多孔海绵结构的制备

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大学生创新创业训练计划项目中期检查报告

编号：哈尔滨工业大学大学生创新创业训练计划项目中期检查报告项目名称：MWCNT/Fe3O4多孔材海绵结构的制备项目级别：国家级（国家级、校级）执行时间：2013年5月至2015年5月负责人：梁彩云学号：联系电话：电子邮箱：院系及专业：化工学院化学工艺指导教师：徐用军职称：教授联系电话：电子邮箱：哈尔滨工业大学本科生院填表日期： 2013 年 11月 15 日一、课题组成员：（包括项目负责人、按顺序）二、指导教师意见：三、专家组意见：四、项目研究中期报告1、项目简介（300-500字左右）本项目主要研究多壁碳纳米管(MWCNT)/Fe3O4多孔海绵结构材料的制备及孔径大小的调控途径，实现不同形貌的MWCNT/Fe3O4多孔海绵可控制备。

具有选择透过性的多孔材料将成为化学工业新一代分离系统的首选材料, 还可用作能源工业中的热气体过滤器, 多种环境净化技术中的分离介质和隐身技术中的电磁波吸波材料。

此外，多孔材料还是优良的电极材料、高效优良的隔热材料。

但是目前比较广泛采用的碳体系制备的多孔材料组分比较单一，导致很多多孔材料功能单一。

基于上述情况，本课题以附载有四氧化三铁的碳纳米管多功能复合材料为前驱体，通过溶胶凝胶的方法使其凝胶化，再用PVA交联以增强其骨架结构，在超临界条件下干燥得到可反复压缩的MWCNT/ Fe3O4多孔海绵状材料，并对其孔径可调的性能进行测试评估。

2、立项背景（研究现状、趋势、研究意义等，400字左右）多孔材料是当前材料科学中发展较为迅速的一种材料, 特别是孔径在纳米量级的多孔材料, 孔径的可调性拓宽了多孔材料的应用范围具有许多独特的性质和较强的应用。

目前初步确立了以下十个方面作为多孔材料在工业生产上的可能应用: 1. 高效气体分离膜；2 化学过程的催化膜; 3. 高速电子系统的衬底材料; 4光学通讯材料的先驱体；5.高效隔热材料; 6. 燃料电池的多孔电极; 7.吸波隐身材料; 8. 燃料( 包括天然气和氢气) 的存储介质; 9. 环境净化的选择吸收剂; 10.可重复使用的特殊( HEPA-型) 过滤装置。

海绵的生产工艺

海绵的生产工艺海绵是聚氨酯泡沫塑料的一种，属于软质聚氨酯泡沫塑料。

因有多孔状蜂窝的结构，所以具有优良的柔软性、弹性、吸水性、耐水性的特点，被广泛用于沙发、床垫、服装、软包装等行业。

1、主要原材料1.1 聚醚多元醇海绵多采用聚醚丙二醇、聚醚丙三醇，其官能度少（2-3），羟值低，分子量大。

分子式为： CH3-CHO（C3H6O)m（C2H4O）nHCH2O（C3H6O）m(C2H4O）nH1.2 有机异氰酸酯最常用的是甲笨二异氰酸酯，简称TDI，有两种异构体，即2，4-TDI，2，6-TDI.在生产海绵中2，4-TDI占80%，2，6-TDI占20%1.3 水在生产海绵中，水不可缺少，水与TDI反应放出CO2气体，同时起着链增长作用。

1.4 催化剂促进聚醚多元醇与异氰酸反应使链增长的催化剂有辛酸亚锡、二丁基锡。

促进交联反应并能促进异氰酸酯与水之间反应放出的CO2气体的催化剂有三乙醇胺、三乙烯二胺、三乙胺等。

1.5 外用发泡剂常用是低沸点氟烃类化合物，如一氟三氯甲烷（F-11）。

由于不环保，一般用环戊来代替F-11，或二氯甲烷，效果不错。

如果不是生产特轻密度的海绵，亦可适当调整主要原料比例，不使用外用发泡剂。

1.6 泡沫稳定剂（匀泡剂）常用有机硅泡沫稳定剂，目前主要用硅-碳键Si-C共聚物，用量在0.5%-5%.2、海绵的合成原理海绵的合成过程中，主要是有链增长反应、发泡及交联等过程，这些反应与原料的分子结构、官能度、分子量等有关。

