吸水性地质聚合物多孔材料的制备与研究
多孔材料的制备与应用研究
多孔材料的制备与应用研究
多孔材料是指具有高度孔隙度的材料，这些孔隙可以是微米甚至纳米级别的。
这些材料具有广泛的应用，例如在催化、吸附、分离、传感和能源等领域。
因此，多孔材料的制备与应用研究一直是材料科学领域的热点之一。
多孔材料的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法等。
物理法制备多孔材料通常涉及到模板法、溶剂挥发法和浸渍法等。
其中，模板法是一种常用的方法，其基本思想是利用模板作为“引导剂”在材料中形成孔隙结构。
化学法制备多孔材料则主要包括溶胶凝胶法、水热法和氧化还原法等。
生物法制备多孔材料则利用生物体内的有机分子作为模板，在生物体外形成孔隙结构。
多孔材料的应用领域非常广泛。
在催化领域，多孔材料常用于制备催化剂，例如催化剂载体、催化剂支撑材料等。
在吸附领域，多孔材料可以用于去除废水中的有机物、重金属离子和有害气体等。
在分离领域，多孔材料可以用于制备分离膜，例如气体分离膜、液体分离膜等。
在传感领域，多孔材料可以用于制备传感器，例如气敏传感器、湿敏传感器等。
在能源领域，多孔材料可以用于制备电池、超级电容器和太阳能电池等。
多孔材料的研究不仅涉及到制备方法和应用领域，还包括对其物理化学性质的研究。
例如，多孔材料的比表面积、孔径大小、
孔隙度、表面电荷和化学反应活性等都是需要研究的方面。
此外，多孔材料的稳定性和再生性也是需要考虑的因素。
总之，多孔材料的制备与应用研究是一个非常重要的领域，其应用前景非常广阔。
未来，我们可以通过不断地研究和探索，进一步提高多孔材料的制备效率和应用性能，为各个领域的发展做出更大的贡献。
材料科学中的多孔聚合物材料的制备与性能研究
材料科学中的多孔聚合物材料的制备与性能研究多孔聚合物材料是一种具有独特结构和性能的新型材料，广泛应用于各个领域，如催化剂、吸附材料、传感器等。
其制备和性能研究是材料科学领域的热点之一。
1. 引言多孔聚合物材料是通过合成反应来制备的，其特点是具有大量的孔隙结构，这些孔隙可以减小材料的密度，增大表面积，并且可以调控孔径和孔结构，从而使材料具有特殊的性质和应用价值。
2. 制备方法多孔聚合物材料的制备方法多种多样。
一种常用的方法是模板法，即通过模板分子的存在来控制材料的孔结构。
在这种方法中，首先选择一个适当的模板分子，然后将聚合物材料沉积在其表面，最后通过去除模板分子得到多孔结构。
另一种方法是乳液聚合法，即通过乳液中的胶体颗粒聚合来形成多孔结构。
无论是哪种方法，制备多孔聚合物材料都需要精确的控制反应条件和材料性质。
3. 结构与性能多孔聚合物材料的结构与性能密切相关。
首先，材料的孔结构对其性质具有重要影响。
具有大孔径的材料可以容纳更多的分子，因此更适用于吸附等领域。
而具有小孔径的材料则具有更大的表面积，能够提高催化剂活性。
此外，孔结构的分布也对其性能产生影响，高度均匀的孔结构能够提高材料的可控性和稳定性。
4. 应用领域多孔聚合物材料在各个领域中具有广泛的应用。
例如，在催化剂领域，它们可以作为催化剂的载体，提高催化剂的活性和稳定性。
在吸附材料领域，多孔聚合物材料可以用于分离和纯化物质，如水处理、气体分离等。
在传感器领域，多孔聚合物材料可以用于制备高灵敏度和高选择性的传感器，用于检测环境中的有害物质。
5. 发展趋势随着材料科学的不断发展和创新，多孔聚合物材料在制备方法和性能研究方面也在不断取得新的突破。
