材料制備范文10篇

時間:2024-01-10 01:59:32

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材料制備

納米材料制備研究論文

一般情況下,我們將兩種互不相溶液體在表面活性劑作用下形成的熱力學穩定的、各向同性、外觀透明或半透明、粒徑l~100nm的分散體系稱為微乳液。相應地把制備微乳液的技術稱之為微乳化技術(MET)。自從80年代以來,微乳的理論和應用研究獲得了迅速的發展,尤其是90年代以來,微乳應用研究發展更快,在許多技術領域:如三次采油,污水治理,萃取分離,催化,食品,生物醫藥,化妝品,材料制備,化學反應介質,涂料等領域均具有潛在的應用前景。我國的微乳技術研究始于80年代初期,在理論和應用研究方面也取得了相當的成果。

1982年,Boutonmt首先報道了應用微乳液制備出了納米顆粒:用水合胼或者氫氣還原在W/O型微乳液水核中的貴金屬鹽,得到了單分散的Pt,Pd,Ru,Ir金屬顆粒(3~nm)。從此以后,不斷有文獻報道用微乳液合成各種納米粒子。本文從納米粒子制備的角度出發,論述了微乳反應器的原理、形成與結構,并對微乳液在納米材料制備領域中的應用狀況進行了闡述。

1微乳反應器原理

在微乳體系中,用來制備納米粒子的一般是W/O型體系,該體系一般由有機溶劑、水溶液。活性劑、助表面活性劑4個組分組成。常用的有機溶劑多為C6~C8直鏈烴或環烷烴;表面活性劑一般有AOT[2一乙基己基]磺基琥珀酸鈉]。AOS、SDS(十二烷基硫酸鈉)、SDBS(十六烷基磺酸鈉)陰離子表面活性劑、CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)陽離子表面活性劑、TritonX(聚氧乙烯醚類)非離子表面活性劑等;助表面活性劑一般為中等碳鏈C5~C8的脂肪酸。

W/O型微乳液中的水核中可以看作微型反應器(Microreactor)或稱為納米反應器,反應器的水核半徑與體系中水和表面活性劑的濃度及種類有直接關系,若令W=[H2O/[表面活性劑],則由微乳法制備的納米粒子的尺寸將會受到W的影響。利用微膠束反應器制備納米粒子時,粒子形成一般有三種情況(可見圖1、2、3所示)。

(l)將2個分別增溶有反應物A、B的微乳液混合,此時由于膠團顆粒間的碰撞,發生了水核內物質的相互交換或物質傳遞,引起核內的化學反應。由于水核半徑是固定的,不同水核內的晶核或粒子之間的物質交換不能實現,所以水核內粒子尺寸得到了控制,例如由硝酸銀和氯化鈉反應制備氯化鈉納粒。

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煤基多孔材料制備過程研究

摘要:對煤基多孔材料制備過程中炭化和活化階段進行了簡要分析,重點闡述了炭化過程對材料結構的影響,并詳細綜述了化學活化、物理活化和物理化學活化過程,為煤基多孔材料的應用提供經驗。

