和疲劳循环试验，粘接力测试结果显示，GIC玻璃离子与树脂加强型玻璃离子、流动复合树脂和纳米复合树脂3组比较差异均显著（P0.05），两种均是作为目前常用的填充材料，效果均较为理想；纳米复合树脂的粘接力要大于GIC玻璃离子、树脂加强型玻璃离子和流动复合树脂，提示该材料的修复效果最好，应用前景更为广阔。
综上所述，不同材料修复楔状缺损后的粘接力存在很大差异，其中以纳米复合树脂作为填充材料，修复后的粘接力最大，值得在临床上推广，至于粘接系统的选择以及技术操作支持情况，还有待进一步研究。
【参考文献】
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纳米材料分析报告范文5
一、查找问题，剖析根源，积极寻找管理弱点
20__年初，我们对9户较大的农产品加工生产企业作了重点分析，由计划征收部门和税源管理部门联合对农产品加工企业的销售收入、农产品收购金额、税负进行分析比对，在分析比对中寻找税收管理薄弱环节和突破口。这9户企业20__年销售收入总额为10785万元，而收购农产品原材料成本就高达11544万元，农产品进项税占企业全部进项税的91.71％，实现的税收只有88万元，税负仅为0.8％，其中有3户企业全年零负申报,长期进项留抵。由此不难看出：该行业税负明显偏低的核心问题是进项税额较大。缘何形成这种反常现象？为了进一步找准问题的症结，我们将农产品加工企业税收征管作为一个专门的课题，进行了广泛深入的调研，并召集有关人员召开了专题研讨会，对农产品加工企业税收管理作了认真的研究分析，大家认为：一是农产品加工企业收购对象庞杂，在收购环节开具的农产品收购发票金额、数量和对象的真实性难以掌握。按现行税收政策规定，收购发票由付款方向收款方开具，也就是由收购企业自行填开并进行抵扣，这样就为企业利用少进多开、低进高开、无进虚开等手段虚增进项税额提供了可能；按照规定，农产品收购发票的开具对象仅限于农业生产者销售的初级农产品，但在实际操作中，农产品销售者的身份比较复杂，既有农户，也有农产品经销单位、农产品销售中间人等，对一些不符合收购发票使用规定的对象，企业往往采取弄虚作假的手段，使其开票行为合法化，达到多抵扣进项税额的目的。二是非正常损失不作进项税额转出。农产品在收购、储备、生产环节上因管理不善易发生霉变，极易形成非正常损失，按财务制度相关规定，企业应定期对存货进行盘点并作相应的账务处理，但部分企业依仗农产品难以盘点的特点而对这一部分损失不按作增值税进项税额转出处理，从而多抵扣进项税额。三是物耗水平难以掌握。农产品由于产地不同，成分含量有所区别，其投入产出比也就不同，企业往往会以有效成分含量低为借口，扩大投入量，虚增原材料数量；还有部分企业以农产品中掺杂泥沙、水份等杂物影响投入产出比为借口，人为扩大投入量，虚增原材料数量。
二、健全制度，严格把关，着力破解管理难点
针对农产品加工企业税收管理中存在的弱点，为了从源头上治理和预防偷税行为，堵塞管理漏洞，我们在综合各方面情况的基础上进一步研究制定相应的制度和办法，先后出台了《应县国家税务局农产品收购管理办法》、《应县国家税务局农产品加工企业增值税纳税评估办法》等一系列制度和办法，切实加强对农产品加工企业的税收管理。
