一種納米多孔能量吸收材料制備方法
【專利摘要】一種納米多孔能量吸收材料制備方法，屬于納米材料制備領(lǐng)域，該方法可以調(diào)節(jié)材料的比表面積和固液界面特性，以適應(yīng)不同領(lǐng)域的應(yīng)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，加入分散劑并攪拌均勻；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(yīng)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制備方法，減小了原料損耗，簡化了工藝，降低了成本，適于大規(guī)模生產(chǎn)，具有很好的推廣利用價(jià)值。
【專利說明】一種納米多孔能量吸收材料制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于納米新型材料領(lǐng)域，涉及一種能量吸收材料制備方法，尤其是一種應(yīng) 用于多種領(lǐng)域的納米多孔能量吸收材料制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，機(jī)動(dòng)車對(duì)人們來講已并不陌生，因其快 捷、高效、便利，近年來我國機(jī)動(dòng)車保有量迅速增長。而另一方面，人們在享受著機(jī)動(dòng)車帶來 便捷的同時(shí)也不得不面臨另一個(gè)嚴(yán)重問題，機(jī)動(dòng)車保有量迅速增長，交通流量也隨之增大， 造成了車輛數(shù)量與道路比例嚴(yán)重失調(diào)，這對(duì)道路的輸送能力也提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，加之交 通管理不善等原因，造成交通事故頻繁，傷亡人數(shù)增多。
[0003] 引發(fā)眾多交通事故發(fā)生的另一個(gè)重要原因是機(jī)動(dòng)車本身的安全性能。目前，機(jī)動(dòng) 車車身所使用的材料通常為多孔金屬、復(fù)合材料、泡沫材料、形狀記憶合金等，這些材料在 發(fā)生碰撞的時(shí)候，不能使碰撞產(chǎn)生的能量得到有效吸收或者轉(zhuǎn)化，從而對(duì)人體造成巨大傷 害，這是導(dǎo)致人員傷亡很重要的因素之一。
[0004] 交通事故是瞬間發(fā)生的災(zāi)難性事件，邊界條件千差萬別，很少有完全相同和重復(fù) 的事故發(fā)生，而且有些事故發(fā)生前不能人為避免。有效提高機(jī)動(dòng)車本身材料的安全性能可 以緩解交通事故的嚴(yán)重程度，同時(shí)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(xiàn)。
[0005] 納米科技是20世紀(jì)80年代末、90年代初發(fā)展起來的一種前沿、交叉性的學(xué)科領(lǐng) 域，近年來得到了迅猛發(fā)展。納米材料已經(jīng)作為一種新興材料在材料領(lǐng)域占據(jù)了極其重要 的地位。納米多孔材料是納米材料發(fā)展以來的第三代材料，它巨大的比表面積提供了一個(gè) 理想的能量轉(zhuǎn)換平臺(tái)。當(dāng)固體和流體耦合時(shí)，該材料巨大的內(nèi)表面得以被充分利用，使得納 米多孔材料和功能流體的結(jié)合成為新型的有巨大潛力的多功能能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
[0006] 目前的納米材料制備方法可以滿足一些領(lǐng)域的應(yīng)用，但是它們通常能耗較高、工 藝比較復(fù)雜，而且制備的材料分散性差、易團(tuán)聚，比表面積和固液界面特性不可調(diào)，應(yīng)用范 圍存在局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種納米多孔能量吸收材 料制備方法，該制備方法可以調(diào)節(jié)材料的比表面積和固液界面特性，以適應(yīng)不同領(lǐng)域的應(yīng) 用。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該種納米多孔能量吸收材料制備 方法，其特征是，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 散劑并攪拌均勻；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(yīng)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、納米多孔二氧化硅、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，或者為制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、醇水混合溶劑或者堿性溶液。
[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(fā)明具有以下突出的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法使得材料 的比表面積和固液界面特性可以調(diào)節(jié)，可以根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域配置相應(yīng)的能量吸收材 料，而且所制備的納米多孔能量吸收材料顆粒小、無團(tuán)聚、分散性好，同時(shí)減小了原料損耗， 簡化了工藝，降低了成本，適于大規(guī)模生產(chǎn)，具有很好的推廣利用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 附圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
[0016] 附圖2是本發(fā)明制備材料的能量吸收示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 如圖1、圖2所示，下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的納米多孔能量吸收材料制備 方法進(jìn)一步進(jìn)行闡述，以下實(shí)施例不唯一。
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 首先進(jìn)行步驟S1，提供原材料，原材料為硝酸鋅；
[0020] 接著進(jìn)行步驟S2,提供基液，基液為_乙_醇和水的混合溶劑；
[0021] 接著進(jìn)行步驟S3,將0. 05mol的硝酸鋅溶于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，并混合攪拌均勻；
[0022] 接著進(jìn)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(jìn)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(yīng)40 分鐘；
[0024] 接著進(jìn)行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩(wěn)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，分布范圍窄，分散性好，無團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 首先進(jìn)行步驟S1，提供原材料，原材料為醋酸鋅；
