纳米材料研究现状分析论文

摘要：應用信息可视化软件CiteSpaceV及其辅助工具VOSviewer对分子筛领域的27519篇SCI英文文献进行分析，结合WebofScience（WOS）核心集中的SCIE，SSCI，CPCIS数据源，时间跨度为2000—2019年，研究了全球范围内相应文献的时空分布。今天小编给大家找来了《纳米材料研究现状分析论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

纳米材料研究现状分析论文 篇1：

混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望

摘   要：在对混凝土及预应力混凝土两种材料的研究过程中，着重对其抗火能力进行了深入的研究和分析，论述了不同国家对于混凝土抗火能力的研究现状，详细论述了针对这种材料的先进修复技术，并且在论述中也提出了这种材料在火灾中应用会产生的某些问题，对这种材料的未来发展前景进行论述。根据大量的研究分析结果得知，混凝土在火灾中受到高温爆裂的界点是根据强度的改变而发生变化的，不同种类的混凝土在火灾中爆裂点也不同，所以在研究混凝土及预应力混凝土结构过程中，应当考虑以下几点：高温下不爆裂、高温下不易倒塌、火灾过后容易修复等因素。

关键词：钢筋混凝土;预应力混凝土;爆裂;抗火性能

火灾的发生频率很高[1-2]，研究表明，我国每年发生的火灾事件超过15万件，全球建筑起火事件是中国的24倍左右，因火灾损毁的建筑物不计其数。举例来说，2003年，我国湖南发生的一起大厦起火事件不仅导致大厦坍塌，20几名消防官兵也在救火的过程中失去了生命。高温对建材的性能以及结构等具有非常重要的影响。在高温的作用下，材料可能会因高温产生爆裂。目前，混凝土及预应力混凝土结构在火灾中的影响受到了全世界的关注和研究。本文将介绍火灾发生之后混凝土结构如何修复等先进技术，调整和改善目前混凝土在抗火能力中仍旧存在的不足之处，并对未来进行设想。

1    国外预应力混凝土结构火灾研究的现状

随着经济社会的发展，全球的经济产业正在迅猛发展，但是各类建筑以及桥梁的火灾事故却频繁发生，给社会以及人民的生命财产安全等带来了巨大的损失和危害。严重的火灾可能造成建材结构坍塌、爆裂等一系列的严重影响，为了尽量避免这样的损失，国内外的专家学者开始了一系列的研究。

对于预应力混凝土抗火能力的研究，国外的开始时间要早于中国，20世纪初期就已经进入研究领域并且成立了很多专门的研究组织，其中，以美、英两国较为著名，例如波特兰水泥协会。这些研究组织针对建筑结构的抗火能力进行了一系列科学、合理的研究和分析，主要分为以下几个方面：（1）建材在火灾产生的高温中力学性能的研究。（2）火灾发生过程中温度场的确定。（3）确定建筑材料在高温中的承载能力以及抗火能力的研究，并且在研究取得一定成果之后编写了较为详细的建筑规范准则以及行业条文。在研究钢筋混凝土的抗火能力50年之后，国外组织开始了对预应力混凝土结构的抗火能力的研究。虽然国外科研专家在反复的试验过程中发现预应力混凝土在火灾的发生过程中依旧存在某些不可避免的问题，但是在某些学者的研究中也发现了另外较为优秀的工作性能，依旧可以应用于建筑的使用过程[3-6]。

2    国内预应力混凝土结构火灾研究的现状

建材结构抗火能力的研究在我国起步的时间稍晚，自20世纪80年代开始，我国的学者和专家才开始进行系统的研究和分析。针对此研究参与进来的大学主要有清华大学、同济大学以及其他较为著名的大学。同时，我国也建立了很多关于火灾的研究机构，举例来说，我国公安部下属的几大消防研究所曾在防火技术、高空排烟技术、阻燃技术等领域产生了重大的突破，取得了非常重要的研究成果，為我国消防、火灾方面提供了重要的技术支撑，减少了很多财产损失和人员伤亡。

同济大学对于建材抗火性能的研究始于20世纪80年代，陆州导对其进行了系统的实验，将同等数量的混凝土以及钢筋置放在高温中，观察两者的强度、应力以及其他实验数据的变化，并且将几十根混凝土从高温环境中移出并对其进行冷却处理，观察冷却后建材的黏连程度，还对钢筋混凝土的抗火能力进行精密的实验。肖建庄在对建材抗火能力的研究中主要研究了钢筋混凝土在火灾后的抗压能力、剪刀墙以及板架等的对抗火灾的能力。