1.严把原材料购进关，确保交易的真实性。加强收购发票的管理是把握原材料购进是否真实的关键环节。在实际管理工作中，我们对纳税人开具的每一笔业务都要进行认真的审核，对单份收购发票金额在20__元以上的收购业务由税收管理员按收购发票上填开的销售人、地址、身份证号等内容进行实地核实，并作相应记录。经检查属实的，在收购发票第三联审核联上加盖“检查属实”戳记；经查不实的，加盖“核查不属实”戳记。对单份填开金额在20__元以下的收购业务实行抽查，并分别加盖“抽查属实”或“抽查不属实”戳记。在核查过程中发现有汇总填开的，重点核对该纳税人是否报主管国税部门批准，经批准的，在收购发票第三联加盖“汇总填开已批准”戳记，未经批准的，加盖“汇总填开未经批准”戳记。针对部分农产品如皮张、玉米、甜菜、玉米芯等采购季节性、集中性较强的特点，都是在特定季节集中收购。在收购收购期间，我们专门派税收管理员在收购季节驻厂办公，掌握其收购农产品的品种、出售人、收购价格、日收购数量、运输方式、入库、货款结算、收购凭证开具等12个方面的具体情况，核实其交易数量、金额和对象的真实性，并制作核查报告，报计划征收部门作为企业申报时的进项比对信息。通过对收购发票的严格审核，有效地遏制了农产品加工企业少进多开、低进高开、无进虚开等现象的发生。
2.严把原材料损耗关，确保进项税额转出的准确性。针对农产品体积庞大，多数露天存放，极易霉变，部分企业非正常损失不作进项税额转出的问题，我们要求企业收购农产品时两库存放，设立新料存放地，尽量做到整体堆集规则存放。企业用料时从旧库出，收购的新料进新库。对新料存放地收购数量由税收管理员进行实地验证和监管，出具验证和监管报告，以上程序实施无误后由管理部门在收购发票抵扣联加盖准予抵扣章，方可抵扣进项税额。对在用料过程中发生的非正常损失，由税收管理员丈量其体积，估算其价值，督促企业作进项税额转出，有效地解决了农产品加工企业虚增原材料库存数量的问题。20__年上半年，通过对农产品加工企业的日常巡查，发现7户纳税人非正常损失未作进项转出，调减进项税额76万元。
3.严把投入产出关，确保物耗水平的合理性。把好投入产出关是预防和制止农产品加工企业随意扩大投入量、虚增原材料数量的一个有效手段。为此，我们建立了预约定耗制度。即纳税人向税源管理部门提出书面申请报告，报送《农产品预约定耗申报表》。税源管理部门在接到申请后，实地调查核实该企业的生产经营情况、工艺流程，掌握原材料和产成品的投入产出比，采集企业三个月以上加工产品的数量与农产品原材料的投入数量，计算出企业生产单位产品正常的投入产出比，确保农产品预约定耗准确，并参照同行业国家标准和本地区同类行业近几年相关指标平均值，提出该企业农产品投入产出比或损耗率的初步意见，报县局评审，评审通过后将《农产品预约定耗申报表》
送达企业。若纳税人对税务机关提出的农产品投入产出比无异议，签署反馈意见后，双方把它作为约定的农产品投入产出比。约定的农产品投入产出比一经确定，不得随意变更。预约定耗制度的实施有效地解决了销售收入不入账和虚开收购发票等问题的发生。三、建立模型，科学评估，紧紧抓住管理重点
纳税评估工作是加强农产品加工企业科学化、精细化管理的重要措施。为此，我们按照国家税务总局《纳税评估管理办法》和省国税局《纳税评估工作规程》，在认真调查研究的基础上，建立了农产品加工企业纳税评估指标体系，设置了税收负担率、销售额变动率、进项税额抵扣变动率等8项纳税评估指标及预警值。
