Перейти к содержимому 
Наночастицы имеют много преимуществ в качестве фотокатализаторов. Прежде всего, размер частиц мал, удельная площадь поверхности велика, а фотокаталитическая эффективность высока. Кроме того, большинство электронов и дырок, генерируемых наночастицами, не будут рекомбинировать до достижения поверхности. Следовательно, чем больше электронов и дырок может достичь поверхности, тем выше активность химической реакции. Во-вторых, наночастицы, диспергированные в среде, часто прозрачны, и с помощью оптических средств и методов легко наблюдать эффекты переноса заряда, переноса протонов, структуру энергетических уровней полупроводника и плотность поверхностных состояний между интерфейсами. В настоящее время промышленность использует нанодиоксид титана-оксид железа в качестве фотокатализатора для очистки сточных вод (включая системы SO32- или Cr2O72-) и достигла хороших результатов.
Белый сферический порошок титаната цинка с размером частиц около 30~60 нм, полученный методом осадительного растворения, имеет большую удельную площадь поверхности и высокую химическую активность. Использование его в качестве адсорбционного десульфурирующего агента значительно улучшило эффект по сравнению с порошком титаната цинка, полученным методом твердофазного спекания.
Наноэлектростатические экранирующие материалы являются еще одним важным применением нанотехнологий. Раньше электростатические экранирующие материалы обычно изготавливались из смеси смолы и распыляемой сажи, но их эффективность была неидеальной. Для улучшения характеристик электростатических экранирующих материалов японская корпорация Panasonic разработала нанопокрытия с хорошим электростатическим экранированием. Покрытие изготовлено из нанооксидных частиц с полупроводниковыми свойствами, таких как Fe2O3, TiO2, ZnO и т. д., которые могут играть роль электростатического экранирования благодаря своей высокой проводимости. Кроме того, оксидные наночастицы имеют различную окраску, поэтому цвет электростатического экранирующего покрытия можно контролировать путем ламинирования. Это наноэлектростатическое экранирующее покрытие не только обладает хорошими электростатическими экранирующими свойствами, но и преодолевает монотонность электростатического экранирующего покрытия на основе технического углерода, имеющего только один цвет.
Кроме того, если в определенной пропорции добавить порошок нано-TiO2 в косметические средства, он может эффективно блокировать ультрафиолетовые лучи. Обычно считается, что для полной защиты от ультрафиолетовых лучей система должна содержать всего 0,5–1% нанодиоксида титана. В настоящее время в Японии и других странах выпущено несколько косметических средств на основе нанодиоксида титана. Ультрафиолетовые лучи могут не только вызвать автоматическое окисление и изменение цвета мясных продуктов, но и разрушить витамины и ароматические соединения в пище, тем самым снижая ее пищевую ценность. Например, если упаковать продукты питания в прозрачные пластиковые упаковочные материалы, изготовленные из 0,1–0,5% нанодиоксида титана, это не только защитит продукты от воздействия ультрафиолетовых лучей, но и сохранит их свежесть. Добавление металлических наночастиц в химические волокна или бумагу может значительно снизить статическое электричество. Губчатое легкое спеченное тело, состоящее из наночастиц, может использоваться для разделения и концентрации изотопов газов, смешанных инертных газов и органических соединений, а также может использоваться для электродов батарей, детекторов химического состава и в качестве высокоэффективного материала для теплообменных перегородок. Наночастицы также могут использоваться в качестве проводящих покрытий, печатных красок и твердых смазочных материалов.
Частицы Ti(OH)4, покрытые ZnCO3, были получены методом химического соосаждения. После предварительной обжига при определенной температуре большая часть покрытого порошка ZnO растворилась. Небольшое количество ZnTiO3 (ZnTiO3 имеет кристаллическую структуру, схожую с TiO2(R)) в системе было использовано для ускорения превращения TiO2 из анатаза в рутил, в результате чего был получен порошок диоксида титана рутиловой формы с размером частиц около 20~60 нм. Тест оптических характеристик проводился с использованием ультрафиолетового спектрофотометра, и результаты показали, что порошок обладает сильным поглощением ультрафиолетовых лучей от 240 до 400 нм со скоростью поглощения более 92%, а его поглощающая способность намного выше, чем у обычного порошка TiO2. Кроме того, из-за эффекта квантового размера и эффекта объема нанопорошков спектральные характеристики наночастиц демонстрируют явление «синего смещения» или «красного смещения». При получении ультрадисперсных люминесцентных материалов с длительным послесвечением на основе алюминатов положение основного пика спектра излучения ультрадисперсного люминесцентного порошка, синтезированного мягким химическим методом, на 12 нм синее, чем у люминесцентного порошка, полученного методом твердофазного механического смешения и спекания. Кривая затухания послесвечения показывает, что скорость затухания послесвечения люминесцентного порошка, синтезированного данным методом, значительно выше, чем у люминесцентного порошка, синтезированного твердофазным методом. Это связано со значительным уменьшением размера частиц порошка.
Исследователи также обнаружили, что уникальная пористая структура, большая удельная площадь поверхности (площадь поверхности каждого грамма углеродных нанотрубок достигает нескольких сотен квадратных метров) и высокая механическая прочность углеродных нанотрубок могут быть использованы для создания нанореакторов, способных ограничивать химические реакции очень малым диапазоном. В нанореакторе реагенты имеют определенную ориентацию и упорядоченное расположение на молекулярном уровне, но в то же время движение молекул реагентов и промежуточных продуктов реакции ограничено. Эта ориентация, расположение и ограничение будут влиять на направление и скорость реакции и определять их. Ученые используют в качестве реакторов наноразмерные молекулярные сита. При фоточувствительном окислении олефинов молекулы субстрата помещаются в поры реактора, а сенсибилизатор находится в растворе, благодаря чему образуются только продукты синглетного окисления. Макроциклические соединения с определенным размером пор могут быть синтезированы путем взаимодействия соединений металлов и спиртов с карбоновыми кислотами. Использование блочных и привитых сополимеров приведет к микрофазному разделению, которое может образовывать различные «наноструктуры» в качестве нанореакторов.