清华大学主要研究了建筑结构对于火灾的抗火能力。主要包括以下几个方面：（1）混凝土等材料在火灾中抵抗高温的能力;（2）钢筋混凝土连接房梁、框架等的实验。南建林 主要研究的方向是混凝土在温度以及应力在耦合产生作用力的情况下出现的力学性能，在研究之后还构建了完善的混凝土在火灾过程中温度—应力耦合的本构联系。吕彤光则是对建筑中常用的几种具有不同性能的钢筋进行了对比分析。

3    存在的问题

虽然我国各个机构对于建材在抗火能力方面的研究预分析得到了较为显著的成果，但是对于预应力混凝土在地域火灾能力方面的探讨处于萌芽状态，还没有进行深入的分析和研究。虽然它与钢筋混凝土在防火能力方面具有很多相似性，但两者毕竟不是属于同一种建材，而且预应力混凝土自身也具有独特的特征，所以在这方面的研究中我国的各个机构仍需要继续努力。目前，我国在这方面的研究过程中存在几点问题：（1）全球的专家学者在研究的过程中将注意力重点放在了预应力混凝土在普通火灾发生过程中耐火的最高临界点，考虑的是建材横截面内部的温度分布以及火灾发生中温度逐渐升高对于钢筋强度是否存在影响，以及能够产生怎样的影响。（2）在通常的实验研究过程中，重点研究的是预应力混凝土地域火灾的能力，但是因为结构之间彼此影响，所以建材受热产生形状的变化可能会对其他的构件产生破坏的作用，针对此问题目前并无系统的研究给予详细的说明和解决办法。（3）传统的实验操作中将热传导作为实验的理论依据，并不能对火灾中建材的损伤以及结构变化等进行有效和正确的分析，尤其是材料在高温下产生的蠕变对火灾的影响缺乏相应的理论支持。（4）预应力混凝土与其他的混凝土相比较具有很多特殊性，但是在以前的各个实验中并没有对其进行充分的研究。

4    火灾后混凝土结构加固修复技术

混凝土结构在火灾后的危险其实要远高于火灾中的危险。所以对火灾发生过后的损伤判定则成为首要的需要。吴波[7]根据火灾发生的荷载密度、通风状况等因素的影响构建了简明有效的室内火灾过程中温度上升的计算方式，对于工程中的应用提供了有效的方式。吴波、郑文忠等[8-9]先后对混凝土在承受高温过程中的力学进行了反复的实验和分析，得出了掺纤维HSC、RPC在火灾发生过程中温度与损伤的紧密联系。吴波构建了建材内部构建最高温度场的计算方式，得出了包括环向约束高强混凝等有关的力学性能，让火灾中受到高温挤压的混凝土比没有受到约束的混凝土得到超过20%的作用，并且在反复的实验中对受到轻微损害的结构，大胆提出了承受超过500 ℃的混凝土有效修复的技术，还构建了建材在承受火灾之后的抗震恢复力模型，达到了火灾发生过后判定混凝土损伤程度的目的，得到了较为显著的效果。我国其他各个研究所也在不断的实验中得到了丰富的理论与结果，为研究火灾对混凝土的损伤判断给予强有力的理论支撑。

5    研究结论

（1）火灾发生过程中产生的高温会对混凝土进行挤压，可能出现爆裂的情况，造成力学减退的情况，与此同时，力学性能还受到构成混凝土的成分以及火灾温度上升速度的影响。

（2）在通常的实验过程中，多采取标准升温曲线，但是这种曲线与实际发生的火灾相比具有明显的差异，所以专家和学者在研究的过程中应当重视实际火灾发生中混凝土抵抗高温的能力。但是由于实验无法完全模拟真实的火灾场景，所以用于实验的预应力混凝土等抗火能力数据偏小，所以必须加强实验强度。

（3）在实验过程中对于混凝土等的设计目标应当满足以下几方面：在火灾发生过程中不倒塌、不爆裂，并且能够在灾后进行修复，进行二次使用。

（4）处于建筑高层的混凝土以及地下的结构空间可以根据建筑用地进行充分的利用，高层混凝土在发生火灾时火势过大且蔓延的速度极快。而地下空间承受高温的最高限度一般是4 h，远超地上结构构件的承受时间。所以要针对两种不同的情况对火灾环境以及发生火灾之后的反应速度等进行仔细研究和分析，不断提升建筑整体抗火的能力。

6    发展前景

本文研究的形式还存在不足之处，仅列举了一些研究的成果和方面，所列举的实验结果可能也存在单一性，不能完全概括所有的火灾情况，所以希望未来专家学者在研究的过程中能够从以下几方面进行补充：（1）研究对象可以具有多元化;（2）在混凝土结构中加入更丰富的防火材料，增加抵御火灾的能力;（3）能够重点观察火灾发生过程或者重点研究对于预应力的变化情况。