2.1 扩链反应异氰酸酯与二官能度聚醚多元醇扩链反应，由于反应中异氰酸过量5%左右，所以扩链最终产品为异氰酸酯基团，这样反复进行促进使链迅速增长。

2.2 发泡反应伴随着链增长在生产海绵的过程中，发泡气体主要来源于TDI与水反应，生成大量CO2气体，同时新生成胺又与异氰酸酯反应生成脲键化合物，这样反复进行伴随着链增长。

2.3 交联反应交联反应对制备海棉非常重要，发生过早过晚，都会导致海绵的质量下降甚至报废。

聚氨酯海绵生物填料企业标准-概述说明以及解释

聚氨酯海绵生物填料企业标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述聚氨酯海绵生物填料是一种新型环保材料，具有许多独特的特点和广泛的应用领域。

在环境保护和资源利用方面，聚氨酯海绵生物填料起着重要作用。

本文旨在探讨聚氨酯海绵生物填料的定义、特点、应用领域、制备方法以及企业标准的必要性。

聚氨酯海绵生物填料是一种由聚氨酯材料制成的增强型填料，其优势在于具有较高的吸附性能和生物降解性。

聚氨酯材料作为一种多孔材料，其表面积大、孔隙分布均匀，能够有效地吸附和储存气体、液体和固体污染物，可广泛应用于水处理、废气处理、垃圾填埋场等领域。

聚氨酯海绵生物填料的特点包括：优良的吸附性能、通过合理设计可实现不同类型污染物的高效吸附；良好的生物降解性，对环境友好，降低了对资源的依赖；同时，其制备方法简便，成本较低，具有较好的可塑性和可回收性等。

聚氨酯海绵生物填料的应用领域广泛，主要包括水处理、气态污染物治理和固体废物处理等方面。

在水处理方面，聚氨酯海绵生物填料可用于污水处理、地表水净化等过程中，起到过滤和去除污染物的作用。

在气态污染物治理方面，聚氨酯海绵生物填料能够吸附和转化废气中的有害气体。

在固体废物处理方面，聚氨酯海绵生物填料可用于垃圾填埋场的渗滤液处理、沿海海洋生态修复等领域。

为了推动聚氨酯海绵生物填料的应用和发展，制定企业标准具有重要的意义。

企业标准能够规范产品的生产过程和质量要求，提高产品的可靠性和一致性，同时也为企业提供竞争优势。

制定聚氨酯海绵生物填料企业标准可以促进相关行业的规范化发展，推动产品的创新和升级。

总之，聚氨酯海绵生物填料作为一种新型环保材料，具有广阔的应用前景和市场需求。

通过深入探讨其定义、特点、应用领域、制备方法以及企业标准的必要性，我们能够更好地推动该领域的发展和创新，为环境保护和可持续发展做出贡献。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行介绍和讨论聚氨酯海绵生物填料企业标准的相关内容：1. 引言：本部分将概述聚氨酯海绵生物填料企业标准的研究背景和意义，介绍本篇文章的目的和结构。

明胶海绵止血原理

明胶海绵止血原理明胶海绵是一种常用的止血材料，其原理是通过凝血的促进和血管收缩来实现止血效果。

下面我将详细解释明胶海绵的原理。

明胶海绵是由动物的胶原蛋白制成，主要成分是由明胶纤维组成的多孔海绵状结构。

当明胶海绵与出血伤口接触时，它会迅速吸收伤口中的血液，并通过一系列化学反应来促进止血。

首先，明胶海绵的多孔结构可以迅速吸收大量的血液，形成物理上的止血作用。

当出血伤口出现时，明胶海绵会吸收伤口中的血液，将红细胞和血小板等凝血因子集中在伤口区域，形成一个血块。

这样一来，明胶海绵就起到了堵塞伤口的作用，减少了血液的流失。

其次，明胶海绵中的胶原蛋白可以与血液中的凝血因子相互作用，促进凝血反应的进行。

胶原蛋白可以与血液中的凝血因子Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ等物质结合，形成一个催化凝血的平台。

