用掺杂氧化钨的制备及其功能特性研究进展的分析论文[合集5篇]

第一篇：用掺杂氧化钨的制备及其功能特性研究进展的分析论文

钨及钨化合物由于具有独特的理化性和电子特性，成为国民经济以及现代国防中不可替代的基础性材料和战略性资源，并被称为“工业的牙齿”。钨和钨化合物主要被应用于硬质合金等传统工业领域，同时在变色窗、光催化、燃料电池、化学传感器、场发射、环境净化、太阳能转换等功能性领域也有良好的应用前景，因而引起了研究人员的广泛关注，己成为当前功能材料研究的热点之一。例如，金属钨是重要的场发射和热发射材料，应用于X射线管、粉磨管和无线电电子管中的阴极材料;非晶相氧化钨具有很好的光致变色特性和电致变色特性叫;负载型氧化钨近年来被发现具有很高的可见光催化活性，其理论基础在于氧化钨与负载颗粒之间的界而电子转移反应以及氧的多电子还原过程。此外，氧化钨是一种重要的金属氧化物气敏材料，对某些气体具有卓越的灵敏度和选择性;氧化钨对电磁波有很强的吸收能力，可在军事上用作优良的隐形涂料;氧化钨材料具有极好的紫外光吸收特性和理化特性，可作为信息显示屏、大规模信息存储器、智能变色窗等器件的基础材料。

然而，近几年研究人员在研究氧化钨的电致变色、气致变色等性能中发现，纯氧化钨材料存在一些弱点，如材料电阻大、极化电压过高、气体选择性不强等;在研究氧化钨的光催化性能中发现，纯氧化钨材料同样存在载流子复合率高、光催化效率低等缺点。为了改善这些性能，研究人员采用多种方法对纳米氧化钨进行改性，其中掺杂是一种有效的方法。本文主要介绍近年来国内外功能材料用掺杂氧化钨材料的制备方法和应用研究进展，分析制备方法、掺杂元素种类对其性能的影响，并对掺杂氧化钨材料功能特性今后的研究方向提出一些看法。

1掺杂氧化钨材料的制备

功能材料用掺杂氧化钨的制备方法按反应环境的不同分为固相法、液相法和气相法等。氧化钨是过渡族金属氧化物，通过掺杂不同的元素、改变掺杂量、优化掺杂及复合工艺可对材料进行改性，从而改善其性能。

1.1固相法

固相法主要有固相烧结法叫和机械粉碎法，掺杂氧化钨的制备多采用固相烧结法。机械粉碎法是用粉碎机将原料直接研磨成超细粉。固相烧结法一般是指在高温环境下通过固体与固体间的反应来合成金属氧化物的方法。利用固相烧结法合成氧化钨或者掺杂氧化钨的步骤如下:首先将原料干法混合，然后通过球磨等方法粉碎混匀，最后进行一定时间的高温锻烧。Akivama等将钨酸按经过高温锻烧，合成了固体WO3粉末。杜俊平等采用固相烧结法合成了不同Ce掺杂量的WO3光催化剂，该工艺过程简单、成本低，但反应效率低、能耗大、产物粒径不均匀。

1.2液相法

1.2.1水热法

水热法通常是在密闭的反应体系(如反应釜)中，采用水为溶剂，经加热加压使难溶性反应物有效溶解并进行重结晶，从而合成产物(需适当的后处理)的一种有效方法。2009年，Le等以WC16为钨源、苄醇为溶剂，经溶剂热反应及高温锻烧后得到纳米级固体WO3;研究结果表明，经微波加热方式合成的产物粒度较小，平均直径为6 nm，比表而积为140 m2/g。桂阳海等分别在Na2WO4溶液和Co(NO3)2溶液中加入CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)，得到钨酸沉淀和钻酸沉淀，再将沉淀物转移至反应釜中水热反应12 h，得到掺CO纳米WO3.通过水热法合成的掺杂WO3粉末具有粒径均匀、纯度较高、结晶性良好等优点。

1.2.2溶胶-凝胶法

与其他制备方法相比，溶胶-凝胶法工艺简单，设备成本低，反应过程可控，且便于规模化生产薄膜材料;但由于产物烘干后易形成硬团聚，同时反应时间过长，该法的应用受到了限制。该法主要分为两步:首先利用溶质与溶剂间的水解反应，使金属盐或无机盐溶解于溶剂中，通过缩聚反应使水解产物重新聚集成纳米级粒子，形成溶胶;溶胶经陈化、聚合形成凝胶;凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。研究人员根据溶胶的特性并结合不同的工艺参数，可合成各种各样的纳米级粉末、薄膜等材料.Zayat等采用溶胶凝胶法合成掺Pt的WO3薄膜，过程如下:在Na2WO3溶液中通过离子交换得到H2 WO4溶胶，再将K2(PtCI4)加入溶胶中，并加入丙酮减缓凝胶过程，随后将玻璃基板浸入溶胶，即得具有良好的光学性能和机械强度的掺Pt的WO3薄膜。

1.2.3沉淀法

沉淀法通常分为共沉淀法和化学沉淀法，共沉淀法一般用于合成小粒径的掺杂复合氧化物。Lee等采用共沉淀法制备WO3 /TiO2复合氧化物:将氨水和适当的表而活性剂溶解于WCl6和TiC14(质量分数4%)的水溶液，从而生成W(OH)6的沉淀，锻烧后得到纳米粒径的W O3/TiO2.Xia等采用化学沉淀法制备掺Cu的WO3粉末:往水合钨酸钠中加入去离子水，滴入盐酸至白色沉淀物生成，立即加入HAuCI4.4H2 O，调整pH值后静置，然后加入CTAB形成白色絮状沉淀，超声清洗40 min，过滤并去除沉淀物表而残留物后，将沉淀物锻烧得到Au掺杂WO3粉末。

沉淀法制备的纳米粉末的粒径分布较均匀，但由于所得沉淀物中往往包含较多的结晶水，在干燥时易产生硬团聚，以致粉末结构被破坏。

1.3气相法

1.3.1物理气相沉积

物理气相沉积(PVD)一般有溅射镀膜法和蒸发镀膜法两种。溅射镀膜法通常采用磁控溅射，其原理是:利用高能粒子束轰击靶材表面，使靶材表面的原子摆脱原子间的束缚逸出;采用一定方向一定强度的磁场可控制逸出的原子或二次电子，使其以轮摆线的形式规则运动;通过将原子或二次电子束缚在靶材表面，可使辉光维持而进行溅射。蒸发镀膜法主要采用电子束蒸镀，其原理是:利用高能电子束对靶材表面进行轰击，使材料表而产生极高的温度，从而使材料由固态直接升华到气态，并沉积到工件表而形成薄膜。