例如，近年来，研究人员提出了一种新的制备方法——自组装法，通过聚合物链的自组装来形成多孔结构。
此外，人们还针对特定应用需求进行了定制化设计，开发出更加高效和可控的多孔聚合物材料。
总结多孔聚合物材料的制备与性能研究是当今材料科学领域的热点之一。
多孔地质聚合物的制备及表征分析
多孔地质聚合物的制备及表征分析
多孔地质聚合物是以粉煤灰、偏高岭土等为原料制备的轻质多孔材料,不仅具有低能耗、低污染优异特点,而且能够减小建筑能耗,实现节能保温,符合我国的“节能减排”战略需求,是一种绿色环保,且应用前景广阔的材料。
本文以多孔地质聚合物的制备及表征为出发点,通过油基碱激发粉煤灰和磷酸激发偏高岭土两种多孔地质聚合物的制备及表征,研究多因素条件下多孔地质聚合物的性能。
主要包括以下两方面工作:以大豆油为乳液制备了碱激发粉煤灰多孔地质聚合物,研究了激发剂含固量和油水体积比对所制备多孔地质聚合物抗压强度、密度、孔隙率以及吸水率的影响。
结果表明,在合理的配合比设计下,油水体积比为1时,可制得孔隙体积率48%,吸水率44%,干密度1.01g/cm3,抗压强度2.0MPa,且孔隙贯穿的多孔地质聚合物。
含固量为0.25时,通过改变油水体积比可以制备出孔隙体积率在47%,吸水率在50%,干密度在1.02g/cm3,抗压强度在1.7MPa,孔洞贯穿的碱激发多孔地质聚合物。
以OP-10为乳化剂制备了磷酸激发多孔地质聚合物,研究了煅烧温度对其微观结构、力学性能和吸水率的影响。
结果表明,磷酸激发多孔地质聚合物孔隙率高,且孔隙均匀,渗透性好。
随着煅烧温度的升高,其吸水率、强度和孔隙率均逐渐升高。
煅烧温度为1000℃时,可取得最佳效果。
多孔材料的制备与响应性研究
多孔材料的制备与响应性研究引言：多孔材料作为一种重要的材料类别，在各个领域中具有广泛的应用。
其独特的结构和性质使其在催化、吸附、分离等方面有着显著的优势。
为了满足不同应用的需求，研究人员们不断探索新的多孔材料制备方法，并研究其响应性能。
一、多孔材料的制备方法1.化学法：化学合成是最常用的多孔材料制备方法之一。
通过调节反应条件、添加模板剂或表面活性剂等，可以控制多孔材料的孔径、孔隙度和分布等特性。
常见的化学法包括溶胶-凝胶法、界面聚合法和模板法等。
2.物理法：物理法是利用物理原理进行多孔材料制备的方法。
其中，模板法是一种常见的物理法，通过利用模板材料的形状和特性，在其表面或内部形成孔隙结构。
除了模板法，还有常压沉淀法、溅射法和电化学腐蚀法等物理法。
3.生物法：生物法是通过生物体内的微生物、植物或动物等进行多孔材料的合成。
这种方法具有环境友好性和可持续性，可以制备出独特的多孔材料结构。
二、多孔材料的响应性能研究1.催化性能：多孔材料在催化反应中具有较高的表面积和丰富的活性位点，能够提高反应速率和选择性。
研究人员通过调控多孔材料的孔隙结构和化学组成，进一步提高其催化性能。
2.吸附性能：多孔材料具有较大的比表面积和孔隙容积，可以作为有效的吸附材料。
通过改变多孔材料的孔径和孔隙结构等特性，可以调控其对特定气体或溶液的吸附能力。
3.分离性能：多孔材料可以应用于分离技术中，如气体分离、离子交换、膜分离等。
通过调节多孔材料的孔径大小和表面特性，可以实现对不同分子或离子的选择性分离。
4.响应性：近年来，越来越多的研究关注多孔材料的响应性能。
一些多孔材料能够对外界的刺激作出响应，如温度、光照、湿度等。