關鍵詞:煤基多孔材料;制備;炭化;活化

煤基多孔材料是以煤炭及其附屬產品為原料制備的孔結構發達的炭素材料,主要包括活性炭、多孔炭球、石墨烯、炭氣凝膠等[1]。因其具有比表面積大、孔隙發達、易于加工、價格低廉的特點,廣泛用于吸附、催化、環保、儲能等領域[2]。煤基多孔材料包括普遍使用的活性炭,承載革命性意義的石墨烯,具備獨特性能的碳氣凝膠、碳干凝膠、碳納米纖維、碳球、碳納米片及泡沫碳等,它們之間的差異主要在于孔隙結構的形態。活性炭是一種最常見的煤基多孔材料,它是用煤炭、木材、果殼等含碳物質通過適當的方法成型,在高溫和缺氧條件下活化制成的一種黑色粉末狀或顆粒狀、片狀、柱狀的炭質材料,是煤基多孔材料的典型代表[3]。由于活性炭高度發達的孔隙結構和極大的比表面積,用途十分廣泛[4]。活性炭的孔隙包括從微孔到肉眼可見的大孔,基本上呈連續分布。杜比寧把半徑小于2nm的稱為微孔,2nm~100nm的稱過渡孔,大于100nm的孔稱大孔。活性炭的孔隙形狀多種多樣,有近于圓形的,有裂口狀、溝槽狀、狹縫狀和瓶頸狀等。除了傳統的粉末和顆粒活性炭外,新品種開發煤基多孔材料的進展也很快,如珠球狀活性炭、纖維狀活性炭、活性炭氈、活性炭布和具有特殊表面性質的活性炭等。另外,在煤加工過程中得到的固體產品或殘渣,如熱解半焦、超臨界抽提殘煤、褐煤液化殘渣也可以加工成活性炭或其代用品,它們生產成本低,用于煤加工過程的“三廢”也更加適宜。常見的煤基多孔材料的制備方法有活化法、模板法等,制備過程分為炭化與活化兩個制備階段。

1炭化過程

炭化是指將煤中的非碳元素(如H、O)高溫分解,使其以氣體形式排出,獲得有序的結晶生成物。研究發現,可以通過調整炭化工藝參數的方式使原料炭化后具備所需的性質[5]。Jankowska等[6]研究表明,升溫速率是影響炭化性質的關鍵工藝參數。解強[7]在馬弗爐中研究了炭化升溫速率對活性炭性能的影響,發現較低的速率有助于提升炭化料的收率,并制造出優質的活性炭。但炭化是制備第一步,它可以使原材料形成類似石墨的微晶結構,生成初級孔隙結構,然而這些孔隙無序或被其他物質堵塞和封閉,導致比表面積較小,需要進一步活化。

2活化過程

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納米材料制備分析論文

1982年,Boutonmt首先報道了應用微乳液制備出了納米顆粒:用水合胼或者氫氣還原在W/O型微乳液水核中的貴金屬鹽,得到了單分散的Pt,Pd,Ru,Ir金屬顆粒(3~nm)。從此以后,不斷有文獻報道用微乳液合成各種納米粒子。本文從納米粒子制備的角度出發,論述了微乳反應器的原理、形成與結構,并對微乳液在納米材料制備領域中的應用狀況進行了闡述。

1微乳反應器原理

在微乳體系中,用來制備納米粒子的一般是W/O型體系,該體系一般由有機溶劑、水溶液。活性劑、助表面活性劑4個組分組成。常用的有機溶劑多為C6~C8直鏈烴或環烷烴;表面活性劑一般有AOT[2一乙基己基]磺基琥珀酸鈉]。AOS、SDS(十二烷基硫酸鈉)、SDBS(十六烷基磺酸鈉)陰離子表面活性劑、CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)陽離子表面活性劑、TritonX(聚氧乙烯醚類)非離子表面活性劑等;助表面活性劑一般為中等碳鏈C5~C8的脂肪酸。

W/O型微乳液中的水核中可以看作微型反應器(Microreactor)或稱為納米反應器,反應器的水核半徑與體系中水和表面活性劑的濃度及種類有直接關系,若令W=[H2O/[表面活性劑],則由微乳法制備的納米粒子的尺寸將會受到W的影響。利用微膠束反應器制備納米粒子時,粒子形成一般有三種情況(可見圖1、2、3所示)。

(l)將2個分別增溶有反應物A、B的微乳液混合,此時由于膠團顆粒間的碰撞,發生了水核內物質的相互交換或物質傳遞,引起核內的化學反應。由于水核半徑是固定的,不同水核內的晶核或粒子之間的物質交換不能實現,所以水核內粒子尺寸得到了控制,例如由硝酸銀和氯化鈉反應制備氯化鈉納粒。