胡明等为了研究WO3薄膜的气敏性，在未抛光的Al2O3基片上，采用直流反应磁控溅射法制备了纳米级WO3薄膜。Chatchawal等以WO3和CNT的混合粉末为原料，采用电子束蒸镀法在A12 O3基板上制得NWCNT掺杂WO3薄膜。物理气相沉积是实验室中较为广泛采用的制膜方法，与其他方法相比，其合成薄膜的速度较快，薄膜纯度较高，表而均匀性较好，且可将一些高熔点反应物用于掺杂WO3薄膜的制备，但反应仪器成本较高，因而不适用于规模化制备薄膜材料。

1.3.2化学气相沉积

化学气相沉积是在反应室中使气体与原料间发生化学反应，生成物经过成核、生长，最后沉积在衬底上形成薄膜的工艺方法，可分为真空CVD、常压CVD、低压CVD、等离子体增强型CVD等。杨眉等以荃青石蜂窝陶瓷为基体，采用CVD技术负载TiO2载体，沉浸于V、W化合物溶液中，最终制备出V2 O5 –WO3/ TiO2催化剂。采用CVD方法制备WO3薄膜，可得到高纯度的薄膜，且能完全控制WO3的形貌，但成本高，不适用于大规模制备。

2掺杂氧化钨的功能特性

对于一定的纳米级基体材料，在低浓度掺杂条件下，掺杂元素一般以固溶体形式进入基体晶格，不会改变基体的晶格结构。但在高浓度掺杂条件下，基体与掺杂剂可能形成复合化合物，从而改变基体的晶格结构，相应地改变材料的特性。氧化钨材料通过合理地掺杂不同的元素，可使其结构和功能特性得到明显改善，如调节其吸收光谱，提高其电致变色性能、气敏性、催化性能等。

2.1电气变色性能

2.1.1 Ni掺杂氧化钨

Ni掺杂可适当地降低WO3的极化电压，并提高WO3薄膜的稳定性和着色性能。Ni一般以杂质原子的形式进入WO3晶格中，在WO3中有一定的固溶度，形成置换固溶体，从而改变WO3的晶格结构及其性能。黄佳木等以磁控溅射法制备Ni掺杂WO3，研究结果表明掺杂Ni后，WO3的可见光透过率降低而着色性能提高，且在低浓度掺杂时效果更明显，而在高浓度掺杂时效果降低;最佳Ni掺杂量在7.7%左右。

2.1.2 MO掺杂氧化钨

张旭苹等以MoO3掺杂氧化钨制备了纳米薄膜，并对其电致变色性能进行了测试，结果表明:与纯氧化钨纳米薄膜相比，Mo掺杂氧化钨纳米薄膜具有更高的电致变色响应速率和着色效率，且其光吸收峰的位置向高能方向移动。

2.1.3Ti掺杂氧化钨

Ti的原子半径与W的原子半径相差不大，因而当采用Ti掺杂WO3时易发生置换反应，从而改变WO3晶格结构，使其晶体缺陷减少。向氧化钨中掺杂TI，可改变其电致变色性能，使其电响应速度加快，循环使用寿命延长。胡远荣等采用磁控溅射法制备T1掺杂氧化钨薄膜，测试结果表明，T1掺杂纳米WO3薄膜的晶化程度降低，晶粒细化，晶格结构变疏松，从而其离子抽出和注入的通道大大增多，电响应速度提高，且循环使用寿命提高了4倍以上，但其可见光透射率与未掺杂的相比有所降低。Karuppasamy等采用共溅射法制备了TI掺杂WO3，发现改变反应条件如增加氧气室的压力，可使WO3薄膜的能带位置发生移动，由3.07 eV增至3.24 eV，同时折射率发生变化，从而改变其电致变色性能;当氧气室的压强为0.4 Pa时，薄膜的结构、形态、光学和电致变色性能得到了最大的改善.2.2气敏性

2.2.1 ZnS掺杂氧化钨

由于ZnS是N型半导体，其化学键呈离子键向共价键过渡的性质，因而具有一定的方向性，WO3可通过掺杂适量ZnS而改善自身的气敏性。魏少红等通过沉淀法合成了ZnS-WO3纳米粉末，研究了其对H2S气体的灵敏度、选择性以及响应恢复速率;研究结果表明，适量的ZnS掺杂可提高WO3纳米粉末对H2S的灵敏度，当ZnS掺杂量为1.0%时，此性能与纯WO3相比得到最大的提升。

2.2.2贵金属掺杂氧化钨

N02、丙酮气体是化工场所空气污染的主要来源，因此这些气体的检测日益受到重视，而过渡族金属氧化物，由于其在气体敏感性方而的优异性能，己成功应用于气体的检测。为了使WO3具有更好的气敏性，研究人员通过掺杂等方法对其进行改性研究。曾庆丰等以WO3粉末为原料并加入一定量的Pt，采用固相烧结法制得旁热式气体敏感元件;添加不同含量的Pt优化了材料的气敏性，测试结果表明，将0.5%的Pt粉掺入氧化钨，所得气敏元件的灵敏度增强近8倍，响应时间减少约60%，相应的恢复时间则缩短近88%。Hiroharu等采用直流溅射法在WO3中分别掺杂Pt、Pa及Au制备气体传感器.2.3光催化性能

2.3.1掺杂氧化钨

为提高氧化钨的光化学稳定性，刘华俊等通过共沉淀法向WO3中掺杂Tb+3，增强了氧化钨的结晶度，使其表而生成少量的Tb6WO12，对可见光的吸收增强，从而提高了WO3对可见光的利用率以及对罗丹明B的降解率;此外WO3抗光腐蚀能力增强，为其光催化降解有机物、治理环境污染提供了可能。Chang等以氯化钵和氯化钨为前驱体，通过水热法制备了Ce掺杂WO3纳米材料，并将其用于染料甲基橙的可见光催化降解;研究结果表明，随着W与Ce的质量比降低，所得产物形貌由一维纳米线逐渐转变为团聚状颗粒，当W与Ce的质量比为15：1时，所得复合材料对水体中的甲基橙有着最高的光催化降解效率。Shibin等以氯化钨和氯化钻为原料，由水热法获得了不同形貌的Co掺杂氧化钨，证实了Co掺杂对产物形貌有着明显的控制作用，且Co掺杂WO3与纯WO3相比有着更高的光催化活性。

