一種納米多孔能量吸收材料製備方法
2023-09-20 20:16:45
一種納米多孔能量吸收材料製備方法
【專利摘要】一種納米多孔能量吸收材料製備方法，屬於納米材料製備領域，該方法可以調節材料的比表面積和固液界面特性，以適應不同領域的應用，其步驟包括：a、提供原材料；b、提供基液；c、將原材料與基液混合，加入分散劑並攪拌均勻；d、將混合液在攪拌的情況下加熱至沸騰；e、向沸騰的混合物中加入添加物，沸騰反應5-300分鐘；f冷卻至室溫，得到納米多孔能量吸收材料。該種納米多孔能量吸收材料製備方法，減小了原料損耗，簡化了工藝，降低了成本，適於大規模生產，具有很好的推廣利用價值。
【專利說明】一種納米多孔能量吸收材料製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於納米新型材料領域，涉及一種能量吸收材料製備方法，尤其是一種應 用於多種領域的納米多孔能量吸收材料製備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，機動車對人們來講已並不陌生，因其快 捷、高效、便利，近年來我國機動車保有量迅速增長。而另一方面，人們在享受著機動車帶來 便捷的同時也不得不面臨另一個嚴重問題，機動車保有量迅速增長，交通流量也隨之增大， 造成了車輛數量與道路比例嚴重失調，這對道路的輸送能力也提出了嚴峻的挑戰，加之交 通管理不善等原因，造成交通事故頻繁，傷亡人數增多。
[0003] 引發眾多交通事故發生的另一個重要原因是機動車本身的安全性能。目前，機動 車車身所使用的材料通常為多孔金屬、複合材料、泡沫材料、形狀記憶合金等，這些材料在 發生碰撞的時候，不能使碰撞產生的能量得到有效吸收或者轉化，從而對人體造成巨大傷 害，這是導致人員傷亡很重要的因素之一。
[0004] 交通事故是瞬間發生的災難性事件，邊界條件千差萬別，很少有完全相同和重複 的事故發生，而且有些事故發生前不能人為避免。有效提高機動車本身材料的安全性能可 以緩解交通事故的嚴重程度，同時可減少事故給人們造成的損失。因此，亟待一種新型吸能 材料的出現。
[0005] 納米科技是20世紀80年代末、90年代初發展起來的一種前沿、交叉性的學科領 域，近年來得到了迅猛發展。納米材料已經作為一種新興材料在材料領域佔據了極其重要 的地位。納米多孔材料是納米材料發展以來的第三代材料，它巨大的比表面積提供了一個 理想的能量轉換平臺。當固體和流體耦合時，該材料巨大的內表面得以被充分利用，使得納 米多孔材料和功能流體的結合成為新型的有巨大潛力的多功能能量轉換系統。
[0006] 目前的納米材料製備方法可以滿足一些領域的應用，但是它們通常能耗較高、工 藝比較複雜，而且製備的材料分散性差、易團聚，比表面積和固液界面特性不可調，應用範 圍存在局限性。
【發明內容】
[0007] 本發明的技術任務是針對上述現有技術中的不足提供一種納米多孔能量吸收材 料製備方法，該製備方法可以調節材料的比表面積和固液界面特性，以適應不同領域的應 用。
[0008] 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：該種納米多孔能量吸收材料製備 方法，其特徵是，其步驟包括：a、提供原材料；b、提供基液；c將原材料與基液混合，加入分 散劑並攪拌均勻；d、將混合液在攪拌的情況下加熱至沸騰；e、向沸騰的混合物中加入添加 物，沸騰反應5-300分鐘；f冷卻至室溫，得到納米多孔能量吸收材料。
[0009] 可選的，所述的原材料為沸石、納米多孔二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、二氧化鈦、Au、 Cu、PMMA、碳納米管中的一種或者多種，或者為製備以上某種材料的化合物。
[0010] 可選的，所述的基液為去離子水、醇水混合溶劑或者鹼性溶液。
[0011] 可選的，所述的分散劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一種或幾種。
[0012] 可選的，該方法中的攪拌包括超聲波。
[0013] 可選的，所述的添加物為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中、氯化十六烷基三 甲基季銨鹽粉體中的一種或幾種。
[0014] 本發明具有以下突出的有益效果：與現有技術相比，本發明的製備方法使得材料 的比表面積和固液界面特性可以調節，可以根據不同的應用領域配置相應的能量吸收材 料，而且所製備的納米多孔能量吸收材料顆粒小、無團聚、分散性好，同時減小了原料損耗， 簡化了工藝，降低了成本，適於大規模生產，具有很好的推廣利用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 附圖1是本發明的工藝流程示意圖。
[0016] 附圖2是本發明製備材料的能量吸收示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 如圖1、圖2所示，下面結合具體實施例，對本發明的納米多孔能量吸收材料製備 方法進一步進行闡述，以下實施例不唯一。
[0018] 實施例1
[0019] 首先進行步驟S1，提供原材料，原材料為硝酸鋅；
[0020] 接著進行步驟S2,提供基液，基液為_乙_醇和水的混合溶劑；
[0021] 接著進行步驟S3,將0. 05mol的硝酸鋅溶於500g二乙二醇和60g水的混合溶劑 中，向溶液中加入〇. 15g的聚乙烯吡咯烷酮分散劑，並混合攪拌均勻；
[0022] 接著進行步驟S4,將混合液加入三口燒瓶中，在攪拌的條件下回流加熱至沸騰；
[0023] 接著進行步驟S5,向沸騰的混合溶液中加入0. 125mol氫氧化鈉，加熱沸騰反應40 分鐘；
[0024] 接著進行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩定的氧化鋅納米流體。納米流體中氧化鋅納 米顆粒的粒徑為10納米，分布範圍窄，分散性好，無團聚現象。
[0025] 實施例2
[0026] 首先進行步驟S1，提供原材料，原材料為醋酸鋅；
[0027] 接著進行步驟S2,提供基液，基液為_乙_醇和水的混合溶劑；
[0028] 接著進行步驟S3,將0· Olmol的醋酸鋅溶於500g二乙二醇和60g水的混合溶劑 中，向溶液中加入〇. 15g的聚乙烯吡咯烷酮分散劑，並混合攪拌均勻；