(2)一種反應物在增溶的水核內,另一種以水溶液形式(例如水含肼和硼氫化鈉水溶液)與前者混合。水相內反應物穿過微乳液界面膜進入水核內與另一反應物作用產生晶核并生長,產物粒子的最終粒徑是由水核尺寸決定的。例如,鐵,鎳,鋅納米粒子的制備就是采用此種體系。

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納米材料的合成與制備方法論文

摘要:介紹了幾種納米材料的物理和化學制備方法,并對不同方法的優劣進行了討論。

關鍵詞:納米材料;物理方法;化學方法

一、引言

納米材料和納米科技被廣泛認為是二十一世紀最重要的新型材料和科技領域之一。早在二十世紀60年代,英國化學家Thomas就使用“膠體”來描述懸浮液中直徑為1nm-100nm的顆粒物。1992年,《NanostructuredMaterials》正式出版,標志著納米材料學成為一門獨立的科學。納米材料是指任意一維的尺度小于100nm的晶體、非晶體、準晶體以及界面層結構的材料。當粒子尺寸小至納米級時,其本身將具有表面與界面效應、量子尺寸效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應,這些效應使得納米材料具有很多奇特的性能。自1991年Iijima首次制備了碳納米管以來,一維納米材料由于具有許多獨特的性質和廣闊的應用前景而引起了人們的廣泛關注。納米結構無機材料因具有特殊的電、光、機械和熱性質而受到人們越來越多的重視。美國自1991年開始把納米技術列入“政府關鍵技術”,我國的自然科學基金等各種項目和研究機構都把納米材料和納米技術列為重點研究項目。由于納米材料的形貌和尺寸對其性能有著重要的影響,因此,納米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作為高級納米結構材料和納米器件的基本構成單元(Bui1dingBlocks),納米顆粒的合成與組裝是納米科技的重要組成部分和基礎。本文簡單綜述了納米材料合成與制備中常用的幾種方法,并對其優劣進行了比較。

二、納米材料的合成與制備方法

2.1物理制備方法

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納米材料制備和應用研究論文

在充滿生機的21世紀,信息、生物技術、能源、環境、先進制造技術和國防的高速發展必然對材料提出新的需求,元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲和超快傳輸等對材料的尺寸要求越來越小;航空航天、新型軍事裝備及先進制造技術等對材料性能要求越來越高。新材料的創新,以及在此基礎上誘發的新技術。新產品的創新是未來10年對社會發展、經濟振興、國力增強最有影響力的戰略研究領域,納米材料將是起重要作用的關鍵材料之一。納米材料和納米結構是當今新材料研究領域中最富有活力、對未來經濟和社會發展有著十分重要影響的研究對象,也是納米科技中最為活躍、最接近應用的重要組成部分。近年來,納米材料和納米結構取得了引人注目的成就。例如,存儲密度達到每平方某時400G的磁性納米棒陣列的量子磁盤、成本低廉、發光頻段可調的高效納米陣列激光器、價格低廉高能量轉化的納米結構太陽能電池和熱電轉化元件、用作軌道炮道軌的耐燒蝕高強高韌納米復合材料等的問世,充分顯示了它在國民經濟新型支柱產業和高技術領域應用的巨大潛力。正像美國科學家估計的“這種人們肉眼看不見的極微小的物質很可能給予各個領域帶來一場革命”。納米材料和納米結構的應用將對如何調整國民經濟支柱產業的布局、設計新產品、形成新的產業及改造傳統產業注入高科技含量提供新的機遇。