7    结语

总结了国内外对于预应力混凝土的研究现状、在研究中出现的问题以及目前比较先进的研究技术，并且展望了未来我國在研究混凝土的实验方向。我国虽然在建筑结构抵御火灾能力方面取得了一些进展，但是也不可避免地遇到了一些问题，我国与国外的研究也存在较大的差距，比如研究的内容过于简单、缺乏全面性、研究的机构规模不大、实验器材不够先进等问题。所以我国必须加强这方面的投入和支持，对于一些重点项目进行资金和技术的支撑，保证实验顺利进行，取得重要的理论成果。

[参考文献]

[1]吴   波，唐贵和.近年来混凝土结构抗火研究进展[J].建筑结构学报，2010，31（6）：110-121.

[2]郑文忠，闫   凯，王   英.预应力混凝土结构抗火研究进展[J].建筑结构学报，2011，32（12）：52-61.

[3]邵庆辉，古国榜，章丽娟，等.纳米材料合成与制备进展研究[J].兵器材料科学与工程，2002（4）：59-63.

[4]杜仕国，施冬梅，韩其文.纳米颗粒的液相合成技术[J].粉末冶金技术，2000（1）：46-50.

[5]方   云，杨澄宇，陈明清，等.纳米技术与纳米材料简介[J].日用化学工业，2003（1）：55-60.

[6]杨鼎宜.纳米材料的结构性能特征及其在建筑中的应用[J].建筑技术开发，2003（2）：42-46.

[7]吴   波.火灾后钢筋混凝土结构的力学性能[M].北京：科学出版社，2003.

[8]郑文忠，李海艳，王   英.高温后不同聚丙烯纤维掺量的活性粉末混凝土力学性能试验研究[J].建筑结构学报，2012，33（9）：119-126.

[9]侯晓萌，郑文忠，孙洪宇.火灾作用下锚具对预应力钢棒锚固性能退化规律研究[J].建筑结构学报，2014，35（3）：110-118.

作者：余华

纳米材料研究现状分析论文 篇2：

分子筛的研究现状及新兴趋势的可视化

摘 要：應用信息可视化软件CiteSpace V及其辅助工具VOSviewer对分子筛领域的27519篇SCI英文文献进行分析，结合Web of Science（WOS）核心集中的SCI E，SSCI，CPCI S数据源，时间跨度为2000—2019年，研究了全球范围内相应文献的时空分布。基于文献计量和统计分析，生成了相应的期刊共被引知识图谱、作者合作知识图谱、作者共被引知识图谱、关键词共现知识图谱以及参考文献共被引知识图谱，分析并得出分子筛领域的研究现状与新兴趋势。结果表明：在世界范围内，该领域近9 a来的研究热度逐年攀升，高产期刊和高被引期刊均为Microporous and Mesoporous Materials，中美2国是开展分子筛研究的主要国家，分子筛领域的高产研究机构为中国科学院。同时，还总结了分子筛领域的主要研究团队和高影响力学者。通过对近10 a文献关键词的共现分析和参考文献的共被引分析，结果发现：纳米微孔沸石的催化机理与应用和分子筛对气体吸附分离性能的分析是当今国际上该领域的研究热点，分子筛金属骨架的改性对催化性能的影响和分子筛在生物质研究领域中的应用是目前国际研究的新兴趋势。

关键词：材料科学;分子筛;CiteSpace;可视化分析;文献计量;知识图谱

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0422  

Key words：material science;molecular sieve;CiteSpace;visualization analysis;bibliometrics;knowledge map

0 引 言

分子筛，又名沸石或沸石分子筛，是一类具有选择性吸附功能的水合硅铝酸盐材料，其化学通式为[M1（Ⅰ），M2（Ⅱ）]·Al2O3·aSiO2·bH2O，其中M1（Ⅰ）和M2（Ⅱ）均为可交换的金属阳离子，离子价态分别为1价和2价，a是值大于2的负离子骨架硅铝比，b为水分子摩尔数[1]。分子筛的科学研究起步于19世纪的欧洲，20世纪60年代后开始步入工业化应用阶段，90年代以来分子筛的研究发展迅猛，其作为吸附剂、催化剂载体、催化剂、化学合成剂等各类功能材料，被广泛应用于社会生产与研究的各个方面。进入21世纪后，分子筛的研究愈发受到世界各国学者的关注。