2.3.2 掺杂氧化钨

纯氧化钨金属性较弱，故其光催化性能极不稳定。为了提高氧化钨光催化性能的稳定性，通常可采取细化晶粒、提高比表面积以及掺杂等手段对其进行改性。李慧泉等利用浸渍法制备催化剂，随后对其进行了光催化测试，结果表明光催化剂的紫外光及可见光催化活性均随含量的增加先升高后降低，催化剂具有明显更高的紫外光和可见光催化活性以及轻基自由基形成速率;掺杂同时提升了氧化钨光催化性能的稳定性。

Xu等通过混合锻烧的方法获得了掺杂氧化钨材料，并将其应用于染料X3B的光催化降解;不同的锻烧温度以及不同的Fe2 O3掺杂量对氧化钨的光催化活性均有较大的影响，其中Fe2 O3含量为1%、经400度锻烧得到的复合材料的催化活性最高，电子顺磁共振检测结果表明，该复合材料受光激发后产生的轻基自由基数量显著上升，由此可推断氧化铁与氧化钨之间存在电荷迁移，二者耦合促进了光生载流子的分离，从而使材料的光催化活性提高。

3结语

氧化钨作为一种宽带系的N型过渡族金属氧化物，在电致变色、气体传感、光催化等方而具有良好的特性，且通过掺杂的方法可提高其电致变色、光致变色、气体传感、光催化等性能，从而使其广泛地应用在气体传感器、电致变色器件、光催化试剂等领域。纳米时代的到来，标志着今后对氧化钨的研究重点将集中于制备高纯度、稳定性好、粒度小的纳米级掺杂氧化钨粉末或薄膜材料，以及不同因素对其掺杂改性的影响。因此，研究人员需致力于掺杂氧化钨的微观结构形成机制的探讨，以及掺杂工艺、掺杂元素、掺杂量的确定，从而优化掺杂氧化钨的各项性能。

第二篇：体育教学方法的不同功能特性分析

体育教学方法的不同功能特性分析

摘 要 每种体育教学方法都兼有教学性、教育性、技术性、技能性、方法性等多元化教育教学功能，只有充分地认识、把握和发挥体育教学方法的各种功能，才能获得事半功倍的教学教育效果。

关键词 体育教学方法 功能 特性 分析

中图分类号：G633.96 文献标识码：A

1教学性

体育教学的过程是一个典型的教与学的过程。体育教师根据教学内容，选择或优化组成一套具有科学性、针对性、合理性的教学方法，去逐个地教会学生。这一教学过程既使学生掌握了所学的体育教学内容，同时又习得了一套体育教学方法的教?W过程，体现出体育教学方法的教学性功能特性，再加上体育教师规范、漂亮的示范，精辟、易懂的讲解，合理、有序的组织练习等，不仅有利于学生对教学重要性的充分认识和体验，更能彰显出体育教师教学的艺术性等。另外，体育教学方法的教学性功能特性还体现在传道、授业、解惑的每一个过程或环节中，体育教师在体育教学中不仅要通俗易懂地讲授所选用教学方法的本质组成或构成的道理依据，又要传授应用该方法的具体步骤、策略，同时还要精确地解惑学生在体育教学方法学习的过程中所遇到的各种问题等，充分体现出体育教学方法在教师教与学生学的双边互动的教学性功能特性。

2教育性

教学的过程即是一个教育的过程，也就是说，在运用体育教学方法“教”的同时，还存在“育”的功能作用。学生在体育教学内容或方法的学习过程中，必然的会涉及一系列的如学习情绪、学习态度、学习认识或学习行为等主观因素，而这些因素又深刻地影响着体育教学方法的施展，因此，体育教师要确保体育教学的有效进行，就要营造或控制好学生的主观状态，这就需要体育教师对学生施以学习思想教育或学习目的性教育，如学习要求、学习思想动员、相互保护与帮助、运动安全教育等，而此教育的过程，正是体育教学方法所蕴含的教育性功能特性的一种具体体现。

3技术性

技术性的功能是体育教学方法应用过程最常见的，同时也是最主要的教学功能。在具体的体育教学过程中，尤其是体育运动技术、技能方面的教学，一整套（或称之为整单元）的教学动作通常会被分解为若干个，甚至十几、几十个分解（小单元）动作来逐个掌握并最终组合完成，而事实上，一个个的分解（小单元）动作都是由一个个体育教学方法的外延所衍生或内涵所衍化，也就是说，体育教师所设计的一系列体育教学方法中的每个教学方法实际就是一个个较为简单易学的技术性系列动作。而这其中蕴含着体育教学方法运用的技术性功能特性，即哪些方法该用，如何用，哪些方法不该用，哪些方法先用又或者后用等。同时，教学动作的学习过程事实上也是体育教学方法的技术性的学习过程，也由此体现了体育教学方法所蕴含的的技术性功能特性。

4技能性

任何一种教学方法具有一定的目的性和针对性，也由此反映了它的功能局限性。体育教学方法亦是如此，它只适用于体育教学中某种或某一特定的教学环境，而在另一种教学环境下或一旦超出它的应用范围，它将难以发挥其应有的功能和作用，这就要求体育教师在体育教学方法的运用中必须掌握其技能性，即掌握发挥体育教学方法功能的技能。体育教师充分掌握和运用体育教学方法的技能性，不仅可以针对某些体育教学内容而灵活多变地、适时地运用各种体育教学方法，更重要的是体育教师能根据各种教学内容来寻巧去拙、弃粗取精、取长补短地优化组合各种体育教学方法。由于每一种体育教学方法都有其针对性和局限性，因此，体育教师势必要熟稔并掌握每一种体育教学方法的功能及局限，才能充分掌握和运用体育教学方法的技能性。