这种响应性能使多孔材料在传感、响应控制和智能设备等领域具有潜在应用价值。
结论：多孔材料的制备与响应性研究在材料科学领域中具有重要意义。
通过不同制备方法的选择和参数的调控，可以得到具有不同孔径和孔隙结构的多孔材料。
同时，多孔材料的响应性能的研究有助于拓宽其应用范围，提高其在各个领域中的性能和效率。
多孔聚丙烯酸钠高吸水性树脂的合成及表面改性
多孔聚丙烯酸钠高吸水性树脂的合成及表面改性高吸水性树脂是一种能够吸收自身质量几十倍甚至几千倍水的高分子材料，其具有网状交联的结构。
由于其具有优异的吸水性能，因此在生理卫生、农林农业、药物缓释等方面具有广泛的应用。
但在实际应用中，由于其存在着吸水速度较慢的现象，一般需要几个小时甚至几天才能达到溶胀平衡，不利于实际生产应用。
为了解决吸水性树脂溶胀较慢的问题，常用的方法有：粉碎成更小的颗粒、吸水性树脂内部引入多孔结构、进行表面改性等方法来提高吸水性树脂的吸水速度。
目前吸水性树脂致孔大多数采用碳酸氢钠/碳酸钠–酸体系来制得多孔吸水性树脂，但这种致孔方法反应速度较快，不易控制。
为了更好控制多孔吸水性树脂的合成，华东理工大学采用水溶液聚合法，在前期合成实验的基础上，以丙烯酸(AA)为单体，以过硫酸钾(KPS)–亚硫酸氢钠(NaHSO3)为氧化还原引发剂，N，N–亚甲基双丙烯酰胺(NNMBA)为交联剂，羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为增稠剂、泊洛沙姆为表面活性剂，分别采用无水乙醇(C2H5OH)和碳酸氢氨(NH4HCO3)为致孔剂，利用物理和化学的原理制备吸水倍率高的多孔聚丙烯酸钠高吸水性树脂，并对150～300 μm的高吸水性树脂用乙二醇二缩水甘油醚(C8H14O4)、十八水合硫酸铝[Al2(SO4)3·18H2O]以及聚乙二醇(400)双丙烯酸酯(PEG-400-DA)配制的混合溶液进行表面改性，通过吸收性能测试、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)分析等方法对其进行了表征测试。
1、实验采用的主要原材料AA：分析纯，上海麦克林生化科技有限公司;氢氧化钠(NaOH)：优级纯，永华化学科技(江苏)有限公司;泊洛沙姆：F127，数均分子量为10 000～12 000，盘锦研峰科技有限公司;C2H5OH，NH4HCO3：分析纯，上海泰坦科技股份有限公司;PEG-400-DA：化学纯，良制有机化学工业株式会社;C8H14O4：环氧值为0.7 mol/(100 g)，阿达玛试剂(上海)有限公司;KPS，NaHSO3及氯化钠(NaCl)：分析纯，上海凌峰化学试剂有限公司;NNMBA，CMC-Na，Al2(SO4)3·18H2O：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
多孔结构材料的制备与性能研究
多孔结构材料的制备与性能研究导言：多孔结构材料作为一种新型材料，在众多领域中展现出了广阔的应用前景。
其具有较低的密度、较高的比表面积和优越的物理化学性能等特点，可用于吸附、催化、分离等方面。
本文将围绕多孔结构材料的制备方法及其性能研究展开探讨。
一、制备方法1.1 化学方法化学方法是多孔结构材料制备的常见方法之一。
常用的化学方法包括溶胶-凝胶法、水热法、电化学沉积法等。
溶胶-凝胶法通过溶胶凝胶转化来制备多孔结构材料，其优点是制备过程简单、操作灵活，可控性好。
