论述纳米材料制备方法。

题目
问答题
论述纳米材料制备方法。
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相似问题和答案

第1题:

当前纳米材料研究的趋势是()。

  • A、由随机合成过渡到可控合成
  • B、由纳米单元的制备,通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样
  • C、由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料
  • D、纳米材料技术与生物技术相结合

正确答案:A,B,C

第2题:

介绍一种生物基纳米复合材料的研发目的、制备方法及产物的主要功能特点?


正确答案: 生物基纳米纤维素及其自聚集气凝胶的制备
由于目前对生物质纤维素的开发与利用技术还不完善,仍有大量的纤维素资源被遗弃在田间,或被焚烧掉,整个纤维素资源的利用附加值仍有待于进一步提高.合理开发利用这些生物质资源,制备出性能优异的纤维素基制品,使其更好地为人类的生产生活服务,有着重要的研究意义。
将制备的纳米纤维素水悬浊液浇注到培养皿中,置于冰箱中冷冻处理,冷冻时间大于24h。然后将冷冻的样品置于冷冻干燥机中进行冷冻干燥处理,制得纳米纤维素气凝胶。冷冻干燥过程中,冷胼温度低于-55℃,真空度低于15Pa。
当水悬池液的浓度低于0.2wt%时,经冷冻干燥后,高强度超声纳米纤维素及TEMPO氧化纳米纤维素会自聚集成细长的纤维,并形成三维网状缠结结构。当水悬浊液的浓度大于0.5wt%时,以上两种纳米纤维素会自聚集成二维片状结构。由于长度较短,盐酸水解纳米纤维素及硫酸水解纳米纤维素经冷冻干燥处理后只能自聚集成二维片状结构。高强度超声纳米纤维素及TEMPO氧化纳米纤维素气凝胶具有非常好的柔軔性,可以反复弯曲。这两种气凝胶还具有非常高的水分承载值及染料吸附能力。所有纳米纤维素气凝胶均显示出良好的热绝缘及声吸附特征。
由高长径比的纳米纤维素自聚集成的高强度超声纳米纤维素及TEMPO氧化纳米纤维素气凝胶,显示出了较强的柔韧性及延展性。当将压缩后得到的小薄片浸渍于水中,气凝胶的容积仍可被缓慢的恢复,表明这一气凝胶具有强健的交联网络及稳定的孔隙结构。由于纳米纤维素气凝胶具有非常高的孔隙率,十分有利于离子及分子的进入和扩散,使气凝胶具有较强的吸附能力。
纳米纤维素气凝胶还具有热绝缘特征。
纳米纤维素气凝胶还具有十分优异的声吸附特征,在低频条件下,气凝胶的吸声率较低,但会随着声频率的提高而逐渐增大。

第3题:

制备纳米粒的材料为( )。


正确答案:B

第4题:

简述纳米材料制备过程中的主要问题和解决方法。


正确答案: (1)纳米粒子的分散。纳米粒子粒径小,表面能高,极易形成团聚的大颗粒
解决方法:
超声分散:利用超声波空化产生的高温、高压或强冲击波和微射 流作用,可大幅度地弱化纳米粒子的表面作用和静电作用,有效地防止纳米粒子团聚而使之充分分散。 机械搅拌分散 化学改性分散。通过化学反应赋予纳米粒子表面一定的有机化合物薄膜,可以提高纳米粒子在有机基质中的分散性。 分散剂分散
(2)纳米粒子的污染:目前没有十分有效的解决方法。

第5题:

纳米材料制备新技术有哪些?


正确答案: ①微波化学合成法
②脉冲激光沉积薄膜
③分子自组装法
④原位生成法

第6题:

制备纳米粒子有哪些方法?


正确答案:1.化学气相沉积法。
2.沉淀法
3.溶胶-凝胶法
4.微乳液法
5.流变相合成法
6.水热及溶剂热法
7.先驱物法

第7题:

论述纳米纤维素的主要制备方法及产物特点?