这个平台为血小板和其他凝血因子提供了一个聚集的地方，从而加速血小板聚集和血栓形成的过程。

血小板附着在明胶海绵上的胶原纤维网上，使血小板在损伤部位封闭和聚集。

同时，血小板还会释放一些活性物质，如血小板-血管收缩素和血小板因子3等，这些物质可以促进血管收缩，并间接促使伤口局部血管痉挛，从而减少血流量和出血。

此外，明胶海绵中的胶原蛋白还具有良好的生物相容性。

它可以与人体组织细胞相容，并能够逐渐降解，最终被人体完全吸收。

这使得明胶海绵可以被人体组织完全接受并降解，减少了在拆除伤口敷料时对伤口的二次损害。

总结起来，明胶海绵的止血原理主要包括物理止血作用、促进凝血反应和血管收缩作用。

通过吸收血液、促进凝血和血管收缩，明胶海绵能够有效地止血，并保护伤口的愈合过程。

需要注意的是，明胶海绵作为一种止血材料，适用于轻度和中度出血情况。

对于严重出血和动脉出血等紧急情况，则需要及时进行手术或其他紧急处理。

在使用明胶海绵时，应根据出血的程度和部位选择合适的尺寸和厚度的明胶海绵，并遵循医生的指导进行使用。

总之，明胶海绵通过吸收血液、促进凝血和血管收缩的作用，有效地实现了止血的效果。

海绵铁生产工艺

海绵铁生产工艺
海绵铁是一种具有特殊孔隙结构的金属材料，具有高强度、轻质、导电、导热和吸声等特点，被广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

下面将介绍海绵铁的生产工艺。

首先，制备海绵铁的主要原料是铁粉。

铁粉经过筛分，去除杂质后，与一定比例的橡胶粉末混合均匀。

橡胶粉末的添加可以提高海绵铁的柔软性和韧性，增强其吸附能力和抗震性能。

接下来，将混合均匀的铁粉和橡胶粉末注入到模具中，模具的形状可以根据具体需要进行设计。

模具中还需要添加一定比例的粘结剂，如聚氨酯，以增加海绵铁的结实度。

然后，将填充好的模具送入高温窑炉中进行烧结。

在高温下，粘结剂会熔化并与铁粉和橡胶粉末发生反应，形成一种坚固而有孔隙结构的海绵铁。

烧结完成后，将模具从窑炉中取出，待冷却后，海绵铁就可以从模具中取出。

在取出过程中，可能需要用工具轻轻敲击模具，以帮助海绵铁松脱。

最后，海绵铁经过表面处理，如喷涂或镀层等，以增加其表面光滑度和耐腐蚀性能。

表面处理还可以改变海绵铁的颜色和纹理，使其更加美观。

除了以上的生产工艺，还有一些其他的改进措施和工艺可以用于海绵铁的生产。

例如，可以采用压铸法或注塑法代替传统的
烧结法，以提高生产效率和降低成本。

此外，可以添加其他金属粉末或添加剂，以改变海绵铁的性能和用途。

总的来说，海绵铁的生产工艺包括原料准备、混合、模具填充、烧结、取模和表面处理等步骤。

通过这些步骤，可以制备出具有特殊孔隙结构的海绵铁，满足不同领域的需求。

随着科技的不断进步，海绵铁的生产工艺也在不断改进和创新，以提高其性能和应用范围。

多孔结构孔隙率计算公式

多孔结构孔隙率计算公式多孔结构在我们的生活中其实挺常见的，像海绵、泡沫塑料这些东西都具有多孔结构。

那要怎么计算它们的孔隙率呢？这可得好好说道说道。

孔隙率啊，简单来说，就是孔隙体积与总体积的比值。

那具体的计算公式是：孔隙率 = （孔隙体积÷总体积）× 100% 。

咱们就拿一块海绵来举例吧。

有一次我买了一块洗碗用的海绵，拿在手里软软的，捏一捏还能变形。

我就琢磨着，这海绵的孔隙率到底是多少呢？我先量了量这块海绵的长、宽、高，分别是 10 厘米、5 厘米、2 厘米，这样总体积就是 10×5×2 = 100 立方厘米。