水热法在高温、高压条件下制备多孔材料，具有独特的优势，可制备出具有较高比表面积和较好多孔结构的材料。
电化学沉积法则是通过电流在电极表面引发氧化还原反应，形成多孔结构。
1.2 物理方法物理方法是多孔结构材料制备的另一种重要途径。
物理气相沉积、物理碾磨、高温熔融法等物理方法广泛应用于多孔结构材料的制备。
物理气相沉积是一种化学气相沉积的变体，利用高温反应来制备多孔结构材料。
物理碾磨则通过机械力对材料进行碾磨，产生微观孔洞。
高温熔融法是通过将材料在高温下熔融，然后迅速冷却来形成多孔结构。
二、性能研究2.1 比表面积多孔结构材料的比表面积是表征其性能的重要指标之一。
由于多孔结构材料具有大量的微孔和介孔，其比表面积远大于常规材料。
比表面积的增大意味着其活性物质的接触面积增加，进而提高了催化反应的效率、吸附性能的强度和分离效果。
2.2 吸附性能多孔结构材料对吸附分子具有较强的亲和力，因此具备优异的吸附性能。
通过调控多孔结构的孔径和孔隙度，可实现不同大小分子的选择性吸附。
这使得多孔结构材料在环境污染治理、催化剂载体等领域具有重要应用价值。
2.3 分离性能多孔结构材料由于具备结构上的规则排列和较小的孔洞尺寸，因而具有优异的分离性能。
在气体分离、膜分离等领域中，多孔结构材料不仅能够实现高效、高选择性的分离，还能够减少能源和资源的消耗。
三、应用领域多孔结构材料在众多领域中具有广泛应用。
多孔高分子材料的制备与性能研究
多孔高分子材料的制备与性能研究多孔高分子材料是一种在高分子基质中具有孔隙结构的材料，具有广泛的应用潜力。
在本文中，我们将探讨多孔高分子材料的制备方法以及其性能研究。
多孔高分子材料的制备方法有很多种，其中常用的包括模板法、相分离法、溶胶-凝胶法以及发泡法等。
模板法是一种常用的制备多孔高分子材料的方法。
该方法利用一个模板物质，在其表面或内部形成孔洞后，通过填充高分子材料来制备多孔结构。
模板可以是有机物、无机物或者生物分子。
这种方法可以控制孔隙的形状和大小，并可以制备具有特定功能的多孔高分子材料。
相分离法是另一种常用的制备多孔高分子材料的方法。
该方法通过选择两个或多个互不相溶但相容的高分子或溶剂，在体系中形成相分离的结构，然后将一个相或多个相从复合体系中去除，从而形成孔隙结构。
这种方法能够制备出具有高孔隙度和大孔隙尺寸的多孔高分子材料。
溶胶-凝胶法是一种制备多孔高分子材料的常用方法，其基本原理是将单体或聚合物溶于溶剂中，形成溶胶，然后通过控制凝胶的形成过程来形成孔隙结构。
这种方法可以制备出具有高孔隙度和大孔隙尺寸的多孔高分子材料。
此外，通过控制溶胶-凝胶的过程条件，如溶剂的选择、控制凝胶速率和温度等，可以进一步调控多孔高分子材料的孔结构和孔隙分布。
发泡法是一种常用的制备多孔高分子材料的方法。
该方法利用发泡剂在高分子熔融或溶液中释放气体形成气泡，并通过固化来固定气泡形成孔隙结构。
发泡法可以制备出具有大孔隙尺寸和低孔隙度的多孔高分子材料。
除了制备方法，多孔高分子材料的性能研究也是十分重要的。
主要包括孔隙结构、比表面积、孔隙分布、孔径分布、力学性能和化学稳定性等。
孔隙结构是多孔高分子材料性能研究的重要方面之一。
可以通过扫描电子显微镜（SEM）观察和测量孔洞的形状和大小，从而了解材料的孔隙结构。
比表面积是多孔高分子材料另一个重要的性能参数。
可以使用比表面积分析仪测量材料的比表面积，以反映多孔材料的吸附性能和反应性能。
多孔吸水材料
多孔吸水材料多孔吸水材料是一种具有优异吸水性能的材料，它可以广泛应用于吸水、保湿、过滤等领域。