分子筛具有大量的微孔结构，孔径均一且规则分布[2]。因此，分子筛可吸附分子动力学直径小于筛孔的分子，并且排斥其他分子，从而实现筛选分离作用。目前，常用的分子筛包括A型、Y型和X型，孔径范围介于0.3～1 nm之间，其特征包括分子选择性、离子交换性、化学催化性和反应高效性等。目前，分子筛的研究正逐步迈向一门独立的学科，所研究的结构、性质、合成及应用等诸多层次，打破了传统学科分支的界限。世界范围内已有众多学者对分子筛材料展开了不同层次的探索，例如：Rungta，Meha等探究了碳分子筛结构与其筛分性能的关系，并对分子筛结构进行了系统地阐述[3];Yamane，Yasuyuki等通过电解技术合成碳分子筛，并对其电解合成原理作出了完整的论叙[4];此外，2012年，Lin，Christopher C H等重点介绍了沸石领域中3个快速发展的研究方向：吸附分离、分子筛纳米材料和催化应用，该文通过对相应研究文献的总结论述了分子筛的应用演变[5]。

分子筛研究领域可视化分析工作的重要性不言而喻，这有助于揭示分子筛领域的研究现状与发展趋势。综上所述，本研究结合Web of Science 数据源SCI核心期刊，运用可视化软件CiteSpace V及其辅助分析工具VOSviewer，生成了期刊共被引知识谱图、国家及机构合作知识谱图、作者合作与共被引谱图、近十年的关键词共现谱图和参考文献共被引谱图，更分析了国际上2010—2019年期间的关键词与参考文献的突发强度，以此总结出相对客观的研究结论，以供该领域学者参考。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源

研究工作基于Web of Science 数据源SCI E，SSCI，CPCI S核心期刊，时间跨距为2000—2019年，以“Molecular* sieve*” OR “Zeolite*”OR “Zeolum*”为检索词开展标题检索，并且选取“Article”为文章类型，以此为依据检索有关分子筛研究的文献共25 090篇。另外，就具体分子筛类型而言，目前国际上常用的分子筛研究材料有7种，分别为3A，4A，5A，10X，13X，ZSM 5，ZSM 11，考虑到上述分子筛型号也可以指代其他研究领域的有关代号。本研究又以“3A”OR“4A”OR“5A”OR“10X”OR“13X”OR“ZSM 5”OR“ZSM 11”NOT（“Molecular* sieve*”OR“Zeolite*”OR“Zeolum*”）为检索词进行了topic检索。经“Article”文章选型，共检索到7 250篇文献，经手动剔除无关记录后，其中仅有2429篇文章与分子筛有关。因此，总共检索到关于分子筛研究的文献27 519篇，时间为2019年4月10日。文献下载题录包括标题、作者、摘要、关键词、出版物和参考文献等。

1.2 研究方法

基于数据统计和文献计量法，结合知识图谱来呈现分子筛领域的有关研究工作。CiteSpace和VOSviewer均为信息可视化分析软件，其中CiteSpace由国际著名学者陈超美教授等人开发而成[6]，VOSviewer由荷兰莱顿大学开发[7]，二者相辅相成。研究者可通过分析CiteSpace与VOSviewer生成的作者合作、参考文献共被引等图谱对相应领域时空分布的研究现状、热点、前沿和未来趋势进行精确、客观的总结和展示。

2 文献分析

2.1 年度论文分布情况

基于Web of Science 数据源SCI核心期刊年度分布情况，不难发现，自进入21世纪以来，出版物数量呈现出整体上升的趋势，如图1所示。在2000—2009年期間，2004年和2005年的出版物柱状图较为突兀，文献出版数呈现出“几”型分布。而在过去的9年期间，有关分子筛研究的发文数逐年增长，特别是近3年的年文献发表数均超过了1800份，这一现象也说明了近年来分子筛的研究工作得到了越来越多学者的关注。

2.3 期刊分析

通过分析Web of Science 数据源SCI期刊发文数可知，共有1 523个期刊出版过分子筛研究的论文。其中，Microporous and Mesoporous Materials发文数排名第一，共2 154篇，占比7.83%.紧随其后的期刊排序为Applied Catalysis A：General（731）、Journal of Physical Chemistry C（698）和Studies in Surface Science and Catalysis（567）。前8名中的其余4名为：Journal of Catalysis（536）、Catalysis Today（527）、Industrial Engineering Chemistry Research（448）和Journal of Molecular Catalysis A：Chemical（393）。此外，结合CiteSpace创建了期刊共被引知识图谱来分析该领域的高影响力期刊。如图2所示，节点大小表示期刊被引频率。不难发现，被引次数最多的期刊为Microporous and Mesoporous Materials（15 496次），其次为Journal of the American Chemical Society（12 701次）、Journal of Catalysis（12 505次）和Journal of Physical Chemistry b（10 497次）。