研究納米材料和納米結構的重要科學意義在于它開辟了人們認識自然的新層次,是知識創新的源泉。由于納米結構單元的尺度(1~100urn)與物質中的許多特征長度,如電子的德布洛意波長、超導相干長度、隧穿勢壘厚度、鐵磁性臨界尺寸相當,從而導致納米材料和納米結構的物理、化學特性既不同于微觀的原子、分子,也不同于宏觀物體,從而把人們探索自然、創造知識的能力延伸到介于宏觀和微觀物體之間的中間領域。在納米領域發現新現象,認識新規律,提出新概念,建立新理論,為構筑納米材料科學體系新框架奠定基礎,也將極大豐富納米物理和納米化學等新領域的研究內涵。世紀之交高韌性納米陶瓷、超強納米金屬等仍然是納米材料領域重要的研究課題;納米結構設計,異質、異相和不同性質的納米基元(零維納米微粒、一維納米管、納米棒和納米絲)的組合。納米尺度基元的表面修飾改性等形成了當今納米材料研究新熱點,人們可以有更多的自由度按自己的的意愿合成具有特殊性能的新材料。利用新物性、新原理、新方法設計納米結構原理性器件以及納米復合傳統材料改性正孕育著新的突破。

1研究形狀和趨勢

納米材料制備和應用研究中所產生的納米技術很可能成為下一世紀前20年的主導技術,帶動納米產業的發展。世紀之交世界先進國家都從未來發展戰略高度重新布局納米材料研究,在千年交替的關鍵時刻,迎接新的挑戰,抓緊納米材料和柏米結構的立項,迅速組織科技人員圍繞國家制定的目標進行研究是十分重要的。

納米材料誕生州多年來所取得的成就及對各個領域的影響和滲透一直引人注目。進入90年代,納米材料研究的內涵不斷擴大,領域逐漸拓寬。一個突出的特點是基礎研究和應用研究的銜接十分緊密,實驗室成果的轉化速度之快出乎人們預料,基礎研究和應用研究都取得了重要的進展。美國已成功地制備了晶粒為50urn的納米Cu的決體材料,硬度比粗晶Cu提高5倍;晶粒為7urn的Pd,屈服應力比粗晶Pd高5倍;具有高強度的金屬間化合物的增塑問題一直引起人們的關注,晶粒的納米化為解決這一問題帶來了希望,納米金屬間化合物FqsAJZCr室成果的轉化,到目前為止,已形成了具有自主知識產權的幾家納米粉體產業,睦次鸚米氧化硅。氧化鈦、氮化硅核區個文的易實他借個緲陽放寬在納米添加功能陶瓷和結構陶瓷改性方面也取得了很好的效果。

根據納米材料發展趨勢以及它在對世紀高技術發展所占有的重要地位,世界發達國家的政府都在部署本來10~15年有關納米科技研究規劃。美國國家基金委員會(NSF)1998年把納米功能材料的合成加工和應用作為重要基礎研究項目向全國科技界招標;美國DARPA(國家先進技術研究部)的幾個計劃里也把納米科技作為重要研究對象;日本近匕年來制定了各種計劃用于納米科技的研究,例如Ogala計劃、ERATO計劃和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究計劃,1997年,納米科技投資1.28億美元;德國科研技術部幫助聯邦政府制定了1995年到2010年15年發展納米科技的計劃;英國政府出巨資資助納米科技的研究;1997年西歐投資1.2億美元。據1999年7月8日《自然》最新報道,納米材料應用潛力引起美國白宮的注意;美國總統克林頓親自過問納米材料和納米技術的研究,決定加大投資,今后3年經費資助從2.5億美元增

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苔蘚為原料制備建筑用隔熱材料探討

摘要:本研究探討了使用苔蘚作為建筑用隔熱板材料的可能性。以苔蘚、秸稈和蘆葦為原料,水玻璃為黏結劑,設計了不同組分的隔熱材料,并對材料的熱學性質和力學性質進行了測定。結果表明由苔蘚和秸稈制備的復合材料密度為156kg/m3~190kg/m3、導熱系數為0.044W/(m·K)~0.046W/(m·K)、干燥過程中不收縮、抗壓強度在0.20MPa~0.21MPa之間,是一種性能良好的建筑保溫材料。

