对化学功能材料的认识字多点,

对化学功能材料的认识字多点,
对化学功能材料的认识
字多点,

对化学功能材料的认识字多点,
功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料.
功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导.它涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、海洋工程技术等现代高新技术及其产业.功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,还对我国相关传统产业的改造和升级,实现跨越式发展起着重要的促进作用.
功能材料种类繁多,用途广泛,正在形成一个规模宏大的高技术产业群,有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义.世界各国均十分重视功能材料的研发与应用,它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点,也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点.在全球新材料研究领域中,功能材料约占 85 % .我国高技术(863)计划、国家重大基础研究[973]计划、国家自然科学基金项目中均安排了许多功能材料技术项目（约占新材料领域70%比例）,并取得了大量研究成果.
引言：提起“纳米”这个词,可能很多人都听说过,但什么是纳米,什么是纳米材料,可能很多人并不一定清楚,本文主要对纳米及纳米材料的研究现状和发展前景做了简介,相信随着科学技术的发展,会有越来越多的纳米材料走进人们的生活,为人类造福.
纳米是英文namometer的译音,是一个物理学上的度量单位,1纳米是1米的十亿分之一；相当于45个原子排列起来的长度.通俗一点说,相当于万分之一头发丝粗细.就象毫米、微米一样,纳米是一个尺度概念,并没有物理内涵.当物质到纳米尺度以后,大约是在1—100纳米这个范围空间,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能.这种既具不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料,即为纳米材料.如果仅仅是尺度达到纳米,而没有特殊性能的材料,也不能叫纳米材料.过去,人们只注意原子、分子或者宇宙空间,常常忽略这个中间领域,而这个领域实际上大量存在于自然界,只是以前没有认识到这个尺度范围的性能.第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家,他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子,并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后,它就失去原来的性质,表现出既不导电、也不导热.磁性材料也是如此,象铁钴合金,把它做成大约20—30纳米大小,磁畴就变成单磁畴,它的磁性要比原来高1000倍.80年代中期,人们就正式把这类材料命名为纳米材料.
在充满生机的21世纪,信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术和国防的高速发展必然对材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高.新材料的创新,以及在此基础上诱发的新技术.新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域,纳米材料将是起重要作用的关键材料之一.纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分.近年来,纳米材料和纳米结构取得了引人注目的成就.例如,存储密度达到每平方厘米400g的磁性纳米棒阵列的量子磁盘,成本低廉、发光频段可调的高效纳米阵列激光器,价格低廉高能量转化的纳米结构太阳能电池和热电转化元件,用作轨道炮道轨的耐烧蚀高强高韧纳米复合材料等的问世,充分显示了它在国民经济新型支柱产业和高技术领域应用的巨大潜力.正像美国科学家估计的“这种人们肉眼看不见的极微小的物质很可能给予各个领域带来一场革命”.纳米材料和纳米结构的应用将对如何调整国民经济支柱产业的布局、设计新产品、形成新的产业及改造传统产业注入高科技含量提供新的机遇. 研究纳米材料和纳米结构的重要科学意义在于它开辟了人们认识自然的新层次,是知识创新的源泉.由于纳米结构单元的尺度（1～100urn）与物质中的许多特征长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿势垒厚度、铁磁性临界尺寸相当,从而导致纳米材料和纳米结构的物理、化学特性既不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体,从而把人们探索自然、创造知识的能力延伸到介于宏观和微观物体之间的中间领域.在纳米领域发现新现象,认识新规律,提出新概念,建立新理论,为构筑纳米材料科学体系新框架奠定基础,也将极大丰富纳米物理和纳米化学等新领域的研究内涵.