离子束促进无机纳米材料(凹凸棒土)网络结构形成的机理及应用基础研究

纳米材料网络结构较线状结构具有更加优良的性能。现有工作大多集中在有机纳米材料网络的合成，而对无机纳米材料网络结构的合成，存在相当的技术难度。项目申请人以凹凸棒土作为无机纳米材料的代表，用离子束技术为工具加以改性，成功地使凹凸棒土构筑出清晰的立体纳米网络结构，提高了凹凸棒土的吸附性能。本项目拟通过对网络结构形成机理的研究，获取离子束对材料改性的具体规律，优化材料的综合性能，为推动纳米网络材料的更广泛应用打下基础。项目内容涉及离子束技术、材料设计、纳米科学等领域，具有明显的交叉学科特点和新意，对于促进无机纳米材料改性的理论研究和实际应用都具有重要的意义。

一、本项目通过摸索离子束参数与凹凸棒土分散性和网络结构形成之间的关系，研究离子束的热效应和电荷效应在凹凸棒土棒晶网络化过程中的贡献，揭示了离子束促进凹凸棒土网络结构形成的机理，获得了离子束改性凹凸棒土的规律，找到了一个稳定的离子束构筑凹凸棒土纳米网络结构的方法。.二、利用离子束改性的的凹凸棒土展现出的显著提高的分散性和比表面积以及由此获得的优良的吸附性能，将此改性材料应用于以下三个方面的研究：.（1）应用于印染废水中的主要污染物－亚甲基蓝的去除，发现改性后的凹凸棒土对于亚甲基蓝的吸附去除能力较之未改性的凹凸棒土有明显提高。.（2）作为新型水处理剂用于絮凝去除引起有害藻类水华的主要藻类－铜绿微囊藻，研究发现改性后的凹凸棒土对铜绿微囊藻去除率高达95%，同时对该材料的安全性进行评价，证明了改性凹凸棒土除藻后的藻液不具有明显的生物毒性。.（3）以改性凹凸棒土为基底，利用其良好的分散性以及生物相容性，加载纳米粒子或蛋白质分子，构筑生物传感器。该传感器体现了良好的检测性能和灵敏度，具有良好的重现性，稳定性和抗干扰能力。.三、将离子束改性凹凸棒土的具体规律推广到其它材料领域，研究了利用离子束去除碳纳米管中的杂质，效果良好，可以作为一种新的碳纳米管提纯方法。.总之，本项目致力于离子束改性的纳米网络化的凹凸棒土的应用基础研究，拓宽了以凹凸棒土为代表的天然无机纳米材料的应用范畴，尤其是在水体治理和分析检测领域获得了较好的应用。