多孔吸水材料的特点是具有大量的微孔和孔隙结构，这种结构使得材料能够快速吸收水分并保持稳定的吸水性能。
本文将介绍多孔吸水材料的种类、制备方法以及应用领域。
多孔吸水材料主要分为有机多孔吸水材料和无机多孔吸水材料两大类。
有机多孔吸水材料通常是以聚合物为基础材料，通过特殊的制备工艺形成大量微孔和孔隙结构，如泡沫塑料、凝胶材料等。
而无机多孔吸水材料则是以无机物质为基础，如硅胶、氧化铝等。
这两类多孔吸水材料在吸水性能、稳定性、耐高温性等方面各有特点，可以根据实际需求选择合适的材料。
多孔吸水材料的制备方法多种多样，常见的包括溶胶凝胶法、发泡法、模板法等。
其中，溶胶凝胶法是一种常用的制备有机多孔吸水材料的方法，通过溶胶的凝胶化过程形成多孔结构。
而发泡法则是制备泡沫塑料等材料的常用方法，通过在材料中加入发泡剂并进行加热使其膨胀形成孔隙结构。
模板法则是利用模板的作用在材料中形成孔隙结构，是制备无机多孔吸水材料的常用方法。
多孔吸水材料在吸水、保湿、过滤等领域有着广泛的应用。
在生活中，多孔吸水材料常用于卫生巾、纸尿裤等产品中，其优异的吸水性能可以有效保持产品的干燥和舒适。
在工业领域，多孔吸水材料常用于油水分离、废水处理等环境保护领域，其高效的吸附性能可以帮助清除水中的杂质。
此外，多孔吸水材料还可以应用于医疗、农业、建筑等领域，发挥着重要的作用。
综上所述，多孔吸水材料具有独特的吸水性能和广泛的应用前景，其种类繁多，制备方法多样，应用领域广泛。
随着科技的不断发展，相信多孔吸水材料将会在更多领域展现出其重要的作用，为人们的生活和生产带来更多便利和效益。
多孔材料的制备及吸附性能研究报告
多孔材料的制备及吸附性能研究报告摘要：本研究报告旨在探讨多孔材料的制备方法以及其在吸附性能方面的应用。
通过对多种制备方法的比较和吸附性能的测试，我们得出了一些有益的结论。
结果表明，多孔材料的制备方法对其吸附性能具有重要影响，而其吸附性能又与其孔隙结构和表面化学性质密切相关。
1. 引言多孔材料是一类具有高度孔隙结构的材料，其具有较大的比表面积和孔隙体积，因此在吸附和分离等领域具有广泛的应用。
为了实现高效的吸附性能，研究人员致力于开发各种制备方法，并探索多孔材料的吸附机理。
2. 制备方法2.1 物理法物理法是一种常见的多孔材料制备方法，包括溶胶-凝胶法、高温煅烧法和模板法等。
其中，溶胶-凝胶法通过溶胶的凝胶化过程形成孔隙结构，适用于制备介孔材料。
高温煅烧法则通过高温处理使材料发生相变，形成孔隙结构。
模板法则利用模板物质在制备过程中形成孔隙结构，常用的模板包括硬模板和软模板。
2.2 化学法化学法是另一种常见的多孔材料制备方法，包括溶剂热法、水热法和氧化物法等。
溶剂热法通过在高温高压条件下利用溶剂的溶解性质形成孔隙结构，适用于制备介孔材料。
水热法则通过水热反应形成孔隙结构，常用于制备纳米材料。
氧化物法则通过氧化物的还原反应形成孔隙结构，适用于制备介孔材料。
3. 吸附性能多孔材料的吸附性能与其孔隙结构和表面化学性质密切相关。
具有合适孔径和孔隙体积的多孔材料可以实现较大的吸附容量和较快的吸附速率。
而表面化学性质对吸附物质的亲和力和选择性起着重要作用。
研究人员通过调控多孔材料的孔隙结构和表面化学性质，实现了对特定吸附物质的高效吸附。
4. 结论本研究报告综述了多孔材料的制备方法和吸附性能的研究进展。
通过对多种制备方法的比较和吸附性能的测试，我们得出了一些有益的结论。