2.3 国家和机构分析

通过分析Web of Science 数据源SCI发文的国家/地区分布图可知，中国学者于2000—2019年间在分子筛研究领域发文踊跃，SCI共发文6 720篇，占比24.4%;发文量第二的是美国，共3 522篇。由此可知，中美2国为开展分子筛领域研究的重要地区，日本（2 288）、法国（1 692）、德国（1 645）、印度（1 446）、西班牙（1 427）的发文量分列3～7位。另外，研究通过地理信息系统软件BIGEMAP生成了论文国际地理分布图，如图3所示。结合该图可知，东亚、北美、西欧为3大分子筛研究密集区，研究地区维度差异较为明显，该现象可推断：频繁的材料应用、密切的科研合作和发达的经济水平可较好地促进国家/地区开展分子筛研究工作。此外，南亚、东非、中东部分地区和澳洲的分子筛研究工作也值得关注。

通过分析Web of Science数据源SCI的机构发文数可发现，中国科学院（Chinese Academy of Science）位居榜首，该机构的发文数多达1 275篇。随后的4个机构分别为法国科学研究中心（1 192篇）、西班牙国家研究委员会（678篇）、俄罗斯科学院（593篇）以及印度科学工业研究会（577篇）。

2.4 作者分析

通过分析Web of Science 数据源SCI发文的作者分布情况可知，就发文量而言，分子筛研究中发文最多的作者是Corma A（247篇）和Wang Y（203篇），随后为Cejka J，Wang J和Wang L.该研究通过VOSviewer建立了作者合作知识图谱，根据图4，节点的尺寸代表了作者被引频率。不难发现，Corma A，Breck Dw，Barrer Rm，Davis Me和Camblor Ma均位于分子筛研究领域中作者被引频率最高之列。

从图5可知，高产作者之间存在着一定的合作联系，该领域的主要科研团队也显而易见，例如Corma avelino团队，Perez ramirez javier，Sano tsuneji团队，Cejka jirl，tsapatsis michael团队，Deng feng团队，Xiao fengshou团队等。与此同时，更结合CiteSpace创建了作者共被引知识图谱，从而找出了该领域内的权威作者。这有助于研究人员深入开展信息收集工作。

2.5 关键词分析

针对早期文献的部分关键词可能出现高频次引用现象，选用了近10 a的Web of Science核心文献来开展关键词分析，以提高分子筛领域前沿性分析的客观性和精确性。图6为分子筛相关文献的关键词共现图谱，其跨度为2010—2019年，检索日期仍为2019年4月10日，共15 167篇文献。在图6中，节点尺寸代表中心频次（CF）。节点越大，表明关键词出现愈加频繁，该词越受关注。此外，高度中介中心度（BC）节点是联系其他多个节点的“纽带”，充当着桥梁的作用[8]。不难发现，既具有高现频次又具有高中介中心性的节点常为研究聚焦点。分析图像之前，需剔除对关键词分析意义不大的节点（如：zeolite，molecular sieve等），而后进行节点排序，最终发现：分子筛研究领域高影响力关键词包括adsorption，catalyst，mechanism，performance，nanoscale，gas sorption，按照頻次×中心度排序，其值依次为610.25，160.28，138.24，12460，28.98，25.72.因此，从关键词的角度分析，当前该领域的研究热点集中于纳米微孔沸石的催化机理及其应用和分子筛的气体吸附性能研究。

除突发的关键词外，CiteSpace也可用于研究具体聚焦点的突发强度与突发过程。表1列叙了分子筛研究领域中突发强度排名前10的关键词。突发快且突发性强的关键词代表着一定时期一定研究方向的迅速聚焦。因而，“modified”“metal organic framework”和“bioma”均可视作有意义的关键词，其余关键词则用于辅助性参考，并初步推断分子筛金属骨架的改性对催化性能的影响和分子筛在生物质研究领域中的应用是目前分子筛研究领域的新兴趋势。

2.6 参考文献分析

与关键词分析相类比，在此次研究中，早期发文的部分参考文献亦会出现高频次引用的现象。因此，同样选用近10 a来的Web of Science核心文献来开展参考文献分析。图7为参考文献的共被引知识图谱，时间跨距为2010—2019年。