在实际工作中，我们在按照一般程序评估的基础上，按照增值税的基本原理，特别突出“农产品进项税额”管理这一关键环节，紧紧抓住收购量这个“七寸”，经过反复研究测算，在企业的应纳税额与收购量之间建立了科学的线性关系，为实施有效评估提供了依据。一是严格控制和科学测算投入产出比、销售单价、收购单价、法定扣除率等农产品加工企业的相关指标，即对投入产出比按照预约定耗确定，销售单价为企业一定时期内平均单价，收购单价为企业一定时期内的平均收购单价并经税收管理员充分调查后确定；二是对农产品加工行业的单位原材料应纳税额进行测算（计算公式为：销项税额＝收购数量×投入产出比×销售单价×适用税率，进项税额＝收购数量×收购单价×法定扣除率）。我们将进销项中的共同项“收购数量”提取出来，然后将投入产出比、销售单价、适用税率、收购单价、法定扣除率等指标综合为一个常数K，K即为单位原材料应纳税额。经过对我县农产品加工行业的单位原材料应纳税额进行测算：糠醛为每吨6.84元，制糖为每吨26.16元，玉米淀粉为每吨29.93元，皮革为每平方尺0.88元，乳品为每吨37.4元。三是通过推导计算得出的应纳税额与收购数量的一个线性方程式，即应纳税额﹦收购数量×K，由税收管理员根据企业实际收购数量、单位原材料应纳税额和取得的非农产品抵扣进项票（主要是生产用电及辅料采购）数额，计算确定该企业的预警税额，并以此为依据审核评估该纳税人申报税款的真实性。今年上半年，我们通过纳税评估，发现有15户农产品加工企业在进项税额方面存在36个问题，企业主动申报补缴税款125万元；通过对2户评估异常的纳税人进行重点稽查，共查出虚增收购金额156万元，多抵扣进项税20万元，依法对其作出补税罚款共计30万元的处理。
纳米材料分析报告范文6
关键词：水热法；掺杂钐氧化锌；纳米结构物；光催化
中图分类号：X703 文献标识码：A
近年来染料废水已成为主要的工业有害废水之一，其主要来源于染料及其相关生产行业.由于染料工业的蓬勃发展，产生的染料废水已经成为主要的水体污染源之一.然而，由于染料废水的成分复杂，很难降解，且具有生物积累性，所以目前传统的水处理工艺对染料废水的处理效果并不好[1].
目前利用n型半导体纳米材料作为催化剂光催化氧化降解染料废水成为一种有效的污水处理技术.ZnO是重要的ⅡⅥ族半导体氧化物，是一种多功能的半导体材料，具有光催化性、压电性、发光性、导电性、气敏性等诸多优越的性能，主要应用在光催化、传感器、激光器、太阳能电磁等方面.ZnO材料因具有很高的化学和光化学稳定性，来源广泛，价格低廉，反应活性高且制备简单等优点而得到广泛的研究和应用.纳米氧化锌是一种优良的直接带隙宽禁带半导体材料，禁带宽度为3.37 eV，可有效地被紫外光激发而表现出良好的光催化活性.诸多报道表明，ZnO纳米材料在一定的条件下，在处理一些难降解的有机物时，比已经广泛研究的TiO2，表现出更高的光催化活性和量子产率，被认为是极其具有应用前景的高活性光催化剂.然而ZnO的带隙较宽（3.37 eV），只能对波长较短的紫外光（λ
针对上述问题，当前的诸多研究表明，通过对ZnO进行特殊元素离子掺杂的方式可以改善ZnO固有的缺陷，降低ZnO光生电子和空穴的复合率，扩展氧化锌的光响应范围，提高其光催化效率.如Yayapao等[8]的研究指出与纯ZnO相比，NdZnO对MB的光催化效率更高.Karunakaran等[9]的研究表明掺杂Ce后，CeZnO带隙变窄，产生红移，提高了其对可见光的吸收能力.然而目前鲜有关于掺杂钐元素离子改性氧化锌的可行性和掺杂后的效果方面的研究报告.本文采用掺杂钐元素离子的方法，改变ZnO半导体的光电性质，增强ZnO半导体在可见光范围内的光吸收强度，降低光生电子和空穴的复合率，从而提高其对可见光的利用率，增强ZnO纳米材料的光催化效率 [10-13].最后利用改性后的ZnO纳米材料在可见光下进行光催化降解玫瑰红B染料试验.