關鍵詞:苔蘚;秸稈;蘆葦;隔熱材料

1前言

為了降低建筑物的能源成本,就需要選擇合適的隔熱材料。隔熱材料的基本特性主要包括導熱性、機械強度、堅固性、耐久性、耐水性等,此外還需考慮其成本和對環境的影響。隨著人們環保意識的增強,建筑材料對環境的影響越來越受到關注,植物纖維,如稻草、亞麻、玉米、竹子、稻殼、木材、椰子等,在經濟、能源和環境的可持續性等方面具有顯著的優勢,因此在建筑業中受到了廣泛關注。農產品加工過程中產生的廢物可通過各種處理手段得到隔熱材料,從熱機械性能、能量性能和成本性能以及可持續性方面考慮,農業廢物是一種極具潛力的材料。這些天然材料以地毯、板或卷的形式制成,可應用于墻壁、屋頂、地板和天花板的隔熱。在保溫板上使用天然材料比石油副產品具有更大的優勢,因為它對環境的危害較小,所含的碳和氮不會作為有害氣體釋放到環境中。此外,天然材料對人體健康和環境幾乎沒有威脅,且天然材料的能源和生命周期成本更低。使用當地的天然材料,可以減少對經濟和環境的影響,并且降低對石油和不可再生能源的依賴。苔蘚又名泥炭蘚,生長在海拔較高的山區熱帶、亞熱帶的潮濕地或沼澤地,具有生態相容性、藥用特性和低導熱性的特征。本文研究探討了將苔蘚用于板材隔熱材料的可行性,并對相應的性能進行測定。

2實驗材料與方法

制造絕熱板所用的纖維來自苔蘚。苔蘚是一種纖維狀植物,長約50mm~100mm。苔蘚收獲后,首先在40℃~50℃的室內干燥6h~8h,然后切成長度為10mm~20mm的原料。秸稈和蘆葦用于提升絕熱材料的剛性,減少干燥過程中的收縮,秸稈和蘆葦均切成15mm~20mm的長度。水玻璃作為粘合劑,硅酸鹽模數為2.9,pH值為11~12,黏度為00194(N·s)/m2,密度為1.45g/cm3~1.47g/cm3,導熱系數為0.23W/(m·K)。在樣品制備過程中,根據樣品尺寸和成分進行稱重。將粘合劑和纖維混合后均勻地放入模具中并蓋上蓋子,施加0.2MPa的壓力并保持5h~6h,隨后移除,并在40℃~50℃下干燥6h~7h。實驗過程中制備了不同體系的絕熱材料,第一類是以苔蘚為單一原料制備隔熱材料;第二類是將蘆葦和秸稈與苔蘚混合,得到兩種不同成分體系的混合料。

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羥基磷灰石涂層材料制備論文

〔摘要〕目的:觀察含鑭羥基磷灰石作為涂層材料的細胞相容性。方法:將原代培養的成骨細胞接種到涂層表面,采用細胞計數觀察第1、7、14、21天細胞在材料表面的附著、增殖情況,采用SEM觀察細胞在材料表面的形態變化,并且對21d內細胞的堿性磷酸酶活性進行檢測。結果:成骨細胞在材料表面的細胞增殖數與對照組間無顯著性差異,細胞在材料表面伸展良好,粘附牢固,并具有良好的細胞形態及增殖率,堿性磷酸酶活性逐漸增加。結論:含鑭羥基磷灰石涂層材料具有良好的細胞相容性。

關鍵詞鑭;羥基磷灰石類;涂層;成骨細胞;堿性磷酸酶

鈦合金表面的生物陶瓷涂層以其優良的生物學性能已作為種植體材料廣泛應用于臨床,目前常用的涂層材料為羥基磷灰石(HA),但已有文獻報道由于涂層工藝及HA穩定性的問題,使HA涂層在體內迅速溶解而導致種植體的失敗〔1,2〕。本研究在HA中添加了稀土元素鑭,使其晶體更加穩定〔3〕,同時采用新的涂層工藝,使其在鈦合金表面形成穩定和牢固的涂層。在對該涂層材料的細胞毒性進行研究的基礎上〔4〕,為進一步觀察用含鑭羥基磷灰石涂層后材料的細胞相容性,本實驗在體外研究了該涂層材料與成骨細胞間的相互作用,為進一步的體內研究提供了理論和實驗依據。