5方法性

体育教学方法的方法性功能特性，需要从哲学角度以辩证思维来认识。古人云：“授之以鱼，不如授之以渔。”体现了古人对教学方法运用的重视程度，也深刻揭示了教学方法之方法性的重要性，很有一定的方法论思想及逻辑性和哲理性。从马克思主义哲学的方法论观点来看，方法分三个层次，即高层次方法、中层次方法和低层次方法。“授之以鱼”为低层次方法，而“授之以渔”则为中层次方法，那么高层方法应怎样体现或者说体现在哪里？研究认为，应为“授之以心”，即心灵上某种思想的传授或启迪。这是因为体育教学的最终目的是育人，任何形式的体育教学方法都要从心灵上某种心理活动为出发点来完成。因此可以说，授之以鱼，不如授之以渔，然授之以渔，不如授之以心。事实上，每种体育教学方法都存在着“授之以鱼”、“授之以渔”和“授之以心”这三层具有一定系统性、层次性、规律性和逻辑性的方法论内涵。这就是体育教学方法的方法性特性。

6结语

在素质教育、终身体育以及《课程标准》已得到全面实施的教育背景下，体育教学内容变得越来越广泛和丰富多彩，而相对应的，对体育教师运用体育教学方法的能力水平要求也越来越高。体育教师只有充分地、深入地认识、掌握体育教学方法的各种功能特性，才能有效地、出神入化地运用和创造各种体育教学方法，体育教学的效果才能得以提升，也才能获得更多的教学效益。

参考文献

[1] 李政涛.从教学方法到教学方法论[J].教育理论与实践,2008(11):32-36.[2] 李启迪,邵伟德.体育教学基本理论研究[M].北京:北京师范大学出版社,2014.[3] 汪馥郁.教学方法论导论[M].北京:中国经济出版社,1990.[4] 倪志安.马克思主义哲学教育方法论研究[M].北京:人民出版社,2006.

第三篇：水性涂料用功能矿物粉体材料研究进展及评价

水性涂料用功能矿物粉体材料研究进展及评价

孙亚光，余现秀

（国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，郑州 450006）

[摘要]介绍了功能矿物粉体材料沸石，电气石，蒙脱石，蛭石在水性涂料中的应用，对矿物材料和涂料的性能及研究进展进行了评价。

[关键词]沸石，电气石，蒙脱石，蛭石，涂料

1、前言

水性涂料是涂料家族中的重要类型，有别于有机溶剂的油性涂料系列，其是以水做分散溶剂的多种系列涂料的总称，按成膜物质不同又可分为丙烯酸，醋酸乙烯，苯乙烯，有机硅，氟树脂等的均聚、共聚或共混系列，主要用八建筑装饰用内外墙涂料，其应用同人类的生存环境密切相关。随着建筑业作为我国国民经济支柱产业地位的确立和人民生活水平的不断提高，水性建筑涂料的品种，产量和用量不断增加，其功能和质量近年来倍受人们关注。据有关资料报道，国内水性建筑涂料产量已达涂料总量的40%。

水性涂料按使用性质可简单分为普通装饰性涂料和功能装饰性涂料两类，其中，功能装饰性涂料不仅具有普通装饰性涂料的装饰功能，而且赋予涂料一些特殊功能。在水性涂料、防火涂料、防水涂料、防霉涂料、防蚊蝇涂料、耐热涂料、弹性涂料等，能用做增加涂料特殊功能的物质也很多，但功能由矿物粉体材料产生的功能装饰性涂料现主要有抗菌涂料、负离子涂料、环境净化涂料、耐候性涂料等，在涂料中发挥功能的主要典型矿物粉体材料有沸石、电气石、蒙脱石、蛭石等。

功能装饰性涂料不仅为消费者提供了新的产品和消费理念，也拓宽了水性涂料的应用范围，增大了建筑水性涂料的实用性和产品档次，提高了水性涂料在建筑装饰材料中的地位和作用，同时也为涂料生产企业带来了较好的经济和社会效益，相应也带动了上游矿物功能材料加工业的发展。

2、水性涂料用典型功能矿物粉体材料品种和作用

2.1沸石

2.1.1沸石的结构

沸石是由硅氧四面体在三维空间呈骨架排列、相连构成立体结构的矿物，硅氧四面体中的部分硅可被侣置换，硅、铝四面体由共用氧搭桥相连形成集合体，不同铝、硅置换比率和连接方式形成特殊的微孔和通道，构成了结构不同、品种繁多的天然或合成沸石矿物（如党见的A型、X型、Y型、Z型沸石等）；同时，也由于硅、铝置换，使集合体带一定量的负电苛；为了保持集合体电苛平衡，在微孔和通道内吸附了一定量的NA+、K+、CA2+等金属离子，但这种吸附离子间的作用力较弱，孔道已吸附离子可被其他更加稳定的CU2+、Zn2+、Ag+、C2+、Hg2+等重金属离子置换，这种置换后的产物为沸石具有抗菌作用打下了基础。

沸石孔道中离子的吸附和交换受沸石硅铝比组成、结晶体构造、比表面积、阳离子种类及位置、吸附和交换环境等因素制约，不同沸石对不同金属离子间的交换有一定的选择性和饱和性。以Y型沸石为例，用Li+、K+、Ag+都可以完全取代沸石孔道中的NA+，而用RB+、CS+只能进行部分取代；在交换度大于68%时，Y型沸石对一价阳离子的选择性交换顺序为：Ag+>Na+>K+>Li+等。

2.1.2沸石在水性涂料中的作用

经重金属交换处理后的沸石在水性功能涂料中主要用来做抗菌涂料，其抗

菌原理是利用沸石载体带入的CU2+、ZN2+AG+、CD2+、Hg2+选择重金属离子使细菌微生物机体结构变性，可抵制或杀灭细菌在涂料涂层表面的生长，达到使用抗菌涂料保持涂屋自清洁和使环境被净化的目的。由于沸石特殊的微孔结构及所载金属离子同骨架的选择性结合，起抗菌作用的金属离子在涂料涂刷后能以一定的速率缓慢释放，达到使涂层具有长期抗菌的作用。用沸石载体制备的抗菌剂具有抗菌广谱、持久、安全、稳定性好等特点，为抗菌涂料批量生产提供了优质、经济的原料，也促进了抗菌矿物研究的产业的发展。

2．2电气石

2．2．1电气石的组成和结构

电气石是一种同A1、Na、Ｃa、Ｍg、Ｂ和Ｆe等元素组成的含水和氟等的环状硅酸盐晶体矿物，多产于伟晶岩及气成热液矿床中，其通过可表示为

XY3Z6SiO18（BO3）W4，式中X=Na、Ca、K，Y=Mg、Fe、Mn、Al、Li，Z=Al、Fe、Cr、Mg，W、OH、F、O等，同时矿物构成中也包含一些微量元素，电气石矿物化学成分非常复杂，被称为“自然界垃圾桶矿物之一”。根据富含元素含量，可将电气石分为铁电气石、镁电气石、锂电气石等，并且某些类型的电气石之间还存在固熔现象。