多孔材料的制备方法对其吸附性能具有重要影响，而其吸附性能又与其孔隙结构和表面化学性质密切相关。
进一步的研究可以探索新的制备方法和优化多孔材料的吸附性能，以满足不同领域的应用需求。
材料科学研究——多孔材料的制备及应用
材料科学研究——多孔材料的制备及应用1.引言作为制造业和高科技工业的基础，材料科学一直处于高速发展之中。
多孔材料是一种具有很多空隙或孔隙的材料，它们在表面积、孔径、孔隙率等方面具有特殊的物理化学特性，可以应用在能源、环保、生物医学和新能源储存等领域。
2.多孔材料的制备2.1 物理法多孔材料的制备方法可以分为物理法、化学法和生物法。
物理法适用于一些易于制备材料和基础材料较为单一的多孔材料。
物理法主要有凝胶法、模板法、相转化法、溶剂挥发法等。
2.2 化学法化学法多用于制备高级多孔材料，具有很高的可控性。
常见的化学法制备多孔材料有溶胀法、氧化物转化法、模板法、微乳液法、溶胶-凝胶法等。
2.3 生物法生物法是通过模仿生物体内食物颗粒的自组装机能来制备多孔材料，生物法制备的多孔材料在生物医学、环保以及催化剂等领域具有很多应用。
3.多孔材料的应用3.1 催化剂多孔材料的高比表面积、孔径和孔隙率为其在催化剂领域的应用提供了广泛的可能性。
多孔材料可以成为高效催化剂的载体，提高催化剂的稳定性和效率。
例如，金属-有机骨架材料是一种新型的多孔材料，它在催化剂领域的研究和应用具有很高的潜力。
3.2 电池材料多孔材料还可以作为电池材料的负极和正极原料。
比如，多孔碳材料可以用作锂离子电池的负极材料，因其表面积大、导电性好，可提高电池的能量密度和循环寿命。
3.3 环境保护多孔材料可以用于环境保护领域的废水处理和二氧化碳捕获与转化。
例如，金属有机骨架材料可以用于废水处理，具有高效吸附多种有机物和重金属离子的功能。
同时，多孔材料可以用于二氧化碳捕获和转化，以解决气候变化和能源危机等问题。
3.4 生物医学多孔材料在生物医学领域也有广泛的应用。
例如，多孔陶瓷材料可以用于人工骨骼修复；多孔生物可降解聚合物可以作为人工血管等医学器械的基材；外科义肢的制作也可以使用多孔材料。
4.总结多孔材料作为一种有着特殊物理化学性质的材料，在能源、环保和生物医学等领域有着广泛的应用。
一种多孔聚合物材料及其制备方法
一种多孔聚合物材料及其制备方法
本发明涉及一种多孔聚合物材料及其制备方法。
所述多孔聚合物材料由聚合物基材料和孔隙生成剂组成，其中所述孔隙生成剂为一种气体，所述聚合物基材料为一种线性有机高分子材料，所述气体以催化剂引导进入到所述聚合物基材料中，并通过聚合反应生成一定大小的孔隙。
所述制备方法具体包括如下步骤：
（1）选取一种线性有机高分子材料作为聚合物基材料，将其加热至聚合温度；
（2）选取一种气体作为孔隙生成剂，将其与气体搭载的催化剂引导进入所述聚合物基材料中；
（3）在聚合反应过程中，控制聚合反应的时间和温度，以使所生成的孔隙满足要求的大小和分布，完成多孔聚合物材料的制备。
本发明可制得孔径均匀的多孔聚合物材料，其孔径大小可根据需要调节，并能够满足不同应用场景中的需求。
本发明简化了聚合物制备过程，具有制备工艺简单、成本低廉、制品质量稳定等优点。
该多孔聚合物材料可用于过滤、吸附、催化等领域中。
《功能多孔有机聚合物的制备及其储能与油水分离性能研究》
《功能多孔有机聚合物的制备及其储能与油水分离性能研究》一、引言随着现代科技的发展，多孔有机聚合物因其独特的多孔结构和优异的性能，在能源储存、环境治理等领域得到了广泛的应用。