表2统计了若干CF×BC值前列的参考文献，按照CF×BC值排序，首先是Choi M等发表的论文，该文介绍了一种厚度为2 nm单晶胞纳米微孔沸石（MFI）的合成方法，该法可提高分子筛的催化效率，并延长催化剂的使用寿命[9]。其二是Olsbye U等报道了在甲醇-烃的催化转化过程中，纳米微孔沸石的孔径和尺寸对催化选择性的影响机理[10]。而后，Perez ramirez J等论叙了分子筛研究的发展历程，并指出了材料设计的进步可提升纳米微孔晶体在催化方面的利用率[11]。Moller K等概述了沸石中纳米微孔体系的各种开发策略，更揭示了沸石孔径尺寸对催化和吸附功能的影响机[12]理。此外，Tian P等发表的论文，该文以制烃催化剂为切入点，主要探讨了甲醇制取烯烃（MTO）的演变历程，并就纳米微孔沸石改性开发新型高效的催化剂作出了探讨[13]。除了上述文献，其余CF×BC值较高的论文也需引起重视，Verboekend D等介绍了分级的纳米沸石催化剂的设计，指出了碱处理是优质沸石催化剂改性的关键步骤[14]。Kim J等则对甲醇-烃的转化过程进行了探讨，论述了MFI型分子筛的微孔隙率对催化性能的影响[15]。Roth Wj等综合了2014年以前二维分子筛领域的研究成果，并对二维和三维分子筛的相互转换进行了探讨，指出了分子筛在气体吸附研究领域的挑战和机遇[16]。此外，Chal R等就纳米微孔沸石和中孔沸石的合成策略进行了概括，针对分子筛在工业炼油产业中的催化应用展开了探讨[17]。Brandenberger S等对分子筛选择性吸附分离氨氮与NOx的研究现状进行了概述与总结。综合上述研究，CF×BC值排名前10篇的论文分别从多个方面介绍了分子筛的研究。不难发现，其中8篇论文内容均与纳米微孔沸石的催化机理和应用有关，另有2篇论文涉及到分子筛的气体吸附性能研究[18]。关键词“adsorption”“catalyst”“mechanism”“performance”“nanoscale”和“gas sorption”刚好与之对应，由此论证了当前分子筛领域的研究热点为：纳米微孔沸石的催化机理及其应用和分子筛的气体吸附性能研究。

CiteSpace可用于探索突发参考文献，还能研究它们的突发强度与突发历史。表3列叙了若干突发参考文献。度量新兴趋势的一个重要因素就是近期突发的文献。由此，结合文献的突发历史，最应注意的为Tian P等发表的论文，该文以烯烃制取过程所需要的沸石催化剂为切入点，主要研究了甲醇制取烯烃（MTO）从理论基础到商业化的过程，针对纳米微孔沸石的金属骨架改性，以求开发出一种新型高效的催化剂[13]。其次，Thommes M等基于1985年发布的IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）技术报告，对分子筛领域中的气体吸附和金属有机骨架改性研究进行了准确而全面的分析[19]。而后，Rahimi N等人对ZSM 5的金属有机骨架进行了改性，并对其催化选择性进行了集中探讨，总结得出利用改性ZSM 5沸石催化裂解重烃生产轻质烯烃的各类方法[20]。最后一篇為Ennaert T等撰写的论文，该文集中地探讨了分子筛在生物质催化转化方面的潜力和挑战，更对沸石微孔结构在液相中的稳定性进行了讨论[21]。综上所述，突发强度排名前10的参考文献中，共有4篇参考文献兼具高强度突发性和较近的突发历史，其中3篇涉及分子筛的金属骨架改性研究对催化性的影响，1篇涉及分子筛在生物质领域的应用，关键词“modified”“metal organic framework”和“bioma”刚好与高强度突发性的文献相呼应，进而明确了分子筛研究的新兴趋势：分子筛金属骨架的改性对催化性能的影响和分子筛在生物质研究领域中的应用。

3 讨论

3.1 研究热点

3.1.1 纳米微孔沸石的催化机理及其应用

通过对2010—2019年期间分子筛SCI发文相关要素的CF×BC值的进行排序，总结出了分子筛领域的研究热点。如前文所述，纳米微孔沸石的催化机理及其应用备受重视。首先，就其催化机理而言，纳米微孔沸石基于其较大的晶体比表面积以及较高的晶内扩散速率，在提高催化剂的利用率、促进大分子的转化效率、减缓深度反应和提升催化选择性等方面均显示出一定的优越性[22-25]。另就其结构对分子筛的催化机理进行分析，可知纳米微孔沸石具有更为独特的完整晶体结构，不同类别的纳米微孔沸石各具有特定的孔道尺寸、形状结构。与此同时，大多数的纳米沸石催化剂表面均具有较强的酸位点中心，结合晶孔内强大的库伦场极化作用，使得其催化性能明显高于其他催化剂。通过进一步推断得知，当纳米微孔沸石表面发生多相催化反应时，其催化活性受到沸石晶孔大小和形状的控制，这一独特的择形催化性能也充分地体现了分子筛在催化领域的强大生命力。其次，在纳米微孔沸石的应用方面，该材料在催化、吸附分离、光导材料等领域都能发挥出良好的作用。可以估计，伴随着纳米微孔沸石技术的不断成熟，相应的产业必将迎来进一步的发展。