1材料與方法

1.1含鑭羥基磷灰石涂層材料的制備

在直徑為10mm,厚1.5mm的鈦表面制備含鑭羥基磷灰石涂層材料La-HA(西安交通大學金屬材料強度實驗室提供),將涂層圓片用體積分數(φ)為75%乙醇超聲振蕩清洗后,再用三蒸水超聲振蕩清洗3遍,烘干,60Co輻射滅菌后備用。

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微乳化技術在納米材料制備中應用研究論文

一般情況下,我們將兩種互不相溶液體在表面活性劑作用下形成的熱力學穩定的、各向同性、外觀透明或半透明、粒徑l~100nm的分散體系稱為微乳液。相應地把制備微乳液的技術稱之為微乳化技術(MET)。自從80年代以來,微乳的理論和應用研究獲得了迅速的發展,尤其是90年代以來,微乳應用研究發展更快,在許多技術領域:如三次采油,污水治理,萃取分離,催化,食品,生物醫藥,化妝品,材料制備,化學反應介質,涂料等領域均具有潛在的應用前景。我國的微乳技術研究始于80年代初期,在理論和應用研究方面也取得了相當的成果。

1982年,Boutonmt首先報道了應用微乳液制備出了納米顆粒:用水合胼或者氫氣還原在W/O型微乳液水核中的貴金屬鹽,得到了單分散的Pt,Pd,Ru,Ir金屬顆粒(3~nm)。從此以后,不斷有文獻報道用微乳液合成各種納米粒子。本文從納米粒子制備的角度出發,論述了微乳反應器的原理、形成與結構,并對微乳液在納米材料制備領域中的應用狀況進行了闡述。

1微乳反應器原理

在微乳體系中,用來制備納米粒子的一般是W/O型體系,該體系一般由有機溶劑、水溶液。活性劑、助表面活性劑4個組分組成。常用的有機溶劑多為C6~C8直鏈烴或環烷烴;表面活性劑一般有AOT[2一乙基己基]磺基琥珀酸鈉]。AOS、SDS(十二烷基硫酸鈉)、SDBS(十六烷基磺酸鈉)陰離子表面活性劑、CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)陽離子表面活性劑、TritonX(聚氧乙烯醚類)非離子表面活性劑等;助表面活性劑一般為中等碳鏈C5~C8的脂肪酸。

W/O型微乳液中的水核中可以看作微型反應器(Microreactor)或稱為納米反應器,反應器的水核半徑與體系中水和表面活性劑的濃度及種類有直接關系,若令W=[H2O/[表面活性劑],則由微乳法制備的納米粒子的尺寸將會受到W的影響。利用微膠束反應器制備納米粒子時,粒子形成一般有三種情況(可見圖1、2、3所示)。

(l)將2個分別增溶有反應物A、B的微乳液混合,此時由于膠團顆粒間的碰撞,發生了水核內物質的相互交換或物質傳遞,引起核內的化學反應。由于水核半徑是固定的,不同水核內的晶核或粒子之間的物質交換不能實現,所以水核內粒子尺寸得到了控制,例如由硝酸銀和氯化鈉反應制備氯化鈉納粒。

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相變儲能保溫建筑材料制備及性能評價

摘要:考慮到建筑材料要求無毒、不易燃、無腐蝕,有較好的相變可逆性,且相變潛熱大,原料易得價格便宜的特點,筆者用石蠟做儲能物質,相變溫度30℃,與交聯高密度聚乙烯復合制備了一種定形復合相變材料石蠟/交聯高密度聚乙烯復合相變材料,與普通建筑材料結合可制成能夠調節溫度、儲蓄熱能的建筑材料。