由于电气石结构中六元环的六个硅氧四面体顶角指向同一方向，使电气石具有独特的异级对称结构，能产生类似于磁铁磁极的自发电极，其典型表现为具有热电性和压电性，其强度和方向可以被测量和观察。

2．2．2电气石在水性涂料中的作用

电气石的永久电极能使涂料和环境中的水发生电离，产生OH-和H+，OH-同水分子结合形成水合羟基离子OH-（H2O）n(n约为8~10)，即为空气负离子；水电离产生的H+一种途径是在电极上形成H2放出。其余部分吸收水分子形成水合氢离子进入空气中，使体系负离子量高于正离子量。电气石产生的负离子可吸附空气中的粉尘、有害气体（如甲醛、苯、有机等），并使有害物质降解，达到净化空气、改善环境质量的目的；同时，电气石的电场也可以强化纳米TiO2的光催化效应，增加羟基自由基的产生量，具有扩菌、杀菌和交货空气中含有害气体的双重作用；此外，电气石也具有发射远红外线的功能，环境中适量的远红外线可以被除数人体皮下组织吸收和产生共振，促进人体血液循环，有利于人体健康，目前市场上起类似作用掺加电气石的建筑材料和保健纺织等已得到广泛的应用，作用等到人们的认同。

2．3蒙脱石

2．3．1蒙脱石的结构

蒙脱石是以二个硅氧四面体夹一个铝氧八面体构成单位晶胞、并在二维方向上连接成片在Z轴方向以一定厚度叠加而成的层状矿物，主要存在于膨润土、累托石等层状或混层状硅酸盐粘土矿中，能直接或提纯后使用。由于蒙脱石晶胞四面体中的硅被铝、八面体中的铝被镁同晶转换，使片层表面具有过剩的负电荷，并通过层间吸附Na+、K+、Ca2+、Mg2+等阳离子使晶胞电荷平衡，形成了平衡的双电层构。但这种吸附作用力较弱，层间阳离子很容易被其它浓度高、稳定性更强的无机或有机阳离子置换，使蒙脱石片层结构能被进一步膨胀、分散、剥离，甚至解离分散为单元片层结构，使分散后的蒙脱石比表面积急剧增大，也使使用体系的凝胶、耐热等性能发生较大的改变。

2．3．2蒙脱石在水性涂料中的作用

蒙脱石在水性涂料中能起到不同的作用功能，以水性功能装饰涂料材料为

例，由于蒙脱石膨胀、解离后比表面积的急剧增大，使蒙脱石的二维薄片具有较强的结构排列有序性，并发生偏光将就和层间结晶水对光的干涉效应等，强化了蒙脱石对紫外线的吸收，能作为耐热性较差的涂料成膜层和颜料屏蔽保护剂，在耐候性外墙涂料配方中已得到较好的应用。

同时，同沸石的抗菌机理类似，蒙脱石所带的层间离子也能用Cu2+、Zn2+、Ag2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子交换，生成具有缓释作用的抗菌功能性蒙脱石，但蒙脱石蒙脱石层间交换上的重金属离子同片层的结合力较沸石中离子弱，易于游离出来并被除还原，使抗菌功能减弱，并易使体系变色。因此，用蒙脱石做载体具有较好的抗菌作用的抗菌剂一般使用重金属络合物的盐做抗菌离子交换剂，其能有效控制抗菌组分的匀速溶出，这样改性的蒙脱石也用来制备抗菌涂料。此外由于分散后蒙脱石层而的负电性和边沿的正电性加强，片层可形成“Z”字型连接的搭接结构，能使分散系的凝胶性能发生较大变化，经特殊处理后甚至可形成很高粘度的无机凝胶体，利用此特性，处理后的蒙脱石在水性涂料中可部分或完全替代价格较高的羧甲基纤维素类有机增稠剂，使体系保持较高的粘度，用其配制的水性涂料具有成本较低的特点。

2．4 蛭石

2．4．1 蛭石的结构

矿物学所指的蛭石是其结构单元层同蒙脱石类似的2：1型层状矿物，但差别为其硅氧四面体和铝氧八面体中的硅、铝分别被更多的铝、镁及铁转换，转换使晶胞具有更高的层间负电荷，层间能平衡更多的可交换性阳离子和水分子；层间水分子既以氢键与结构表面的氧搭桥相联，又彼此间以弱的氢键相互联结，同时又围绕层间阳离子形成配位八面体。此外，层间存在的大量水既有利于层间离子的交换，也使蛭石受热时体积急剧膨胀。

而工业上通过所指的“蛭石”包括矿物学意义上的蛭石，以及同金云母、黑云母和绿泥石以规则或不规则间层结合的类云母状硅酸盐矿物，其共同特征是结构中均含有纯矿物蛭石晶层，蛭石的结构和特性使其成为可功能应用的矿物粉体材料品种。

2．4．2 蛭石在水性涂料中的作用

蛭石由于特殊的间层结构，具有保温、隔热、隔音、抗菌、耐冷等优良性能，已大量用于轻质保温材料。其在水性涂料中的应用则同沸石、蒙脱石的抗菌作用类似，当用Cu2+、Zn2+、Ag2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子与蛭石层间离子交换时，也形成具有缓释作用的抗菌蛭石。由于蛭石的层间电荷比蒙脱石高，用蛭石制备的抗菌蛭石具有抗菌范围广谱、作用持久、制品颜色稳定性好、无毒无刺激、成本低等特点。用矿物粉体材料制备的功能性水性涂料研究进展及评价

3．1 水性抗菌涂料研究进展和评价

现以沸石、蒙脱石、蛭石为抗菌成分载体制备的抗菌水性涂料抗菌元素主要集中等特点，并在水性抗菌涂料中部分已得到广泛应用，但也存在着一些问题，表现在以下方面：

1)抗菌元素的选用问题

虽然现在大部分抗菌剂主要选用银做抗菌成分，但用银做抗菌的成本相对较高；同时Ag+的稳定性稍差，易被转化为金属银使制品变色；Ag+也容易同环境中大量的带Cl-的物质作用生成丧失活性的AgCl，使体系抗菌性能降低。