3.1.2 分子筛对气体的吸附分离性能分析

沸石分子筛的吸附性基于其结构特征，材料内部孔径均匀。分子筛可对不同气体实现吸附分离作用。近年来，随着分子筛材料合成技术的逐渐成熟，沸石吸附技术也得到了相应地发展。因此，以分子筛作为吸附剂来吸附分离气体具有很好的应用前景，分子筛在混合二甲苯的分离、O2制取以及提高汽油的辛烷值等方面均有不同程度的工业应用。此外，更有越来越多的学者投身到该材料的实验研究中。不难发现，由于世界范围内对于分子筛性能开发的日益重视和气体吸附分离的复杂性，分子筛对气体的吸附分离将进一步受到科研工作者的重视。

3.2 新兴趋势

3.2.1 分子筛金属骨架的改性对催化性能的影响

结合关键词和参考文献突发强度以及突发历史对分子筛研究进行分析。结果表明：金属有机骨架对分子筛催化性能的影响是目前的新兴趋势。分子筛骨架元素是决定其性质的基本因素，其影响主要归纳如下：①骨架脱铝或脱铝补硅，例如对HZSM 5沸石进行选择性脱铝改性可有效促进丁烯向丙烯的催化转化;②骨架杂原子改性，目前分子筛骨架改性已拓展到Fe，Cr，V，Sn，Ti和B等多种元素。比如，通过在Zn / HZSM 5分子筛中加入Fe和Pt元素可加快丙烷的脱氢芳构化催化速率。

3.2.2 分子筛在生物质研究领域中的应用

近年来，随着化石燃料的快速消耗，生物质能源的开发逐渐成为了越来越多学者的科研呼声。分子筛作为一种性能优异的催化材料，在其中发挥着不可替代的作用。现有研究表明，沸石催化剂的设计开发可有效地促进生物质的燃料转化率和生物基药品的产生率。不难发现，由于生物质能源愈发受到世界各国的重视以及分子筛的独特催化功能，分子筛在生物质研究领域中的应用在未来几年仍将受到持续关注。

4 结 论

1）研究工作基于文献计量与统计分析，首次将信息可视化软件CiteSpace V及其辅助工具VOSviewer应用至分子筛研究领域的现状分析。

2）总结了分子筛领域的主要研究团队和高影响力学者，且高产作者之间存在着一定的合作联系，特别是近3 a的年出版物数量均超过了1 800份，这一现象也进一步说明了近年来分子筛的研究工作得到了越来越多学者的关注。

3）通过近10 a文献的关键词共现分析和参考文献的共被引分析，筛选出了CF×BC值排名前10的高中介中心性文献和4篇突发性文献，由此得知：纳米微孔沸石的催化机理和应用以及分子筛对气体吸附分离性能的分析是当今国际上该领域的研究热点，分子筛金属骨架的改性对催化性能的影响和分子筛在生物质研究领域中的应用是目前国际研究的新兴趋势。

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作者：周君立 吴春笃 戴竞

纳米材料研究现状分析论文 篇3：

纳米材料应用现状分析

摘要：近些年来，随着科技强国战略的贯彻落实，各行业领域对于新技术以及新材料的应用实践问题予以了高度重视。其中，纳米材料作为新兴材料的代表形式，前已经在多个行业领域中得到了广泛推广与应用，发展前景良好。针对于此，本文主要结合纳米材料应用特点，对当前纳米材料应用现状以及发展趋势进行总结归纳，以期可以给相关人员提供参考价值。

关键词：纳米材料;应用现状;发展

引言：所谓的纳米材料在尺寸方面主要介于原子、分子以及宏观体系之间，属于新一代材料的代表形式。其中，纳米材料的三维空间尺度至少有一维处于纳米量级，也就是介于1～100nm之间的材料。由于纳米材料组成单元尺寸相对较小，促使其界面所占成分相对较大。这样一来，纳米微粒所构成的体系在性质表现方面多具特殊性与复杂性。结合当前发展情况来看，随着纳米材料应用推广范围的不断扩增，纳米材料在多个行业领域中得到了广泛推广与应用，并取得了良好成效，如医疗领域、环保领域等。不难看出，纳米材料所具备的功能价值十分明显。建议在今后的发展过程中，行业内部研究人员应该加强对纳米材料应用推广问题的重视程度。