1实验
1.1实验试剂和实验仪器
整个实验过程用水均为去离子水，药品均为分析纯试剂，无其他任何处理.
醋酸锌（Zn（CH3COO）22H2O）； 硝酸钐（H12N3O15Sm）； 氢氧化钠（NaOH）； 玫瑰红B（C28H31CIN2O3）； 无水乙醇（CH3CH2OH）； 分析天平； 紫外可见分光光度计（UV2800）； 聚四氟乙烯内衬反应釜（100 mL）；恒温磁力搅拌器； 离心机； 真空干燥箱； 马弗炉； 实验室超纯水机；氙灯（紫外滤光片，300 W）；场发射扫描电子显微镜（JSM6700F）；紫外可见光谱仪（PE lambda 35）；红外光谱仪（WQF410）.
1.2样品制备
1.2.1掺杂钐的纳米氧化锌制备
称取1.98 g醋酸锌（Zn（CH3COO）2・2H2O），然依次搭配80.0 mg，160.0 mg，240.0 mg的硝酸钐（H12N3O15Sm）（原子分数依次为2.0%，4.0%，6.0%）溶于50 mL的去离子水中，然后置于150 mL三口烧瓶中，在60 ℃下剧烈搅拌30 min后，保持剧烈搅拌，逐滴缓慢加入适量的事先配制好的氢氧化钠（0.3 mol/L）溶液，继续搅拌60 min后移入100 mL的聚四氟乙烯内衬的反应釜中，然后置于马弗炉中，在160 ℃下反应12 h.自然冷却后取出，离心分离，所得沉淀物用无水乙醇和超纯水清洗数次，于真空干燥箱中60 ℃干燥一夜.最后将干燥后的样品置于马弗炉中在400 ℃下煅烧3 h，冷却后取出备用，并依次记为样品A1，A2，A3.
1.2.2纳米氧化锌的制备
纯纳米氧化锌的制备过程和掺杂钐的纳米氧化锌制备过程保持相同，仅仅是不加入硝酸钐，并记为A0样品.
1.3样品表征
1.3.1扫描电子显微镜（SEM）表征
图1 为纯ZnO和2.0%ZnOSm的SEM扫描图片.从图中可以看出纯ZnO和2.0%ZnOSm晶体在形貌上区别不大，都是呈正六边形柱状体结构.且掺杂Sm后晶体的体积有所减小，说明Sm掺杂起到抑制晶体生长的作用.
图2为2.0%ZnOSm的EDX图谱.表明该晶体由Zn，O，Sm组成.证明了样品为高纯度的氧化锌晶体，且说明了Sm元素成功的掺杂进ZnO晶体结构中.Zn∶O的平均原子百分比大约为49∶50，证明所制备的氧化锌晶体材料化学计量比Zn∶O为1∶1.
1.3.2紫外可见漫反射表征
图3为纯ZnO和ZnOSm（2.0%）的紫外可见吸收光谱图.从图3中可以看出掺杂Sm元素离子后，ZnO的光吸收性能显著改善.在可见光波段范围，ZnOSm（2.0%）的光吸收能力明显高于纯ZnO.且ZnOSm（2.0%）样品的吸收边发生红移，该红移可能是因为Sm掺杂进入ZnO后产生缺陷引起能带间电子转移造成的[14].
1.3.3红外光谱表征
图4为纯ZnO和ZnOSm（2.0%）的红外光谱图.图中在460 cm-1处有强烈的Zn-O键伸缩振动吸收峰，证明生成了氧化锌晶体.在1 600 cm-1处有微弱的C=O键的伸缩振动.在3 500 cm-1处有微弱的宽带吸收峰，其对应H-O键的伸缩振动[15] .
1.4光催化降解RhB
配置10 mg/L的RhB溶液，取100 mL置于烧杯中，向其中加入0.1 g的上述A1样品（ZnOSm），再置于遮光处暗反应1 h，使其达到吸附反应平衡.然后置于自制的光催化反应装置内，在以氙灯（配置滤光片）为光源的可见光之下搅拌反应，光源灯和反应液面的距离为9 cm.每隔20 min取样一次，并离心后取上清液.采用紫外可见分光光度计在RhB的最大吸收波长554 nm处测定上清液的吸光度值，并记录.