正确答案: 纳米纤维素(Nanocelluloe,NC)是以纤维材料作为原料,通过化学、物理或生物处理的途径制备的具有一维纳米尺寸的纤维素材料,它具有纤维素的基本结构、性能以及纳米颗粒的典型特性,如:密度低,来源于可再生原料,可生物降解,弹性模量高达140GPa,有利于对其进行表面改性等。巨大的比表面积、较高的杨氏模量、超强的吸附能力和高的反应活性,使纳米纤维素具有一些特有的光学性质、流变性能和机械性能。这些特性使其具有广泛的应用价值,可以作为纳米复合材料中的增强材料,以及用于医药、包装、造纸、食品添加剂、油漆涂料、地板、建材等领域。
生物质纳米纤维素的制备方法主要包括强酸水解法、机械分离法、化学预处理结合机械分离法和酶处理结合机械分离法等,.
强酸水解法主要指利用浓硫酸、浓盐酸等强酸处理生物质纤维素,水解掉无定形区物质,保留结晶区的结构完整性,制得长度较短、结晶度较高的纳米纤维素晶须。在利用硫酸的水解过程中,会一定程度上在纳米纤维素晶须的表面引入少量负电荷。这些负电荷间的静电斥力可帮助纳米纤维素晶须均勾的分散在水中。所得晶须具有非常高的比表面积,使其在与聚合物复合时,能够与聚合物形成充足的接触面积,进而起到较好的增强作用。
机械分离法主要包括高压匀质处理、高速研磨处理、高速搅拌处理以及高强度超声处理等。高压匀质处理主要是通过均质机内的匀质阀突然失压形成空穴效应和高速冲击,产生强烈的剪切作用,将生物质纤维素机械纤,制得纳米纤维素。这一方法可以批量化生产纳米纤维素,存在的主要问题在于所得纳米纤维素的尺度并不均匀。此外,在纳米纤维素制备过程中,匀质机容易堵塞,为此对通入均质机中的纤维素样品的尺寸要求较高,不宜过大。
高速研磨处理是将纤维素注入到静态磨石与动态磨石之间,在研磨机工作后,动态磨石高速旋转,与静态磨石间产生强烈的剪切作用力,将磨石中间的纤维素“剪开”,制得纳米纤维素。但是在高速研磨的过程中,磨石间的剪切力对纳米纤维素的结晶区也会产生影响,一定程度上降低了所得纳米纤维素的结晶度。
高速搜拌处理是通过高速旋转的马达带动转子转动,进而带动液体高速转动。在高速旋转的过程中,纳米纤维素间相互碰撞,高速运动的水流也会对纳米纤维素产生较强的冲击作用,进而将纳米纤维素分离出来。这一方法的不足在于产量较低,很难实现连续化、批量化生产。高强度超声处理主要是借助高强度超声波在水中产生的空化作用,对纤维素进行开纤处理。但是在所得样品中也存在一定的直径较粗的纤维,纤维的直径分布范围较大。

第8题:

何谓纳米材料?纳米材料通常可分为哪些类型?目前有哪些常用的制备方法?纳米材料有何特性?有哪些应用前景?


参考答案:纳米材料是指显微结构中的物相具有纳米级尺寸的材料;可分为:纳米粒子;纳米固体;纳米组装系统;制备方法主要有:沉淀法,浸渍法,水热法,微波辐射法,超声波辐射合成法等;特性:小尺寸效应,表面效应,量子尺寸效应,宏观隧道效应等;在光学材料,催化材料,贮氢材料,磁性材料等领域有广泛的应用。

第9题:

简述块体纳米材料的制备方法原理


正确答案: 外压力合成法:
(1)惰性气体凝聚原位加压成形法
(2)高能机械研磨法  
(3)电解沉积法   
相变界面成形法:
非晶晶化法  
大塑性变形法(粉末冶金法,高温、高压法) 
电解沉积法原理:电解沉积法是指在溶液中带正电的金属离子,吸附到带负电的纳米颗粒表面,然后在电动力的作用下移至阴极,金属离子还原成原子,并与所俘获的纳米颗粒一起占据阴极金属或合金表面的位置,而形成涂层,逐渐形成薄膜纳米材料。 
非晶晶化法原理:非晶晶化法是通过控制非晶态固体的晶化动力,来获得块体纳米材料的方法,它包括非晶态固体的获得和晶化两个过程。 
大塑性变形法原理:它是材料在准静态压力作用下自身发生严重塑性变形,从而将材料的晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米数量级。 
粉末冶金法原理:粉末冶金法是把纳米粉压实成实体,然后放到热压炉中烧结。 
高温、高压法原理:高温、高压法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内,加压至数GPa后升温,通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率,从而实现晶粒的纳米化 ,然后再从高温下固相淬火以保持高温、高压组织。

第10题:

块体纳米材料的制备技术有哪些?


正确答案: (1)惰性气体凝聚原位加压成型法:
合成过程分为两步:气体冷凝获得纳米粉末,纳米粉末被加压致密。整个过程是在超高真空室内进行。
(2)机械合金研磨结合加压成块 在干燥的球形装料机内,在高真空氩气的保护下,通过机械研磨过程中调整运行的硬质钢球与研磨体之间相互碰撞对粉末粒子反复进行熔结、断裂、再熔结的过程 使晶粒不断细化,达到纳米尺寸,然后,纳米粉再采用热挤压、热静压等技术制得块状纳米材料。
(3)非晶晶化法
需要两个独立的过程,非晶态合金的制备和退火处理过程。
(4)大塑性变形法,喷雾沉积法、离子注入法等。