本文将重点研究功能多孔有机聚合物的制备方法，并探讨其在储能与油水分离领域的应用性能。
二、功能多孔有机聚合物的制备2.1 原料选择制备功能多孔有机聚合物需要选择合适的原料，如有机单体、催化剂等。
常用的有机单体包括苯、甲苯等芳香族化合物，催化剂则可以选择酸性催化剂或碱性催化剂。
2.2 制备方法制备功能多孔有机聚合物的方法主要包括溶胶-凝胶法、模板法、自组装法等。
其中，模板法是一种常用的制备方法，其基本原理是通过使用具有特定形状和结构的模板来控制聚合过程，从而获得具有特定孔径和形态的多孔有机聚合物。
三、功能多孔有机聚合物的储能性能研究3.1 锂离子电池电极材料功能多孔有机聚合物因其高比表面积和良好的电导性，被广泛应用于锂离子电池电极材料。
研究表明，通过调整多孔有机聚合物的孔径和形态，可以优化其电化学性能，提高电池的容量和循环稳定性。
3.2 超级电容器电极材料功能多孔有机聚合物也具有良好的超级电容器性能。
其高比表面积和良好的电导性有利于离子传输和电荷存储，从而提高超级电容器的电化学性能。
此外，通过引入功能性基团，可以进一步提高其储能性能。
四、功能多孔有机聚合物的油水分离性能研究4.1 油水分离原理功能多孔有机聚合物因其高比表面积和良好的吸附性能，可以用于油水分离。
通过选择合适的材料和制备方法，可以获得具有特定亲疏水性的多孔有机聚合物，从而实现油水混合物的有效分离。
4.2 油水分离应用在石油化工、海洋油污处理等领域，功能多孔有机聚合物被广泛应用于油水混合物的分离。
研究表明，通过调整多孔有机聚合物的亲疏水性、孔径和形态等性质，可以优化其油水分离性能，提高分离效率和吸附容量。
此外，该材料还具有良好的可再生性和环境友好性，有利于实现资源的循环利用。
《功能多孔有机聚合物的制备及其储能与油水分离性能研究》
《功能多孔有机聚合物的制备及其储能与油水分离性能研究》一、引言随着科技进步与工业发展，新型材料的研究与应用愈发重要。
功能多孔有机聚合物作为一种具有独特性能的新型材料，在储能、油水分离等领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在探讨功能多孔有机聚合物的制备方法，并对其在储能与油水分离方面的性能进行深入研究。
二、功能多孔有机聚合物的制备功能多孔有机聚合物的制备主要采用以下步骤：1. 原料选择：选择适当的有机单体，如苯、甲苯等，以及催化剂、溶剂等辅助材料。
2. 聚合反应：在适宜的温度、压力和催化剂作用下，使有机单体发生聚合反应，形成初步的聚合物。
3. 孔隙形成：通过物理或化学方法，如溶剂蒸发、模板法等，使聚合物内部形成多孔结构。
4. 功能化修饰：通过引入特定官能团，使聚合物具备特定的功能，如储能、油水分离等。
三、功能多孔有机聚合物的储能性能研究功能多孔有机聚合物在储能领域的应用主要表现在以下几个方面：1. 电池电极材料：功能多孔有机聚合物作为电池电极材料，具有高比表面积、良好的导电性和较高的电化学稳定性。
在锂离子电池、钠离子电池等领域具有广泛应用。
2. 超级电容器：功能多孔有机聚合物具有较高的比电容和良好的循环稳定性，可作为超级电容器的电极材料。
3. 氢能存储：功能多孔有机聚合物可作为氢能存储的载体，通过物理吸附或化学键合的方式存储氢气。
四、功能多孔有机聚合物的油水分离性能研究功能多孔有机聚合物在油水分离领域的应用主要表现在以下几个方面：1. 吸附性能：功能多孔有机聚合物具有较高的比表面积和良好的吸附性能，可有效吸附油类物质，实现油水分离。