采用改变单一变量原则，并保持其他实验条件相同，依次进行样品A2，A3和样品A0（ZnO）的光催化实验.
2结果和讨论
2.1材料形貌和生长机制分析
从图1中的高倍图谱中可以清晰地看到氧化锌晶体为上表面是正六边形的柱状颗粒，且大多是两两结合在一起，具有统一的规则形状.这种柱状六方体氧化锌颗粒的比表面积比棒状的氧化锌高很多，能够更好地促进氧化锌的光催化作用.通过对比Sm掺杂前后的样品形态，发现掺杂Sm后样品的粒径尺寸有所减小，说明掺杂Sm起到抑制晶体生长的作用 [16-17] .而且通过对比纯ZnO样品和2.0%ZnOSm 样品的SEM扫描图谱发现后者的晶体颗粒外形呈现出较多的不规则形状，这可能是由于Sm掺杂后对ZnO的晶体生长产生了某种破坏作用，这可能和Sm能抑制ZnO的晶体生长有关 [18] .
根据上述分析和实验数据，ZnO纳米结构的生长过程可以用如下的化学反应方程式表示[19]：
ZnCH3COO2Zn2++2CH3COO-2
Zn2++2OH-ZnOH2
ZnOH2+2OH-ZnOH2-4
ZnOH2-4ZnO+H2O+2OH-
2.2降解效果分析
图5（a）为不同掺杂比例的ZnOSm样品对RhB的降解效果图（仅Sm的掺杂比例不同，其它实验条件保持相同）.从图中可知ZnOSm（2.0%）对RhB的降解效率最高达到了71.1%，相比于纯氧化锌样品降解效率提高了近30%，其它掺杂比例的ZnOSm样品的降解效率也都有提高，说明氧化锌适量的掺杂Sm元素能够有效地增强对可见光的吸收强度，降低光生电子和空穴的复合率，从而提高ZnO的光催化效率.然而当掺杂率过高时，Sm元素掺杂所形成的缺陷又会重新形成光生电子空穴对的复合中心，导致了电子空穴复合率增加，降低了光催化效率 [20-21] .本实验的最佳掺杂比例为2.0at.%（Sm/ ZnO）.由图5（a）看出氧化锌适量掺杂钐元素离子后提高了其在可见光下的催化效果，使其对RhB的降解率有明显的提高.表明适当的钐离子掺杂获得了明显的提升效果，增强了氧化锌的光催化活性.
图5（b）为ZnOSm（2.0%）样品在不同pH下对RhB的降解效果图.（仅pH不同，其他实验条件保持相同）从图5（b）中可以看出ZnOSm（2.0%）样品在溶液pH为中性范围时降解效果最好.在强碱性或强酸性条件下降解效果明显变差 [22] .
图5（c）为不同物质量的ZnOSm（2.0%）对RhB的降解效果图（仅催化剂的物质量不同，其他实验条件保持相同）从图中可得当催化剂的量由0.05 g增加到0.10 g时，样品的降解效果随催化剂的量增加而增加，之后继续增加催化剂的量，降解效果的增加幅度显著减小.说明在一定范围内增加催化剂的量可以提高光吸收能力，增强光利用率.而当催化剂的量过多时，减弱了光的透过率和催化剂对光的吸收效率，这时催化剂的降解效率受到抑制 [23].
准一级动力学方程式模拟光催化反应速率[24]如下：
-lnCtC0=κt （1）
式中：Ct为t时刻的RhB溶液浓度；C0为暗反应后的RhB溶液的初始浓度；κ为反应速率动力学常数[25].