世纪之交高韧性纳米陶瓷、超强纳米金属等仍然是纳米材料领域重要的研究课题；纳米结构设计,异质、异相和不同性质的纳米基元（零维纳米微粒、一维纳米管、纳米棒和纳米丝）的组合.纳米尺度基元的表面修饰改性等形成了当今纳米材料研究新热点,人们可以有更多的自由度按自己的意愿合成具有特殊性能的新材料.利用新物性、新原理、新方法设计纳米结构原理性器件以及纳米复合传统材料改性正孕育着新的突破. 1研究形状和趋势 纳米材料制备和应用研究中所产生的纳米技术很可能成为下一世纪前20年的主导技术,带动纳米产业的发展.世纪之交世界先进国家都从未来发展战略高度重新布局纳米材料研究,在千年交替的关键时刻,迎接新的挑战,抓紧纳米材料和柏米结构的立项,迅速组织科技人员围绕国家制定的目标进行研究是十分重要的. 纳米材料诞生州多年来所取得的成就及对各个领域的影响和渗透一直引人注目.进入90年代,纳米材料研究的内涵不断扩大,领域逐渐拓宽.一个突出的特点是基础研究和应用研究的衔接十分紧密,实验室成果的转化速度之快出乎人们预料,基础研究和应用研究都取得了重要的进展.美国已成功地制备了晶粒为50urn的纳米cu材料,硬度比粗晶cu提高5倍；晶粒为7urn的pd,屈服应力比粗晶pd高5倍；具有高强度的金属间化合物的增塑问题一直引起人们的关注,晶粒的纳米化为解决这一问题带来了希望, 根据纳米材料发展趋势以及它在对世纪高技术发展所占有的重要地位,世界发达国家的政府都在部署本来10～15年有关纳米科技研究规划.美国国家基金委员会（nsf）1998年把纳米功能材料的合成加工和应用作为重要基础研究项目向全国科技界招标；美国darpa（国家先进技术研究部）的几个计划里也把纳米科技作为重要研究对象；日本近年来制定了各种计划用于纳米科技的研究,例如 ogala计划、erato计划和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究计划,1997年,纳米科技投资1.28亿美元；德国科研技术部帮助联邦政府制定了1995年到2010年15年发展纳米科技的计划；英国政府出巨资资助纳米科技的研究；1997年西欧投资1.2亿美元.据1999年7月8日《自然》最新报道,纳米材料应用潜力引起美国白宫的注意；美国总统克林顿亲自过问纳米材料和纳米技术的研究,决定加大投资,今后3年经费资助从2.5亿美元增 加至5亿美元.这说明纳米材料和纳米结构的研究热潮在下一世纪相当长的一段时间内保持继续发展的势头. 2国际动态和发展战略 1999年7月8日《自然》（400卷）发布重要消息 题为“美国政府计划加大投资支持纳米技术的兴 起”.在这篇文章里,报道了美国政府在3年内对纳米技术研究经费投入加倍,从2.5亿美元增加到5亿美元.克林顿总统明年2月将向国会提交支持纳米技术研究的议案请国会批准.为了加速美国纳米材料和技术的研究,白宫采取了临时紧急措施,把原1.97亿美元的资助强度提高到2.5亿美元.《美国商业周刊》8月19日报道,美国政府决定把纳米技术研究列人21世纪前10年前11个关键领域之一,《美国商业周刊》在掌握21世纪可能取得重要突破的3个领域中就包括了纳米技术领域（其它两个为生命科学和生物技术,从外星球获得能源）.美国白宫之所以在20世纪即将结束的关键时刻突然对纳米材料和技术如此重视,其原因有两个方面：一是德科学技术部1996年对2010年纳米技术的市场做了预测,估计能达到14400亿美元,美国试图在这样一个诱人的市场中占有相当大的份额.美国基础研究的负责人威廉姆斯说：纳米技术本来的应用远远超过计算机工业.美国白宫战略规划办公室还认为纳米材料是纳米技术最为重要的组成部分.在《自然》的报道中还特别提到美国已在纳米结构组装体系和高比表面纳米颗粒制备与合成方面领导世界的潮流,在纳米功能涂层设计改性及纳米材料在生物技术中的应用与欧共体并列世界第一,纳米尺寸度的元器件和纳米固体也要与日本分庭抗礼.1999年7月,美国加尼福尼亚大学洛杉矾分校与惠普公司合作研制成功100urn芯片,美国明尼苏达大学和普林斯顿大学于1998年制备成功量子磁盘,这种磁盘是由磁性纳米棒组成的纳米阵列体系,10bit／s尺寸的密度已达109bit／s,美国商家已组织有关人员迅速转化,预计2005年市场为400亿美元.1988年法国人首先发现了巨磁电阻效应,到1997年巨磁电阻为原理的纳米结构器件已在美国问世,在磁存储、磁记忆和计算机读写磁头将有重要的应用前景. 最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳米粉体,预计将给彩色印橡带来革命性的变革.纳米粉体材料在橡胶、颜料、陶瓷制品的改性等方面很可能给传统产业和产品注入新的高科技含量,在未来市场上占有重要的份额.纳米材料在医药方面的应用研究也使人瞩目,正是这些研究使美国白宫认识到纳米材料和技术将占有重要的战略地位.原因之二是纳米材料和技术领域是知识创新和技术创新的源泉,新的规律新原理的发现和新理论的建立给基础科学提供了新的机遇,美国计划在这个领域的基础研究独占“老大”的地位. 3国内研究进展 我国纳米材料研究始于80年代末,“八五”期间,“纳米材料科学”列入国家攀登项目.