但是这只是海绵的外观体积，里面的孔隙还没算呢。

为了算出孔隙体积，我把海绵放进一个装满水的大盆里，让它充分吸水。

等它吸饱了水，再拿出来。

这时候盆里少掉的水的体积，就是海绵孔隙的体积啦。

经过测量，盆里少了 80 立方厘米的水。

那按照孔隙率的计算公式，这块海绵的孔隙率就是（80÷100）×100% = 80% 。

你看，通过这样一个简单的实验，咱们就能算出海绵的孔隙率。

在实际应用中，比如建筑材料里的加气混凝土，孔隙率的大小会直接影响它的保温性能。

孔隙率越大，保温效果通常就越好。

因为孔隙里的空气不容易传热，能起到很好的隔热作用。

再比如说，在过滤材料中，像活性炭，孔隙率也很关键。

孔隙率高的活性炭，吸附能力往往更强，能更有效地去除水中的杂质和异味。

还有在地质领域，岩石的孔隙率对于研究地下水资源和油气储藏也非常重要。

孔隙率大的岩石，可能储存着更多的地下水或者油气资源。

总之，多孔结构孔隙率的计算在很多领域都有着重要的作用。

它能帮助我们更好地了解材料的性能，为各种实际应用提供科学依据。

所以啊，别小看这个简单的计算公式，它可是能在很多地方派上大用场的呢！。

海绵的制备

海绵的制备一、海绵是什么海绵在我们日常生活中可太常见啦，它软软的、多孔，就像一个有魔法的小物件。

它能吸水，能用来清洁，还能做各种填充呢。

从本质上来说，海绵是一种多孔材料，它的结构就像是无数个小房间组成的大楼，这些小房间让它有了独特的性能。

二、海绵的原材料1. 聚氨酯这可是一种很神奇的材料哦。

它可以通过化学反应制成海绵，具有很好的弹性。

就像那种超级舒服的沙发海绵，很多都是用聚氨酯做的呢。

2. 天然海绵这个就更有趣啦，它是从海里捞出来的哦。

是一种海洋生物的骨骼结构，不过现在因为环保等原因，使用得没有那么多啦。

3. 纤维素海绵这种海绵是用纤维素做的，纤维素大家应该不陌生，就像植物的细胞壁里就有很多纤维素呢。

它做出来的海绵比较环保，而且也有不错的吸水性能。

三、海绵制备的基本方法1. 发泡法这是最常见的方法之一。

把原料混合在一起，然后加入发泡剂。

就像做蛋糕的时候加入酵母让它膨胀一样，发泡剂会让原料产生很多小气泡，这些小气泡就形成了海绵的多孔结构。

2. 模塑法这个方法就像是把泥巴放进模具里做出形状一样。

把海绵的原料放进模具里，然后经过一系列的反应和处理，就可以得到我们想要的形状的海绵啦。

四、制备过程中的注意事项1. 温度的控制温度在海绵制备中超级重要。

如果温度太高，可能会导致反应过快，做出来的海绵质量不好，可能会有很多不均匀的地方。

如果温度太低呢，反应又会太慢，效率就很低啦。

2. 原料比例不同的原料比例会影响海绵的性能。

比如说聚氨酯和发泡剂的比例，如果聚氨酯太多，海绵可能就会太硬，发泡剂太多呢，海绵又会太软，没有足够的支撑力。

3. 搅拌的均匀性在混合原料的时候，搅拌一定要均匀。

就像搅拌面糊一样，如果不均匀，做出来的海绵可能有的地方有很多气泡，有的地方又没有，那可就不好啦。

五、不同类型海绵制备的特殊要求1. 防火海绵如果要制备防火海绵，就得在原料里加入一些防火的添加剂。

这些添加剂就像是海绵的小卫士，在遇到火的时候可以阻止火势蔓延。

海绵吸水的原理范文

海绵吸水的原理范文海绵是一种多孔的材质，通常由高分子材料如聚氨酯、聚酯、聚醚等制成。

其吸水的原理涉及到多个因素，包括毛细吸力、表面张力和孔隙结构等。

首先，海绵材料的多孔结构是实现吸水的关键。

它由许多微小孔隙组成，这些孔隙之间存在空隙可以储存水分。

孔隙结构的大小和形状决定了海绵的吸水能力。

通常情况下，孔隙越多越小，吸水能力越强。