图6（a）～（c）是根据上述公式计算得到的线性拟合结果绘制而成.直线斜率即为反应速率常数κ.图6（a）中ZnOSm（2.0%）样品的反应速率常数κ最大，是纯ZnO样品反应速率常数κ的2倍，表明将Sm元素以合适的比例掺杂进入ZnO晶体能够显著提高ZnO的光催化效果.这一结论与图5（a）一致.根据准一级动力学模拟结果得到在降解100 mL的10 mg/L RhB溶液时，Sm最佳掺杂比例为Sm/ZnO为2.0%，最佳反应溶液pH为中性范围，最佳催化剂的量为0.10 g.该结果与降解效果图一致.
2.3光催化机理分析
ZnO是宽禁带半导体，禁带宽度为3.37 eV，吸收波长的阈值在紫外光区.当ZnO被紫外光照射时，光激发电子从低能价带跃迁到高能导带，同时产生导带电子（e-）和价带空穴（h-）.在光催化的过程中，光生电子和空穴分离且迁移到催化剂表面，被催化剂表面的有机物捕获并发生氧化还原反应，或者光生电子被晶格表面的缺陷捕获[26].而空穴具有极强的得电子能力，能将催化剂表面吸附的OH-和H2O分子氧化成羟基自由基（・OH）.而羟基自由基（・OH）的氧化电位高达2.7 eV，具有极强的氧化性，可以将催化剂表面的有机物氧化降解为CO2和H2O等简单物质[27].然而，由于纯ZnO只具有紫外光区的光催化活性，太阳光能利用率低.ZnO掺杂Sm离子后，Sm进入到ZnO晶格中，以Sm―O―Zn化学键的形式存在，引入了杂质能级并减小了禁带宽度，使ZnO的能带变窄，扩宽了掺杂后的ZnO吸收波带，将ZnO的吸收波带从紫外光带扩展到了可见光带，提高了ZnO的光能利用率[28].而且由于Sm3+离子的半径（96 pm）比Zn2+的半径（74 pm）要大，其进入ZnO晶格后取代了Zn2+离子，使ZnO晶格膨胀变大，导致ZnO的晶格发生畸变，产生缺陷，而正是Sm掺杂形成的缺陷成为了在光催化中捕获光生电子和空穴的陷阱，降低了ZnO的导带电子和价带空穴的复合率，延长了光生电子的寿命，从而提高了光生电子的利用率.因为还原态的Sm2+离子非常不稳定，能够很容易的捕获到光生电子并传送到O2，形成羟基自由基（・OH）.此时Sm掺杂形成的缺陷可以作为光生电子载体，促进在可见光激发下的导带电子传递，从而提高ZnOSm纳米半导体在可见光下的光催化效率[29].因此，适当的掺杂钐离子能增强ZnO对可见光的吸收强度，提高其在可见光下的催化活性.根据上述分析，ZnOSm的降解机理可以用如下方程式表示[30]：
ZnO+hνZnO（ech+h+vb）
h+vb+H2OH++・OH
h+vb+OH・ ・ OH
e-cb+O2O-2・
O-2・ +H+ ・OOH
・OOH+H++e-cbH2O2
H2O2+e-cb ・OH+OH-
3结论
1） 以醋酸锌、氢氧化钠和硝酸钐为主要原料，采用简单水热法反应后在400 ℃高温煅烧，制备出了不同比例的Sm掺杂的ZnO纳米材料，为正六边形柱状结构的颗粒.
2） Sm的掺杂起到了扩展ZnO光吸收的范围，增强了ZnO对可见光的响应能力，提高了光催化效果.
3） 以100 mL的10 mg/L RhB溶液为目标检验了ZnOSm材料的可见光催化活性.实验结果表明，Sm在ZnO中的掺杂比为2.0%，溶液pH为中性范围，催化剂的质量0.10 g时为最佳实验条件，可以得到较好的降解效果（70%以上）.
4） 采用Sm修饰后的ZnO纳米材料处理染料废水具有一定的可行性，值得进一步的研究和探索.
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