国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目,组织相关的科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作,国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题,国家“863”新材料主题也对纳米材料有关高科技创新的课题进行立项研究.1996年以后,纳米材料的应用研究出现了可喜的苗头,地方政府和部分企业家的介入,使我国纳米材料的研究进入了以基础研究带动应用研究的新局面. 目前,我国有60多个研究小组,有600多人从事纳米材料的基础和应用研究,其中,承担国家重大基础研究项目的和纳米材料研究工作开展比较早的单位有：中国科学院上海硅酸盐研究所、南京大学.中国科学院固体物理研究所、金属研究所、物理研究所、中国科技大学、中国科学院化学研究所、清华大学,还有吉林大学、东北大学、西安交通大学、天津大学、青岛化工学院、华东师范大学,华东理工大学、浙江大学、中科院大连化学物理研究所、长春应用化学 研究所、长春物理研究所、感光化学研究所等也相继开展了纳米材料的基础研究和应用研究.我国纳米材料基础研究在过去10年取得了令人瞩目的重要研究成果.已采用了多种物理、化学方法制备金属与合金（晶态、非晶态及纳米微晶）氧化物、氮化物、碳化物等化合物纳米粉体,建立了相应的设备,做到纳米微粒的尺寸可控,并制成了纳米薄膜和块材.在纳米材料的表征、团聚体的起因和消除、表面吸附和脱附、纳米复合微粒和粉体的制取等各个方面都有所创新,取得了重大的进展,成功地研制出致密度高、形状复杂、性能优越的纳米陶瓷；在世界上首次发现纳米氧化铝晶粒在拉伸疲劳中应力集中区出现超塑性形变；在颗粒膜的巨磁电阻效应、磁光效应和自旋波共振等方面做出了创新性的成果；在国际上首次发现纳米类钙钛矿化合物微粒的磁嫡变超过金属gd；设计和制备了纳米复合氧化物新体系,它们的中红外波段吸收率可达 92％,在红外保暖纤维得到了应用；发展了非晶完全晶化制备纳米合金的新方法；发现全致密纳米合金中的反常hall－petch效应. 近年来,我国在功能纳米材料研究上取得了举世瞩目的重大成果,引起了国际上的关注.一是大面积定向碳管阵列合成：利用化学气相法高效制备纯净碳纳米管技术,用这种技术合成的纳米管,孔径基本一致,约20urn,长度约100pm,纳米管阵列面积达到 3mm 3mm.其定向排列程度高,碳纳米管之间间距为100pm.这种大面积定向纳米碳管阵列,在平板显示的场发射阴极等方面有着重要应用前景.这方面的文章发表在1996年的美国《科学》杂志上.二是超长纳米碳管制备：首次大批量地制备出长度为2～3mm的超长定向碳纳米管列阵.这种超长碳纳米管比现有碳纳米管的长度提高1～2个数量级.该项成果已发表于1998年8月出版的英国《自然》杂志上.英国《金融时报》以“碳纳米管进入长的阶段”为题介绍了有关长纳米管的工作.三是氮化嫁纳米棒制备：首次利用碳纳米管作模板成功地制备出直径为3～40urn、长度达微米量级的发蓝光氮化像一维纳米棒,并提出了碳纳米管限制反应的概念.该项成果被评为1998年度中国十大科技新闻之一.四是硅衬底上碳纳米管阵列研制成功,推进碳纳米管在场发射平面和纳米器件方面的应用.五是制备成功一维纳米丝和纳米电缆,该成果研究论文在瑞典召开的1998年第四届国际纳米会议宣读后,许多外国科学家给予高度评价.六是用苯热法制备纳米氮化像微晶；发现了非水溶剂热合成技术,首次在300℃左右制成粒度达30urn的氮化锌微晶.还用苯合成制备氮化铬（crn）、磷化钴（cop）和硫化锑（sbs）纳米微晶,论文发表在1997年的《科学》杂志上.七是用催化热解法制成纳米金刚石；在高压釜中用中温（70℃）催化热解法使四氯化碳和钠反应制备出金刚石纳米粉,论文发表在1998年的《科学》杂志上.美国《化学与工程新闻》杂志还发表题为“稻草变黄金---从四氯化碳（cc14）制成金刚石”一文,予以高度评价. 我国纳米材料和纳米结构的研究已有10年的工作基础和工作积累,在“八五”研究工作的基础上初步形成了几个纳米材料研究基地,中科院上海硅酸盐研究所、南京大学、中科院固体物理所、中科院金属所、物理所、中国科技大学、清华大学和中科院化学所等已形成我国纳米材料和纳米结构基础研究的重要单位.无论从研究对象的前瞻性、基础性,还是成果的学术水平和适用性来分析,都为我国纳米材料研究在国际上争得一席之地,促进我国纳米材料研究的发展,培养高水平的纳米材料研究人才做出了贡献.在纳米材料基础研究和应用研究的衔接,加快成果转化也发挥了重要的作用.目前和今后一个时期内这些单位仍然是我国纳米材料和纳米结构研究的中坚力量. 在过去10年,我国已建立了多种物理和化学方法制备纳米材料,研制了气体蒸发、磁控溅射、激光诱导cvd、等离子加热气相合成等10多台制备纳米材料的装置,发展了化学共沉淀、溶胶一凝胶、微乳液水热、非水溶剂合成和超临界液相合成制备包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料的方法,研制了性能优良的多种纳米复合材料.近年来,根据国际纳米材料研究的发展趋势,建立和发展了制备纳米结构（如纳米有序阵列体系、介孔组装体系、mcm－41等）组装体系的多种方法,特别是自组装与分子自组装、模板合成、碳热还原、液滴外延生长、介孔内延生长等也积累了丰富的经验,已成功地制备出多种准一维纳米材料和纳米组装体系.这些方法为进一步研究纳米结构和准一纳米材料的物性,推进它们在纳米结构器件的应用奠定了良好的基础.