[0029] 接著進行步驟S4,將混合液加入三口燒瓶中，在攪拌的條件下回流加熱至沸騰；
[0030] 接著進行步驟S5,向沸騰的混合溶液中加入0. 03mol碳酸鉀，加熱沸騰反應250分 鍾；
[0031] 接著進行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩定的氧化鋅納米流體。納米流體中氧化鋅納 米顆粒的粒徑為15納米，分布範圍窄，分散性好，無團聚現象。
[0032] 實施例3
[0033] 首先進行步驟SI，提供原材料，原材料為硝酸鋅；
[0034] 接著進行步驟S2,提供基液，基液為丙二醇和水的混合溶劑；
[0035] 接著進行步驟S3,將0· 05mol的硝酸鋅溶於200g二乙二醇和400g水的混合溶劑 中，向溶液中加入〇. 15g的聚乙烯吡咯烷酮分散劑，並混合攪拌均勻；
[0036] 接著進行步驟S4,將混合液加入三口燒瓶中，在攪拌的條件下回流加熱至沸騰；
[0037] 接著進行步驟S5,向沸騰的混合溶液中加入0. 15mol氫氧化鈉，加熱沸騰反應50 分鐘；
[0038] 接著進行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩定的氧化鋅納米流體。納米流體中氧化鋅納 米顆粒的粒徑為20納米，分布範圍窄，分散性好，無團聚現象。
[0039] 實施例4
[0040] 首先進行步驟S1，提供原材料，原材料為硫酸鋅；
[0041] 接著進行步驟S2,提供基液，基液為_乙_醇和水的混合溶劑；
[0042] 接著進行步驟S3,將0. 2mol的硫酸鋅溶於500g二乙二醇和150g水的混合溶劑 中，向溶液中加入〇. 3g的聚乙烯吡咯烷酮分散劑，並混合攪拌均勻；
[0043] 接著進行步驟S4,將混合液加入三口燒瓶中，在攪拌的條件下回流加熱至沸騰；
[0044] 接著進行步驟S5,向沸騰的混合溶液中加入0. 5mol氫氧化鈉，加熱沸騰反應70分 鍾；
[0045] 接著進行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩定的氧化鋅納米流體。納米流體中氧化鋅納 米顆粒的粒徑為35納米，分布範圍窄，分散性好，無團聚現象。
[0046] 實施例5
[0047] 首先進行步驟S1，提供原材料，原材料為硝酸鋅；
[0048] 接著進行步驟S2,提供基液，基液為丙二醇和水的混合溶劑；
[0049] 接著進行步驟S3,將0· 15mol的硝酸鋅溶於400g二乙二醇和200g水的混合溶劑 中，向溶液中加入〇. 5g的聚乙烯吡咯烷酮分散劑，並混合攪拌均勻；
[0050] 接著進行步驟S4,將混合液加入三口燒瓶中，在攪拌的條件下回流加熱至沸騰；
[0051] 接著進行步驟S5,向沸騰的混合溶液中加入0. 2mol碳酸鉀，加熱沸騰反應100分 鍾；
[0052] 接著進行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩定的氧化鋅納米流體。納米流體中氧化鋅納 米顆粒的粒徑為35納米，分布範圍窄，分散性好，無團聚現象。
[0053] 圖2所示為本發明的製備方法所製備的材料的能量吸收示意圖，從圖中可以看 出，兩條曲線與X軸包圍的部分即為材料所吸收的能量。
[0054] 本發明的製備方法所製備的納米多孔能量吸收材料比傳統的能量吸收材料，如復 合材料、多孔金屬、泡沫材料、形狀記憶合金、凱夫拉縴維等高1-3個數量級，吸能效果好， 能耗低，降低了成本，適合大規模生產。
[0055] 以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制。任何熟 悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述所述技術內容 對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡 是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術對以上實施例所做的任何改動修改、 等同變化及修飾，均屬於本技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種納米多孔能量吸收材料製備方法，其步驟包括：a、提供原材料；b、提供基液；c 將原材料與基液混合，加入分散劑並攪拌均勻；d、將混合液在攪拌的情況下加熱至沸騰； e、向沸騰的混合物中加入添加物，沸騰反應5-300分鐘；f冷卻至室溫，得到納米多孔能量 吸收材料。
2. 根據權利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料製備方法，其特徵是，所述的原 材料為沸石、納米多孔二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、二氧化鈦、Au、Cu、PMMA、碳納米管中的一 種或者多種，或者為製備以上某種材料的化合物。
3. 根據權利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料製備方法，其特徵是，所述的基 液為去離子水、醇水混合溶劑或者鹼性溶液。
4. 根據權利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料製備方法，其特徵是，所述的分 散劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一種或幾種。
5. 根據權利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料製備方法，其特徵是，所述的攪 拌包括超聲波。
6. 根據權利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料製備方法，其特徵是，所述的添 加物為氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀中、氯化十六烷基三甲基季銨鹽粉體中的一種 或幾種。
【文檔編號】C01G9/02GK104085912SQ201310108354
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年4月1日 優先權日:2013年4月1日
【發明者】陳曦, 向勇 申請人:陳曦