对其它抗菌成分的选用问题一直是抗菌剂制备的研究热点，如锌系抗菌剂虽然没有银系抗菌能力强，但也有较高的搞菌活性，其优势是成本低、制备颜色稳定性好。各种抗菌成分的合理使用和有效组合是制备抗菌作用强、稳定性好的新型抗菌剂的发展方向。

2)抗菌载体的特性

目前沸石用的载体多为合成产物，其具有纯度高、白度高、离子交换能力强、性质稳定性好等特点，但由于合成产品成本高也限制了其使用。从天然沸石矿资源中选取性能稳定、品质好的沸石资源是抗菌涂料行业的发展要求。我国有丰富的蒙脱石、蛭石资源，但这些天然矿物的白度与装饰性涂料的要求有一定的差距，以蒙脱石、蛭石为载体制备的抗菌涂料主要用于深色系列抗菌涂料产品。

3)抗菌剂与涂料其他成分的相容问题

涂料是复杂的多元物质复配体系，除量大的成膜物质外，其必不可少的助剂还有分散剂、成膜助剂、增稠剂、消泡剂、流平剂、防腐剂pH调节剂，添加的抗菌剂应同涂料其它组分有良好的相容性，抗菌组分在体系中的作用状况以不影响其他的性能为前提。

3．2 保健和净化水性矿物涂料以添加电气石的负离子环保型涂料为代表，是近年来的研究热点。电气石由于具有自发极化效应，其在涂料中使用后能长期向环境释放（OH-（H2O）n结构的负离子，而负离子对环境的净化和人体的保健作用已得到人们的认可，国内市场已有负离子涂料销售，负离子涂料已成为目前生产企业失去产品销售新的突破口。但是，目前负离子涂料的研究和生产中也存在一些问题，表现在以下方面，需要行业进行技术规范和协作加以完善，以促进这种新型涂料和产业的发展。

（1）无规范的行业标准

负离子涂料对环境和人体的重要净化和保健作用是由负离子发生量决定的，但目前由于研究和推广应用的前沿性，所用的检测仪器和检测方法的稳定性、重现性急需规范、统一，标准化工作应及时配套，以利于规范评定产品性能的评价，不使“负离子”品牌沦为商家推销产品的一个卖点。

（2）负离子强化粉体基础研究进一步完善

由于电气石结构的复杂性，使不同组成和产地的电气石负离子发生量有较大差别，添加负离子发生剂的产品实际应用效果还远远达不到使人明显感觉“心旷神怡”的程度。国内目前在此此研究实力较强的中国建筑材料研究院采用添加纳米TiO2、稀土氧化物、稀土复合盐同电气石粉体负离子发生效果，但从其公开的强化粉体配比技术资料看，稀土氧化物或稀土复合盐同电气石的混用比例均较高，有的甚至明确电气石/稀土氧化物质量比为1：2，稀土氧化物配比量已超过电气石量，经过处理的复合粉体报道有较高的负离子发生量，但资料未报道同样条件下其所用纯稀土、纯电气石的单项检测结果，因此，用稀土等复合制备的电气石复合粉体负离子发生量指标较高的主要原因值得进一步落实和商榷。

（3）电气石粉体色泽的局限性

用做负离子发生剂的电气石主要为非宝石级，色泽多为黑色或深灰色，而做为内墙装饰用的室内涂料色泽一般较浅，使深色的电气石功能粉体在涂料中的添加量从涂料色泽角度考虑受到较大限制，其在浅色涂料中的使用量很有限，使负离子最佳功能效果发挥难度较大，因而，浅色、高强负离子粉体研究和应用有较大的市场。

（4）电气石粉体同涂料组分的相容性

同其它功能涂料配方类似，纯电气石粉体或复合粉体同涂料组分也存在一定的相容性问题，如从粉体自身角度考虑，粒度越小、比表面积越大，负离子释放效率越高；但超细粉分散在涂料体系中后，一是容易被成膜物质完全包裹，减弱其负离子量，二是其遮盖力较强，使其在浅色体系中的添加量受到更大的制约，负郭发生量降低；此外，还要考虑电气石同其他物质相互作用的影响问题等。

3．3水性耐候性涂料的研究进展和评价

采用蒙脱石类层状矿物改性制备的高耐性外墙具有成本低、耐老化性能好、使用方便等特点，据报道能达到用纳米SiO2制备的耐候性外墙涂料的老化指标，并且使用时比纳米SiO2易于分散，能以粉剂或浆料形式加入，而成本仅为纳米SiO2的1/3，具有较好的市场推广空间。同时，分散后的蒙脱石具有较高的粘度，也能减少涂料体系中耐候性较差的有机增稠剂的用量，利于涂料生产和施工。但处理后的蒙脱石同纳米SiO2相比，由于是直接采用天然粘土矿物加工，矿物的色泽较深，做外墙涂料添加剂使用时虽然不象内墙涂料对原料色泽要求那样窄，但配料时要随时注意所用矿物色泽的变化，及时调整涂料配方，以保持涂料色调和耐老化性能的一致。

同时，在耐候性涂料的研究和生产中，新的品种更加注重赋予涂料多种功能的协同性，如耐性涂料同时也具有抗菌性，自洁性、抗污染性等，其高抗污染的原理之一是利用涂料的自动分层作用和结合纳米材料在涂料中的应用，制得一次涂装但面层和底层有不同组成和结构的涂膜，其面层涂层因具有较高的附着力，因而具有较高的抗污染和持久耐候和综合性能，其研究内容和深度具有较大的开拓空间。

4结语

综上所述，利用矿物粉体材料制备的沙发功能涂料具有较好的市场容量和发展空间也是生产企业提高产品质量、拓展服务功能、降低产品成本、营造新的经济增长点的必然要求；同时，高品质的产品回应了消费者对涂料产品功能的更高需求；水性功能矿物涂料的发展也将带动非金属矿物粉体材料行业的发展和技术进步，能为矿物加工带来较好的经济和社会效益。