纳米材料和纳米结构的评价手段基本齐全,达到了国际90年代末的先进水平. 综上所述,“八五”期间我国在纳米材料研究上获得了一批创新性的成果,形成了一支高水平的科研队伍,基础研究在国际上占有一席之地,应用开发研究也出现了新局面,为我国纳米材料研究的继续发展奠定了基础.10年来,我国科技工作者在国内外学术刊物上共发表纳米材料和纳米结构的论文2400多篇,在国际上排名第五位,其中纳米碳管和纳米团簇在1998年度欧洲文献情报交流会上德国马普学会固体所一篇研究报告中报道中国科技工作者发表论文已超过德国,在国际排名第三位,在国际历次召开的有关纳米材料和纳米结构的国际会议上,我国纳米材料科技工作者共做邀请报告24次.到目前为止,纳米材料研究获得国家自然科学三等奖1项,国家发明奖2项；院部级自然科学一、二等奖3项,发明一等奖3项,科技进步特等奖1项；申请专利 79项,其中发明专利占50％,已正式授权的发明专利6项,已实现成果转化的发明专利6项. 最近几年,我国纳米科技工作者在国际上发表了一些有影响的学术论文,引起了国际同行的关注和称赞.在《自然》和《科学》杂志上发表有关纳米材料和纳米结构制备方面的论文6篇,影响因子在6以上的学术论文（phys．rev．lett,j．ain．chem．soc ．）近20篇,影响因子在3以上的31篇,被sci和ei收录的文章占整个发表论文的 59％. 1998年 6月在瑞典斯特哥尔摩召开的国际第四届纳米材料会议上,对中国纳米材料研究给予了很高评价,指出这几年来中国在纳米材料制备方面取得了激动人心的成果,在大会总结中选择了8个纳米材料研究式作取得了比较好的国家在闭幕式上进行介绍,中国是在美国、日本、德国、瑞典之后进行了大会发言.
4 纳米产业发展趋势
（1）信息产业中的纳米技术：信息产业不仅在国外,在我国也占有举足轻重的地位.2000年,中国的信息产业创造了gdp5800亿人民币.纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术.因为不管通讯、集成还是显示器件,都要原器件,美国已经着手研制,现在有了单电子器件、隧穿电子器件、自旋电子器件,这种器件已经在实验室研制成功,而且可能在2001年进入市场.②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件,这方面我国还很落后,但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间,所以,中国要超前15年到20年对这些方面进行研究.③网络通讯的关键纳米器件,如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面,我国的研究水平不落后,在安徽省就有.④压敏电阻、非线性电阻等,可添加氧化锌纳米材料改性.
（2）环境产业中的纳米技术：纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术.要净化环境,必须用纳米技术.我们现在已经制备成功了一种对甲醛、氮氧化物、一氧化碳能够降解的设备,可使空气中的大于10ppm的有害气体降低到0.1ppm,该设备已进入实用化生产阶段；利用多孔小球组合光催化纳米材料,已成功用于污水中有机物的降解,对苯酚等其它传统技术难以降解的有机污染物,有很好的降解效果.近年来,不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业,用于提高水的质量,已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染,最近已在实验室初步研究成功.
(3)能源环保中的纳米技术：合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务.在合理利用传统能源方面,现在主要是净化剂、助燃剂,它们能使煤充分燃烧,燃烧当中自循环,使硫减少排放,不再需要辅助装置.另外,利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了,实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质,有助燃、净化作用.在开发新能源方面国外进展较快,就是把非可燃气体变成可燃气体.现在国际上主要研发能量转化材料,我国也在做,它包括将太阳能转化成电能、热能转化为电能、化学能转化为电能等.
(4)纳米生物医药：这是我国进入wto以后一个最有潜力的领域.目前,国际医药行业面临新的决策,那就是用纳米尺度发展制药业.纳米生物医药就是从动植物中提取必要的物质,然后在纳米尺度组合,最大限度发挥药效,这恰恰是我国中医的想法.在提取精华后,用一种很少的骨架,比如人体可吸收的糖、淀粉,使其高效缓释和靶向药物.对传统药物的改进,采用纳米技术可以提高一个档次.
(5)纳米新材料：虽然纳米新材料不是最终产品,但是很重要.据美国测算,到21世纪30年代,汽车上40％钢铁和金属材料要被轻质高强材料所代替,这样可以节省汽油40％,减少co2,排放40％,就这一项,每年就可给美国创造社会效益1000亿美元.此外,还有各种功能材料,玻璃透明度好但份量重,用纳米改进它,使它变轻,使这种材料不仅有力学性能,而且还具有其他功能,还有光的变色、贮光,反射各种紫外线、红外线,光的吸收、贮藏等功能.