这是因为较小的孔隙存在更多的表面积，可以与水分接触的表面积增加，从而增强吸水能力。

其次，毛细吸力也是影响海绵吸水的重要因素。

海绵的微小孔隙具有毛细管效应，可以通过表面张力把水吸进孔隙中。

表面张力是液体表面层的一种特性，水分子相互之间有一定的吸引力，使水分子聚集在一起形成“净表面”。

当海绵介质的孔隙直径足够小，小到它们之间形成了清净的毛细管或细颈，水分子在孔隙中的表面张力将超过重力，水分子就会被海绵的毛细作用吸到孔隙中。

而且，海绵的吸水性能可以分为垂直吸水和水平吸水两种方式。

垂直吸水是在海绵垂直于表面方向上，通过毛细吸力将水分子吸入孔隙；水平吸水是海绵通过接触面的表面张力将水分子吸入孔隙。

这两种方式的结合使得海绵具有更好的吸水能力。

此外，海绵的物理和化学性质也会影响其吸水能力。

物理性质主要包括海绵的孔隙率和密度，孔隙率越高、密度越小，吸水能力越强。

化学性质主要指海绵材料与水的亲水性。

亲水性好的海绵会更容易与水分子接触，促使水分子进入孔隙中。

总结起来，海绵吸水的原理是孔隙结构、毛细吸力以及物理和化学性质的相互作用。

这些因素共同决定了海绵的吸水能力。

在实际应用中，海绵的吸水能力可以通过调节孔隙结构、改变材料性质和加入吸水剂等方式进行改进。

海绵的吸水能力使其在许多领域如清洁、过滤、水处理、工程建设等方面发挥着重要的作用。

海绵铁颗粒形貌生成原理_概述说明以及解释

海绵铁颗粒形貌生成原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在过去的几十年间，海绵铁颗粒作为一种重要的材料，在各个领域中得到了广泛应用和研究。

海绵铁颗粒具有多孔性的特点，使其在吸附、催化等方面具有出色的性能。

因此，了解海绵铁颗粒形貌生成原理对于深入认识其特性及其潜在应用具有重要意义。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面对海绵铁颗粒形貌生成原理进行介绍和讨论。

首先，在第2节中我们将对海绵铁颗粒进行概述，包括它们的定义以及相关属性和特点。

然后，在第3节中，我们将详细探讨影响海绵铁颗粒形貌生成的机制，并尝试提供一些关于这些机制的理论解释。

接下来，在第4节中，我们将介绍相应的实验结果并进行讨论，从而提供一定的实证支持。

最后，在第5节中我们将探讨海绵铁颗粒在各个领域中的应用前景并展望未来可能面临的挑战。

1.3 目的本文旨在深入探讨海绵铁颗粒形貌生成的原理，为读者提供关于这一研究领域的全面了解。

通过阐明形貌生成机制，我们可以更好地理解海绵铁颗粒的特性和潜力应用，并为进一步研究和开发此类材料提供指导。

此外，本文旨在促进学术界对于海绵铁颗粒研究的深入讨论，以推动该领域的发展和应用。

2. 海绵铁颗粒形貌生成原理2.1 海绵铁颗粒概述海绵铁颗粒是一种具有多孔结构的微米级金属颗粒，具有高度开放的表面和较大的比表面积。

它们通常由铁或其合金制成，并具有特殊形状和结构，例如网状、多支架、多角体等。

2.2 形貌生成机制海绵铁颗粒的形貌生成涉及物理和化学过程。

主要的生成机制可归纳如下：首先，通过选择合适的合成方法和条件，例如溶剂热法、溶剂挥发法、电沉积法等，可以控制海绵铁颗粒的形貌。

其次，在形貌生成过程中，各种外界因素，如温度、浓度、溶剂选择以及添加剂等，对形貌控制起着重要作用。

这些因素能够影响晶核形成和生长速率，从而决定了最终海绵铁颗粒的结构和形态。

此外，界面活性剂或模板也可以在形貌生成中起到关键作用。

它们能够调节晶体生长方向，并为金属离子提供稳定的环境，从而有助于形成特殊的多孔结构。