第四篇：混沌论文：混沌序列特性分析及混沌同步技术研究

混沌论文：混沌序列特性分析及混沌同步技术研究

【中文摘要】混沌现象是在非线性动态系统中出现的一种确定性的、类似随机的过程,这种过程非周期、是一种貌似无规则的运动,不收敛但有界,且对初始值具有极其敏感的依赖性,这些独特的性质使得混沌在保密通信、扩频通信等领域具有很好的应用前景。随着对混沌现象研究的深入,混沌同步成为这一领域的关键课题。本文介绍了混沌的一些基本理论,包括混沌的定义、研究现状、混沌的映射以及混沌的几种典型应用。分析了四种典型混沌序列的统计特性,包括吸引子、李亚普诺夫指数、倍周期分岔、分形与维数、相位特性、功率谱特性、平衡性、游程特性、相关特性,并给出了仿真结果。介绍了线性复杂度的定义,研究了Massey算法、经典的测度熵(K-S熵)算法、近似熵(ApEn)算法、排列熵(PE)算法、原生系数(IPP)算法以及Lempel-Ziv复杂度算法,并对四种典型的混沌映射的复杂度进行了详细的对比分析,给出了各种算法复杂度分析的数值。介绍了混沌扩频通信的基本原理,提出了一种新的混沌扩频序列优选算法,并将产生的优化混沌扩频序列应用于DS/CDMA系统中,分别在不同干扰下进行了仿真,结果表明本文方法产生的优化混沌扩频序列的性能得到了很大地提高,能提供的系统容量较大,且具有很强的抗干扰能力。系统地研究了驱动—响应同步法、相互耦合同步法、关联耦合同步法以及主动—被动同步法等几种常见的混沌同步技术,包括它们的基本原理以及实例仿真。针对混沌测距系统的具体应用,设计了基于数字匹配滤

波器的混沌码捕获与跟踪方案,并利用该方案设计了两种混沌测距的系统,验证了利用该系统进行测距的可行性,讨论了测距的工作过程、捕获时间和测距精度。

【英文摘要】Chaos is a convinced and similar random process that appears in the nonlinear system.It is also a non-periodic and irregular process.It is not convergent but has a bound, also it is sensitive to its initial values.For all these specical properties, chaos has good application prospect in the field of secure communication and spread spectrum communication.With the deepening studying to the chaos phenomenon, chaotic synchronization has become the improtant subject in this filed.This paper introduces the basic theories of chaos including the definition of chaos, the development of chaos technology, chaotic sequences map and their typical applications.Then the statistical properties of the four kinds chaotic sequences are analyzed, including attractor, Lyapunov exponents, bifurcation diagrams, fractal and dimension, phase characteristics, power spectrum characteristics, balance, run-length features, correlation, and the simulation results are given.The definition of linear complexity is introduced.The Massey algorithm, classical K-S entropy algorithm, approximate entropy(ApEn)algorithm, permutation entropy(PE)

algorithm, index in primitive production process(IPP)algorithm and Lempel-Ziv complexity algorithm are studied.The complexities of the four kinds chaotic map are compared and analyzed.The values of various complexity algorithms analysis are given.The basic principles of chaotic spread spectrum communication are introduced.A new optimized selection algorithm of chaotic spread-spectrum sequence is proposed, and the optimal improved chaotic sequences are applied to DS/CDMA system in the presence of AWGN and different kinds of jamming.The results show that the chaotic spread-spectrum sequences generated by the proposed method have better correlation performance, larger capacity and excellent anti-jamming ability.Several chaotic synchronization technologies are studied, including PC synchronization, coupled synchronization, associated synchronization and active-passive synchronization.Their basic principles and the example simulation are given.For the specific applications of chaotic ranging system, based on digital matched filter to achieve chaotic acquisition and tracking, two chaotic spread spectrum ranging schemes are designed, and their feasibilities, ranging processes, acquisition time and ranging accuracy are analyzed and validated.【关键词】混沌 扩频通信 复杂度 优选算法 混沌同步

【英文关键词】Chaos Spread Spectrum Communication Complexity Optimization Algorithm Chaotic synchronnization 【目录】混沌序列特性分析及混沌同步技术研究3-489-1210-11英文摘要

4绪论8-14

中文摘要

1.1 引言1.2 混沌的研究现状8-91.3.1 混沌的定义9-10

1.3 混沌映射及其应用1.3.2 混沌序列的产生11-12

1.4 本文的1.3.3 混沌的几种典型应用

12-14结构及主要内容安排14-3416-1819-2021-2225-26混沌序列的统计特性分析

2.2 李亚普诺夫指数

2.4 分形与维数2.6 功率谱特性2.8 游程特性

2.9.1 混沌序列相关函数2.1 吸引子14-162.3 倍周期分岔18-192.5 相位特性20-212.7平衡性22-252.9 相关特性26-32的定义26-2727-3234-46

2.9.2 四种混沌序列相关函数的仿真分析混沌序列的复杂度算法研究

3.2 混沌序列的复杂度2.10 小结32-343.1 线性复杂度34-36表示方法36-4336

3.2.1 经典的测度熵(K-S熵)算法

3.2.3 排列熵(PE)

3.2.5 4 混沌3.2.2近似熵(ApEn)算法36-38算法38-403.2.4 原生系数(IPP)算法40-42

3.3 小结43-46Lempel-Ziv复杂度算法42-43

序列的优选算法研究46-47

46-564.1 DS/CDMA混沌系统

4.2.1 4.3 优5.2 4.2 混沌序列的优选准则和流程47-52

4.2.2 仿真验证51-52优选准则和流程47-51选后混沌序列误码率性能分析52-55混沌同步技术研究

56-76

4.4 小结55-56

5.1 混沌同步的定义56

5.2.1 驱动响应同步法几种常见的混沌同步方法56-6756-585.2.2 相互耦合同步法58-615.2.3 关联耦合5.3 混沌同步法61-645.2.4 主动被动同步法64-67扩频测距系统的方案设计67-7567-6973-75总结76-77献80-84目录84果目录84 5.3.2 测距方案69-735.4 小结75-76

6.2 展望77-78附录

5.3.1 匹配滤波器捕获

5.3.3 方案仿真

6.1 参考文总结与展望76-78

致谢78-80

A.作者在攻读学位期间发表的论文B.作者在攻读学位期间参加的科研项目及取得的成

第五篇：高分子材料改性用金红石型纳米Tio的制备及表征论文

创先职称论文发表网 www.xiexiebang.com 高分子材料改性用金红石型纳米Tio的制备及表征论文

摘要：金红石型纳米Tio:作为一种性能优异的无机紫外光屏蔽剂和吸收剂，不仅能散射进入材料内部的紫外光，而且还可通过电子跃迁有效吸收紫外光能量，在高分子材料的耐紫外光老化改性领域已获得广泛应用。然而，纳米TIO:颗粒表面易吸收大量经基而显亲水性，导致其与大多数高分子材料相容性差，容易产生聚集和分相。因此，为提高纳米TIO:在高分子材料中的分散性，纳米TIOZ 的表面修饰已成为该领域研究的重点。本文针对当前纳米Tio:粉体先分散再修饰工艺存在的分散及修饰效果不佳的问题，提出在低温下制备金红石型纳米 TIOZ，并在其制备过程后期引入有机表面改性剂进行表面修饰，确保金红石型纳米TIOZ制备和修饰的连续进行，从而减少传统纳米粉体修饰前的预分散过程，实现对纳米TIO:一次粒子的表面修饰，提高纳米TIO:在聚丙烯高分子材料中的分散性(高分子材料改性)。