(6)纳米技术对传统产业改造：对于中国来说,当前是纳米技术切入传统产业、将纳米技术和各个领域技术相结合的最好机遇.首先是家电、轻工、电子行业.合肥美菱集团从1996开始研制纳米冰箱,可折叠的pvc磁性冰箱门封不发霉,用的是抗菌涂料,里面的果盘都采用纳米材料,发展轻工、电子和家用电器可以带动涂料、材料、电子原器件等行业发展；其次是纺织.人造纤维是化纤和纺织行业发展的趋势,中国纺织要在进入wto后能占据有利地位,现在就必须全方位应用纳米技术、纳米材料.去年关于保温被、保温衣的电视宣传,提到应用了纳米技术,特殊功能的有防静电的、阻燃的等等,把纳米的导电材料组装到里面,可以在11万伏的高压下,把人体屏蔽,在这一方面,纺织行业应用纳米技术形势看好；第三是电力工业.利用纳米技术改造20万伏和11万伏的变压输电瓷瓶,可以全方位提高11万伏的瓷瓶耐电冲击的性能,而且釉不结霜,其它综合性能都很好；第四是建材工业中的油漆和涂料,包括各种陶瓷的釉料、油墨,纳米技术的介入,可以使产品性能升级.
1999年8月20日《美国商业周刊》在展望21世纪可能有突破性进展的领域时,对生命科学和生物技术、纳米科学和纳米技术及从外星球上索取能源进行了预测和评价,并指出这是人类跨入21世纪面临的新的挑战和机遇.诺贝尔奖获得者罗雷尔也曾说过：70年代重视微米的国家如今都成为发达国家,现在重视纳米技术的国家很可能成为下一世纪先进的国家.挑战严峻,机遇难得,我们必须加倍重视纳米科技的研究,注意纳米技术与其它领域的交叉,加速知识创新和技术创新,为21世纪中国经济的腾飞奠定雄厚的基础.
编者按：激动人心的纳米时代已经到来,人们的生活即刻将发生巨大的变化,然而,我们也要清醒地看到,市场上真正成熟的纳米材料并不是很多.中科院院士白春礼院士认为,“真正意义的纳米时代还没有到来,我们正在充满信心地迎接纳米时代的到来.”
白春礼说,“人类进入纳米科技时代的重要标志是纳米器件的研制水平和应用程度.”纳米科技发展到今天,距离纳米时代的到来还有多远呢,白春礼说,“纳米研究目前还有许多基础研究在进行中,在纳米尺度上还有大量原理性问题尚待研究,纳米科技现在的发展水平大概相当于计算机技术在20世纪50年代的发展水平,人类最终进入纳米时代还需要30到50年的时间,50年后纳米科技有可能像今天计算机技术一样普及.”
对于纳米科技,科学的态度是积极参与,脚踏实地地推动这一前沿科技的健康发展,既不需要商业炒作,也不需要科学炒作.
我还下了两篇论文,不知楼主要不,分别是《光学材料光电功能材料》和《传感器功能材料与展望》

一、初中化学常见物质的颜色
（一）、固体的颜色
1、红色固体：铜，氧化铁
2、绿色固体：碱式碳酸铜
3、蓝色固体：氢氧化铜，硫酸铜晶体
4、紫黑色固体：高锰酸钾
5、淡黄色固体：硫磺
6、无色固体：冰，干冰，金刚石
7、银白色固体：银，铁，镁，铝，汞等金属
8、黑色固体：铁粉，木炭，氧化铜，二氧化锰，四氧化三...

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一、初中化学常见物质的颜色
（一）、固体的颜色
1、红色固体：铜，氧化铁
2、绿色固体：碱式碳酸铜
3、蓝色固体：氢氧化铜，硫酸铜晶体
4、紫黑色固体：高锰酸钾
5、淡黄色固体：硫磺
6、无色固体：冰，干冰，金刚石
7、银白色固体：银，铁，镁，铝，汞等金属
8、黑色固体：铁粉，木炭，氧化铜，二氧化锰，四氧化三铁，（碳黑，活性炭）
9、红褐色固体：氢氧化铁
10、白色固体：氯化钠，碳酸钠，氢氧化钠，氢氧化钙，碳酸钙，氧化钙，硫酸铜，五氧化二磷，氧化镁
（二）、液体的颜色
11、无色液体：水，双氧水
12、蓝色溶液：硫酸铜溶液，氯化铜溶液，硝酸铜溶液
13、浅绿色溶液：硫酸亚铁溶液，氯化亚铁溶液，硝酸亚铁溶液
14、黄色溶液：硫酸铁溶液，氯化铁溶液，硝酸铁溶液
15、紫红色溶液：高锰酸钾溶液
16、紫色溶液：石蕊溶液
（三）、气体的颜色
17、红棕色气体：二氧化氮
18、黄绿色气体：氯气
19、无色气体：氧气，氮气，氢气，二氧化碳，一氧化碳，二氧化硫，氯化氢气体等大多数气体。
二、初中化学溶液的酸碱性
1、显酸性的溶液：酸溶液和某些盐溶液（硫酸氢钠、硫酸氢钾等）
2、显碱性的溶液：碱溶液和某些盐溶液（碳酸钠、碳酸氢钠等）
3、显中性的溶液：水和大多数的盐溶液
三、初中化学敞口置于空气中质量改变的
（一）质量增加的
1、由于吸水而增加的：氢氧化钠固体，氯化钙，氯化镁，浓硫酸；
2、由于跟水反应而增加的：氧化钙、氧化钡、氧化钾、氧化钠，硫酸铜；
3、由于跟二氧化碳反应而增加的：氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钡，氢氧化钙；
（二）质量减少的
1、由于挥发而减少的：浓盐酸，浓硝酸，酒精，汽油，浓氨水；
2、由于风化而减少的：碳酸钠晶体。
四、初中化学物质的检验
（一） 、气体的检验
1、氧气：带火星的木条放入瓶中，若木条复燃，则是氧气．
2、氢气：在玻璃尖嘴点燃气体，罩一干冷小烧杯，观察杯壁是否有水滴，往烧杯中倒入澄清的石灰水，若不变浑浊，则是氢气．
3、二氧化碳：通入澄清的石灰水，若变浑浊则是二氧化碳．
4、氨气：湿润的紫红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则是氨气．
5、水蒸气：通过无水硫酸铜，若白色固体变蓝，则含水蒸气．
（二）、离子的检验.