關鍵詞:相變儲能;建筑材料;石蠟;交聯高密度聚乙烯

在建筑中利用相變儲能材料,要考慮一下幾個方面:(1)材料的相變溫度要與建筑設計溫度差別不大,否則儲能材料無法發揮保溫作用;(2)成本問題,制作相變儲能保溫建筑材料的原材料是否廉價易得直接關系到材料能否被選用;(3)無毒、不易燃、不揮發,建筑是人類長時間活動的處所,因此建筑材料關系人類安全;(4)材料的相變性,關系著建筑的保溫性能。本文采用石蠟做儲能物質,石蠟是石油副產品,具有價格便宜、易得的特點,其化學穩定性好,自成核,沒有相分離和腐蝕性,相變溫度為30℃與人類適宜居住溫度相類似,適宜做保溫建筑材料的原材料。采用熔融共混方法制備石蠟/交聯高密度聚乙烯復合相變材料,并對復合材料進行表征與測試,評價復合材料的性能。

1石蠟/交聯高密度聚乙烯定形相變儲能保溫建筑材料的制備

1.1原料配比及儀器

石蠟:熔點為30℃左右;交聯高密度聚乙烯,密度為943~0.497g/cm3,熔點約為130℃,熔體流動速率為1.0~1.5g/1min;石墨:四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧劑1010):純度大于98.0%。儀器有:電爐真空干燥箱,熱重分析儀,差示掃描量熱儀,導熱分析儀。

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納米材料制備中微乳化技術的應用論文

1982年,Boutonmt首先報道了應用微乳液制備出了納米顆粒:用水合胼或者氫氣還原在W/O型微乳液水核中的貴金屬鹽,得到了單分散的Pt,Pd,Ru,Ir金屬顆粒(3~nm)。從此以后,不斷有文獻報道用微乳液合成各種納米粒子。本文從納米粒子制備的角度出發,論述了微乳反應器的原理、形成與結構,并對微乳液在納米材料制備領域中的應用狀況進行了闡述。

1微乳反應器原理

在微乳體系中,用來制備納米粒子的一般是W/O型體系,該體系一般由有機溶劑、水溶液。活性劑、助表面活性劑4個組分組成。常用的有機溶劑多為C6~C8直鏈烴或環烷烴;表面活性劑一般有AOT[2一乙基己基]磺基琥珀酸鈉]。AOS、SDS(十二烷基硫酸鈉)、SDBS(十六烷基磺酸鈉)陰離子表面活性劑、CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)陽離子表面活性劑、TritonX(聚氧乙烯醚類)非離子表面活性劑等;助表面活性劑一般為中等碳鏈C5~C8的脂肪酸。

W/O型微乳液中的水核中可以看作微型反應器(Microreactor)或稱為納米反應器,反應器的水核半徑與體系中水和表面活性劑的濃度及種類有直接關系,若令W=[H2O/[表面活性劑],則由微乳法制備的納米粒子的尺寸將會受到W的影響。利用微膠束反應器制備納米粒子時,粒子形成一般有三種情況(可見圖1、2、3所示)。

(l)將2個分別增溶有反應物A、B的微乳液混合,此時由于膠團顆粒間的碰撞,發生了水核內物質的相互交換或物質傳遞,引起核內的化學反應。由于水核半徑是固定的,不同水核內的晶核或粒子之間的物質交換不能實現,所以水核內粒子尺寸得到了控制,例如由硝酸銀和氯化鈉反應制備氯化鈉納粒。

(2)一種反應物在增溶的水核內,另一種以水溶液形式(例如水含肼和硼氫化鈉水溶液)與前者混合。水相內反應物穿過微乳液界面膜進入水核內與另一反應物作用產生晶核并生長,產物粒子的最終粒徑是由水核尺寸決定的。例如,鐵,鎳,鋅納米粒子的制備就是采用此種體系。

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