[0027] 接著進(jìn)行步驟S2,提供基液，基液為_乙_醇和水的混合溶劑；
[0028] 接著進(jìn)行步驟S3,將0· Olmol的醋酸鋅溶于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，并混合攪拌均勻；
[0029] 接著進(jìn)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(jìn)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(yīng)250分 鐘；
[0031] 接著進(jìn)行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩(wěn)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，分布范圍窄，分散性好，無團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] 首先進(jìn)行步驟SI，提供原材料，原材料為硝酸鋅；
[0034] 接著進(jìn)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(jìn)行步驟S3,將0· 05mol的硝酸鋅溶于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，并混合攪拌均勻；
[0036] 接著進(jìn)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(jìn)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(yīng)50 分鐘；
[0038] 接著進(jìn)行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩(wěn)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，分布范圍窄，分散性好，無團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] 首先進(jìn)行步驟S1，提供原材料，原材料為硫酸鋅；
[0041] 接著進(jìn)行步驟S2,提供基液，基液為_乙_醇和水的混合溶劑；
[0042] 接著進(jìn)行步驟S3,將0. 2mol的硫酸鋅溶于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，并混合攪拌均勻；
[0043] 接著進(jìn)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(jìn)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(yīng)70分 鐘；
[0045] 接著進(jìn)行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩(wěn)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，分布范圍窄，分散性好，無團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0046] 實(shí)施例5
[0047] 首先進(jìn)行步驟S1，提供原材料，原材料為硝酸鋅；
[0048] 接著進(jìn)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(jìn)行步驟S3,將0· 15mol的硝酸鋅溶于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，并混合攪拌均勻；
[0050] 接著進(jìn)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(jìn)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(yīng)100分 鐘；
[0052] 接著進(jìn)行步驟S6,冷卻至室溫，得到穩(wěn)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，分布范圍窄，分散性好，無團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0053] 圖2所示為本發(fā)明的制備方法所制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(fā)明的制備方法所制備的納米多孔能量吸收材料比傳統(tǒng)的能量吸收材料，如復(fù) 合材料、多孔金屬、泡沫材料、形狀記憶合金、凱夫拉纖維等高1-3個(gè)數(shù)量級(jí)，吸能效果好， 能耗低，降低了成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0055] 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制。任何熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述所述技術(shù)內(nèi)容 對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡 是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何改動(dòng)修改、 等同變化及修飾，均屬于本技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種納米多孔能量吸收材料制備方法，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，加入分散劑并攪拌均勻；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(yīng)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(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料制備方法，其特征是，所述的原 材料為沸石、納米多孔二氧化硅、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，或者為制備以上某種材料的化合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料制備方法，其特征是，所述的基 液為去離子水、醇水混合溶劑或者堿性溶液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料制備方法，其特征是，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(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料制備方法，其特征是，所述的攪 拌包括超聲波。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米多孔能量吸收材料制備方法，其特征是，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(hào)】C01G9/02GK104085912SQ201310108354
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月1日
【發(fā)明者】陳曦, 向勇 申請(qǐng)人:陳曦