6、氢离子：滴加紫色石蕊试液／加入锌粒
7、氢氧根离子：酚酞试液／硫酸铜溶液
8、碳酸根离子：稀盐酸和澄清的石灰水
9、氯离子：硝酸银溶液和稀硝酸，若产生白色沉淀，则是氯离子
10、硫酸根离子：硝酸钡溶液和稀硝酸／先滴加稀盐酸再滴入氯化钡
11、铵根离子：氢氧化钠溶液并加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口
12、铜离子：滴加氢氧化钠溶液,若产生蓝色沉淀则是铜离子
13、铁离子：滴加氢氧化钠溶液，若产生红褐色沉淀则是铁离子
（三）、相关例题
14、如何检验NaOH是否变质:滴加稀盐酸，若产生气泡则变质
15、检验生石灰中是否含有石灰石：滴加稀盐酸，若产生气泡则含有石灰石
16、检验NaOH中是否含有NaCl：先滴加足量稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则含有NaCl。
17、检验三瓶试液分别是稀HNO3,稀HCl,稀H2SO4?
向三只试管中分别滴加Ba(NO3)2 溶液，若产生白色沉淀，则是稀H2SO4；再分别滴加AgNO3溶液，若产生白色沉淀则是稀HCl，剩下的是稀HNO3
18、淀粉：加入碘溶液，若变蓝则含淀粉。
19、葡萄糖：加入新制的氢氧化铜，若生成砖红色的氧化亚铜沉淀，就含葡萄糖。
五、初中化学之三
1、我国古代三大化学工艺：造纸，制火药，烧瓷器。
2、氧化反应的三种类型：爆炸，燃烧，缓慢氧化。
3、构成物质的三种微粒：分子，原子，离子。
4、不带电的三种微粒：分子，原子，中子。
5、物质组成与构成的三种说法：
（1）、二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的；
（2）、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的；
（3）、一个二氧化碳分子是由 一个碳原子和一个氧原子构成的。
6、构成原子的三种微粒：质子，中子，电子。
7、造成水污染的三种原因：（1）工业“三废”任意排放，（2）生活污水任意排放（3）农药化肥任意施放
8、收集方法的三种方法：排水法（不容于水的气体），向上排空气法（密度比空气大的气体），向下排空气法（密度比空气小的气体）。
9、质量守恒定律的三个不改变：原子种类不变，原子数目不变，原子质量不变。
10、不饱和溶液变成饱和溶液的三种方法：
增加溶质，减少溶剂，改变温度（升高或降低）。
11、复分解反应能否发生的三个条件：生成水、气体或者沉淀
12、三大化学肥料：N、P、K
13、排放到空气中的三种气体污染物：一氧化碳、氮的氧化物，硫的氧化物。
14、燃烧发白光的物质：镁条，木炭，蜡烛（二氧化碳和水）。
15、具有可燃性，还原性的物质：氢气，一氧化碳，单质碳。
16、具有可燃性的三种气体是：氢气（理想），一氧化碳（有毒），甲烷（常用）。
17、CO的三种化学性质：可燃性，还原性，毒性。
18、三大矿物燃料：煤，石油，天然气。（全为混合物）
19、三种黑色金属：铁，锰，铬。
20、铁的三种氧化物：氧化亚铁，三氧化二铁，四氧化三铁。
21、炼铁的三种氧化物：铁矿石，焦炭，石灰石。
22、常见的三种强酸：盐酸，硫酸，硝酸。
23、浓硫酸的三个特性：吸水性，脱水性，强氧化性。
24、氢氧化钠的三个俗称：火碱，烧碱，苛性钠。
25、碱式碳酸铜受热分解生成的三种氧化物：氧化铜，水（氧化氢），二氧化碳。
26、实验室制取CO2不能用的三种物质：硝酸，浓硫酸，碳酸钠。
27、酒精灯的三个火焰：内焰，外焰，焰心。
28、使用酒精灯有三禁：禁止向燃着的灯里添加酒精，禁止用酒精灯去引燃另一只酒精灯，禁止用嘴吹灭酒精灯。
29、玻璃棒在粗盐提纯中的三个作用：搅拌、引流、转移
30、液体过滤操作中的三靠：（1）倾倒滤液时烧杯口紧靠玻璃棒，（2）玻璃棒轻靠在三层滤纸的一端，（3）漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。
31、固体配溶液的三个步骤：计算，称量，溶解。
32、浓配稀的三个步骤：计算，量取，溶解。
33、浓配稀的三个仪器：烧杯，量筒，玻璃棒。
34、三种遇水放热的物质：浓硫酸，氢氧化钠，生石灰。
35、过滤两次滤液仍浑浊的原因：滤纸破损，仪器不干净，液面高于滤纸边缘。
36、药品取用的三不原则：不能用手接触药品，不要把鼻孔凑到容器口闻药品的气味，不得尝任何药品的味道。
37、金属活动顺序的三含义：（1）金属的位置越靠前，它在水溶液中越容易失去电子变成离子，它 的活动性就越强；（2）排在氢前面的金属能置换出酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢；（3）排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
38、温度对固体溶解度的影响：（1）大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而增大，（2）少数固体物质的溶解度受温度影响变化不大（3）极少数固体物质的溶解度随着温度的升高而减小。
39、影响溶解速度的因素：（1）温度，（2）是否搅拌（3）固体颗粒的大小
40、使铁生锈的三种物质：铁，水，氧气。
41、溶质的三种状态：固态，液态，气态。
42、影响溶解度的三个因素：溶质的性质，溶剂的性质，温度。
六、初中化学常见混合物的重要成分
1、空气：氮气（N2）和氧气（O2）
2、水煤气：一氧化碳（CO）和氢气（H2）
3、煤气：一氧化碳（CO）
4、天然气：甲烷（CH4）