关 键 词:高分子材料;耐紫外光老化;金红石表面修饰

自20世纪提出高分子材料概念以来，高分子材料在短短几十年间已取得惊人的发展，在日常生活各个领域有着越来越广泛的应用。然而，高分子材料长期暴露于紫外光和含氧大气中，高能量的紫外光可使高分子材料发生分子链断裂或交联，且伴随着生成含氧基团如酮、梭酸、过氧化物和醇，导致材料韧性和强度急剧下降，造成材料过早失效，不但在经济上受到很大损失，导致资源的浪费，甚至因材料的失效分解造成对环境的污染。高分子材料的紫外光老化失效已成为高分子材料应用研究所关注的重要问题之一。高分子材料紫外光老化原理紫外光通过光子所携带的能量作用于高分子材料，激发分子链中活性基团使其发生光解作用，在外界水或氧气等物质存在的条件下，发生光氧化作用，最终导致高分子材料的降解老化。不同的高分子材料对紫外光的敏感程度不同，芳香族聚合物，比如聚胺脂、聚碳酸脂、环氧树脂等，由于分子中含有发色基团对紫外光非常敏感，很容易受紫外光激发降解或光氧化;大部分的脂肪族聚合物和丙烯酸树脂等，分子链中不含发色基团，理论上是不会因吸收紫外光发生降解，但是在加工和制备过程中难免引入添加剂、杂质等，因此在紫外光作用下仍会发生降解。除发色基团外，高分子材料本身的化学结构、加工方法等也是其对紫外光敏感程度的影响因素。下面以最常用塑料之一的聚丙烯塑料受紫外光辐射发生降解为例，说明高分子材料紫外光老化原理: 聚丙烯塑料的光降解老化分为光解作用和光氧化作用两个过程。聚丙烯分子链中，叔碳容易受紫外光激发脱去活泼氢而形成自由基，这是聚丙烯分子链降解的初始活性中心。在氧气存在条件下自由基发生氧化并攻击其它分子链形成氢过氧化物。氢过氧化物不稳定，自发重新排列形成拨基化合物。拨基化合物是新的活性中心，可吸收紫外光发生断裂形成新的自由基对聚丙烯分子产生链式反应破坏。因此，光氧降解老化的最终产物主要是拨基化合物，包括酮类、醋类和酸类，当然老化产物中经基化合物(包括氢过氧化物和醇类)也会增加。高分子材料耐紫外光老化改性方法目前，提高高分子材料耐紫外光老化性能最方便、最经济的方法是添加光稳定剂，光稳定剂的种类很多，按照作用机理可分为四大类

自由基捕获剂自由基捕获剂也就是常用的受阻胺光稳定齐((HALS)。它自身不吸收紫外光，但是可以通过捕获激发态聚合物中的活性自由基、分解氢过氧化物，从而切断光氧化的链式反应起到保护高分子材料的作用。受阻胺光稳定剂含碱性基团使得它的应用领域受到限制，特别是在一些含 第一章绪论酸性组分的高分子材料(如PVC、PC、PMMA等)中不能使用。虽然受阻胺的碱性较低(pH=4.4)，但是高温加工过程中能分解成强碱性化合物，创先职称论文发表网 www.xiexiebang.com 使聚合物在发生分解。因此受阻胺光稳定剂被限制在不含酸性组合或在低温下加工成型的聚合物中。

激发态碎灭剂这类光稳定剂本身不具吸收紫外光功能。它的作用是通过分子间的作用把激发态聚合物的能量去除。紫外光作用于高分子材料使其处于不稳定的激发态，为了防止它分解生成自由基对高分子材料产生进一步的破坏，碎灭剂能够从受激聚合物上将激发态消除使之回到低能状态，从而避免了高分子材料的光解作用。目前使用最广泛的碎灭剂主要是一些二价的有机镍络合物，它的有机部分是取代酚和硫代双酚等。该类物质由于含镍而显绿色使其应用场合受到限制，此外有机镍络合物热稳定性差，在加热到时300℃会分解产生黑色物质，更为重要的是生产和处理这类光稳定剂的过程中会排放出重金属离子，对环境造成危害，因此已经被很多国家禁止使用。

紫外光吸收剂这是目前使用最广泛的一类光稳定剂，主要有邻经基二苯甲酮类、苯并三哇类、三傣类、取代丙烯睛类等。这类光稳定剂能够选择性地吸收高能紫外光，使自身分子处于激发态，然后通过自身分子内部的氢键作用使得分子在吸光后发生共振，然后以较低的振动能将所吸收的能量耗散并回到基态，从而起到保护高分子材料的作用。紫外光吸收剂多为小分子有机物，其分子能从试样的中心向表面扩散。在试样的表面创门会因蒸发、滤出和光化学反应的分解而被消耗。此外，紫外光吸收剂的吸光作用是随光程的增加而增大，造成其最大的缺点就是只能对厚样品才有好的保护作用，而对薄膜产品、纤维产品和高分子材料表面的保护则很有限。这类光稳定剂中最具前景的是一些半导体无机物，特别是金红石型TIOZ 在整个紫外光谱内都具有较强的吸光能力。光屏蔽剂光屏蔽剂是利用对紫外光不透明的物质阻止紫外光进入高分子材料内部。通过在紫外光源和高分子材料之间建立一道屏障，使紫外光在照射到高分子材料之前就受到吸收或散射，从而对高分子材料起到保护作用。这类物质主要是炭黑、铁白粉等其它有机或无机颜料。由于颜料具有染色性而使它的使用场合受到一定的限制。此外，颜料在高分子材料中的分散性也是影响它屏蔽紫外光能力的一个重要因素。钦白粉作为最优秀的白色颜料，如果将其颗粒缩小至纳米级别，并能够解决分散性差等问题，它将在高分子材料耐紫外光老化改性领域具有广阔的应用前景。