1 纳米材料应用现状及相关分析

结合当前发展情况来看，随着纳米材料及相关技术的推广应用，该材料在多个行业领域中实现了高质量发展目标，并且所取得的成效相对显著。主要应用如下：

1.1 环保领域

对于环保领域而言，通过高效应用纳米材料及相关技术可以进一步增强能源利用效率，主要体现在空气污染控制以及土壤污染控制等专业领域方面。在具体应用推广过程中，行业内部研究人员可通过发展高效吸附剂以及催化剂等纳米材料，实现自然水体高效低成本治理目标[1]。

与此同时，也可以通过利用微纳米气泡等先进纳米技术，对江河湖海等自然水体进行高效治理，节约治理成本的同时，保障治理效益。除此之外，具有特殊结构特点以及形貌特征的纳米材料可在重金属以及农药等检测领域工作中发挥良好的功效，可在短时间内完成精准检测过程。最重要的是，依托于不同污染物特征可以高效选择并应用纳米材料，完成土壤污染物分离以及检测等一系列工作任务。

1.2 生物及医学领域

生物及医学领域基本上可以视为纳米材料及相关技术主流应用的平台。在具体应用过程中，纳米材料技术在组织修复与替代材料等领域方面可以发挥良好的功能作用。同时，纳米材料技术在诊断与治疗以及基因与细胞等专业研究方向上也可以发挥良好的功能作用。

在具体应用过程中，通过合理应用纳米技术，可对现有诊疗技术进行革新优化，并取得颠覆式创新成果。其中，创新结果可在临床上实现高效使用过程。举例而言，当前所应用的新型组织再生材料、新型抗肿瘤纳米药物等均可以视为纳米材料技术的应用范畴[2]。

1.3 其他领域

结合相关调查显示，预计2022年我国纳米材料市场规模可以高达1955亿元水平。不难看出，我国纳米材料市场发展前景广阔，可行性价值较强。除了可在新材料产业领域中具备良好前景之外，还可以全面支撑国民经济发展。举例而言，当前所研发的纳米氧化钛等新型材料可以应用于吸附等工作当中;不同材质的纳米粉体在着色燃料等领域中可以发挥良好的功能价值，主要集中体现在汽车涂料等领域当中;此外，聚合物纳米复合材料可以应用于汽车结构件等领域当中，如发动机齿轮等。

2 纳米材料应用前景以及发展分析

应用发展纳米材料及相关技术已然成为21世纪科技发展的主流方向之一，结合国内研究情况来看，国内纳米领域所发表的SCI论文累计已经跃居世界首位，并且在相关专利申请量方面占据全球总量的40%。不难看出，国内纳米领域发展前景广阔。但是从整体情况上来看，国内纳米相关产业以及企业发展所表现出的国际化竞争力度并不是很强，并且在某些技术层面还是存在滞后性问题。针对于此，在今后的发展过程中，相关产业以及企业方面应该加强对纳米材料及新兴技术的应用推广力度。

一方面，行业企业方面应该重点加强顶层设计。最好可以结合纳米材料及相关技术发展趋势，健全完善纳米材料技术产业链体系以及价值链体系。通过形成整合力量，保障行业市场国际化竞争力度得以全面加强。另一方面，行业企业方面应该始终坚持以市场为导向，注重培养高端市场体系，全面挖掘纳米产业商机。除此之外，在今后的发展过程中，行业企业应该立足于国家战略需求，重点发展环保以及能源等专业领域纳米技术内容，实现高质量发展目标。在此过程中，行业企业方面应该加强对专业技术人才的培养，更好地助推纳米研究进程发展[3]。

结论：总而言之，纳米材料的推廣与应用已经对人类社会生产生活产生了深远影响，甚至有可能会解决人类所面临的诸多难题，尤其是环保以及人类健康等领域难题。结合当前发展情况来看，纳米材料及相关技术的应用发展已然成为社会经济新增长点的重要组成部分。针对于此，在今后的发展过程中，材料科学领域及相关行业企业应该加强对纳米材料的主动探索与深度研究，促使纳米材料可以在新材料、能源以及医疗等诸多领域中发挥重要作用。相信在全体人员的不断努力下，我国纳米材料及相关技术应用水平将会上升到全新高度。

参考文献：

[1]朱丹丹，周启星. 功能纳米材料在重金属污染水体修复中的应用研究进展[J]. 农业环境科学学报，2020，37（08）：1551-1564.

[2]商明慧，陈强，陈春英. 包装材料及食品中纳米材料的检测与表征技术[J]. 生态毒理学报，2019，8（06）：824-838.

[3]刘颖，陈春英. 纳米生物效应与安全性研究展望[J]. 科学通报，2020，63（35）：3825-3842.

作者：尚震宇