5、石灰石/大理石：（CaCO3）
6、生铁/钢：（Fe）
7、木炭/焦炭/炭黑/活性炭：（C）
8、铁锈：（Fe2O3）
七、初中化学常见物质俗称
1、氯化钠 （NaCl） ： 食盐
2、碳酸钠(Na2CO3) ： 纯碱，苏打，口碱
3、氢氧化钠(NaOH)：火碱，烧碱，苛性钠
4、氧化钙(CaO)：生石灰
5、氢氧化钙(Ca(OH)2)：熟石灰，消石灰
6、二氧化碳固体(CO2)：干冰
7、氢氯酸(HCl)：盐酸
8、碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)：铜绿
9、硫酸铜晶体(CuSO4 .5H2O)：蓝矾，胆矾
10、甲烷 (CH4)：沼气
11、乙醇(C2H5OH)：酒精
12、乙酸(CH3COOH)：醋酸
13、过氧化氢(H2O2)：双氧水
14、汞(Hg)：水银
15、碳酸氢钠（NaHCO3）：小苏打

八、物质的除杂
1、CO2（CO）：把气体通过灼热的氧化铜，
2、CO（CO2）：通过足量的氢氧化钠溶液
3、H2（水蒸气）：通过浓硫酸/通过氢氧化钠固体
4、CuO(C):在空气中（在氧气流中）灼烧混合物
5、Cu(Fe) :加入足量的稀硫酸
6、Cu(CuO):加入足量的稀硫酸
7、FeSO4(CuSO4): 加 入足量的铁粉
8、NaCl(Na2CO3):加 入足量的盐酸
9、NaCl(Na2SO4):加入足量的氯化钡溶液
10、NaCl(NaOH):加入足量的盐酸
11、NaOH（Na2CO3）：加入足量的氢氧化钙溶液
12、NaCl（CuSO4）：加入足量的氢氧化钡溶液
13、NaNO3(NaCl):加入足量的硝酸银溶液
14、NaCl(KNO3):蒸发溶剂
15、KNO3（NaCl）：冷却热饱和溶液。
16、CO2（水蒸气）：通过浓硫酸。
九、化学之最
1、未来最理想的燃料是 H2 。
2、最简单的有机物是 CH4 。
3、密度最小的气体是 H2 。
4、相对分子质量最小的物质是 H2 。
5、相对分子质量最小的氧化物是H2O 。
6、化学变化中最小的粒子是 原子 。
7、PH=0时，酸性最 强 ，碱性最 弱 。
PH=14时，碱性最强 ，酸性最弱 。
8、土壤里最缺乏的是 N，K，P 三种元素，肥效最高的氮肥是 尿素 。
9、天然存在最硬的物质是 金刚石 。
10、最早利用天然气的国家是 中国 。
11、地壳中含量最多的元素是 氧 。
12、地壳中含量最多的金属元素是 铝 。
13、空气里含量最多的气体是 氮气 。
14、空气里含量最多的元素是 氮 。
15、当今世界上最重要的三大化石燃料是 煤，石油，天然气 。
16、形成化合物种类最多的元素：碳
十、有关不同
1、金刚石和石墨的物理性质不同：是因为 碳原子排列不同。
2、生铁和钢的性能不同：是因为 含碳量不同。
3、一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同：是因为 分子构成不同。
（氧气和臭氧的化学性质不同是因为分子构成不同；水和双氧水的化学性质不同是因为分子构成不同。）
4、元素种类不同：是因为质子数不同。
5、元素化合价不同：是因为最外层电子数不同。
6、钠原子和钠离子的化学性质不同：是因为最外层电子数不同
十一：有毒的物质
1、 有毒的固体：亚硝酸钠（NaNO2），乙酸铅等；
2、 有毒的液体：汞，硫酸铜溶液，甲醇，含Ba2+的溶液(除BaSO4)；
3、 有毒的气体：CO，氮的氧化物，硫的氧化物。
十二：实验室制法
△
1、实验室氧气： 2KMnO4=====2K2MnO4+MnO2+O2↑

MnO2
2KClO3=======2KCl+3O2↑
△

MnO2
2H2O2=======2H2O+O2↑
2、实验室制氢气
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ (常用) Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
3、 实验室制CO2:
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑ +H2O
十三：工业制法
1、 O2:分离液态空气
高温
2、 CO2:高温煅烧石灰石（CaCO3=========CaO+CO2↑）
3、 H2：天然气和水煤气
高温
4、 生石灰：高温煅烧石灰石（CaCO3=========CaO+CO2↑）
5、 熟石灰：CaO+H2O==Ca（OH）2
6、 烧碱：Ca（OH）2+Na2CO3=== CaCO3↓+ 2NaOH

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都是强人！

功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、...

全部展开

功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。
功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的 比例 。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等在他们的最新科技发展计划中, 都把功能材料技术列为关键技术之一加以重点支持。各国都非常强调功能材料对发展本国国民经济、保卫国家安全、增进人民健康和提高人民生活质量等方面的突出作用。
新型功能材料国外发展现状
当前国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。
超导材料 以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用；SQUID作为超导体弱电应用的典范已在微弱电磁信号测量方面起到了重要作用，其灵敏度是其它任何非超导的装置无法达到的。但是，由于常规低温超导体的临界温度太低，必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用，因而严重地限制了低温超导应用的发展。
高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）温区。同液氦相比，液氮是一种非常经济的冷媒，并且具有较高的热容量，给工程应用带来了极大的方便。另外，高温超导体都具有相当高的上临界场[H c2 (4K)>50T]，能够用来产生20T以上的强磁场，这正好克服了常规低温超导材料的不足之处。正因为这些由本征特性Tc、Hc2所带来的在经济和技术上的巨大潜在能力，吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备，对高Tc超导机制、材料的物理特性、化学性质、合成工艺及显微组织进行了广泛和深入的研究。高温氧化物超导体是非常复杂的多元体系，在研究过程中遇到了涉及多种领域的重要问题，这些领域包括凝聚态物理、晶体化学、工艺技术及微结构分析等。一些材料科学研究领域最新的技术和手段，如非晶技术、纳米粉技术、磁光技术、隧道显微技术及场离子显微技术等都被用来研究高温超导体，其中许多研究工作都涉及了材料科学的前沿问题。高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。
生物医用材料 作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增，预计20年内，生物医用材料所占的份额将赶上药物市场，成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向；医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料，带有治疗功能的HA生物复合材料的研究也十分活跃。
能源材料 太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是目前研究的热点。
生态环境材料 生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域，其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃，主要研究方向是：①直接面临的与环境问题相关的材料技术，例如，生物可降解材料技术，CO 2 气体的固化技术，SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术，环境污染修复技术，材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术；②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料，如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；③材料的环境协调性评价。
智能材料 智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司在导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10分钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。
国内功能材料发展的现状和差距
我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列； 高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权； 功能材料还在“两弹一星”、“四大装备四颗星”等国防工程中做出了举足轻重的贡献。
目前世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。近年来，我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，我国目前功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。我国功能材料在系统集成方面也存在不足，有待改进和发展。
在未来的五到十年，我国经济、社会及国家安全对功能材料有着巨大的需求，功能材料是关系到我国能否顺利实现第三步战略目标的关键新材料。
发展重点
高温超导材料制备与应用技术
稀土功能材料
新型能量转换材料与技术（能源材料）
生物医用材料
绿色奥运工程材料与技术
分辨离膜材料与技术（海水、氯碱膜）
印刷（制版、感光）、显示（ OLED）材料
高新技术改造传统产业技术
关键技术选择
能源材料
①固体氧化物燃料电池：
固体氧化物燃料电池是一种新型绿色能源装置，比质子交换膜燃料电池有更高的转换效率和节能效果，可减少二氧化碳排放 50%，不产生NOx，已成为发达国家重点研究开发的新能源技术。但目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达800～900℃，其关键部