2. 亲疏水性调控：通过引入特定官能团，可调控聚合物的亲疏水性，使其在不同油水混合物中表现出良好的分离效果。
3. 重复使用性：功能多孔有机聚合物具有良好的稳定性和重复使用性，可在多次使用后仍保持较高的油水分离效率。
五、实验结果与讨论通过实验，我们成功制备了功能多孔有机聚合物，并对其储能与油水分离性能进行了测试。
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ｗａｓ
３．８ ＭＰａ，ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｗａｓ ３９％，ａｎｄ ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗａｓ １．０２ ｇ／ｃｍ３．
第３５卷第１期
２０１４年２月
陶瓷李旅
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｅｒａｍｉｃｓ
Ｖ０１．３５
Ｎ０．１
Ｆｅｂ．２０１４
吸水性地质聚合物多孔材料的制备与研究
黄竞霖，张锦，崔学民，刘菁，袁媛
（广西石化资源加工与过程强化技术重点实验室，广西大学化学化工学院，广西南宁５３０００４）
摘要：以偏高岭土和水玻璃为主要原料，通过双氧水发泡法制得有～定强度和吸水率的地质聚物基多孔材料。当发泡 剂加入量为０．７ｗｔ．％时，地聚物基多孔材料的抗压强度达到６．６ ｇＰａ，抗折强度２．１ ＭＰａ，吸水率为４４％，体积密度为０．９０ ｇ／ｃｍ３。掺入水泥熟料后对材料进行改性，当掺量为６．２５ｗｔ．％时，其抗压强度为１２ ＭＰａ，抗折强度为３．８ ＭＰａ，吸水率为 ３９％，体积密度为１．０２ ｇ／ｃｍ３。 关键词：地聚物基多孔材料；吸水率；强度 中图分类号：ＴＱｌ７４．７５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００—２２７８（２０１４）０１—００４８—０５
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｐｏｒｏｕｓ ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｆｏａｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｕｓｉｎｇ ｍｅｔａｋａｏｌｉｎ ａｎｄ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｗａｔｅｒ ｇｌａｓｓ
ｍｉｎ
在３８～４８％之间；（２）具有良好的机械强度，抗压强 度在９．１ ＭＰａ以上，抗折强度在３．８～４．８ ＭＰａ之 间；（３）表面光滑；（４）尺寸、形状符合要求“５’１６１。 本课题组通过双氧水发泡法制得地聚物基多 孔材料具有一定的吸水率、较高的强度、一定平整 度的表面，图ｌ为双氧水发泡地聚物材料的表面和 截面的光学显微镜图。通过比较地聚物基多孔材料 与模具用石膏的主要性能指标，发现地聚物多孔材 料具有作为模具石膏替代材料的可能性。为此，本 文重点考察发泡剂掺量对其强度和吸水性能的影 响，同时对加入水泥熟料改性地聚物多孔材料的性 能进行了研究。
强度为６．６ ＭＰａ，抗折强度２．１ ＭＰａ，吸水率为 ４４％，体积密度为０．９０ ｇ／ｃｍ３，综合几项性能指 标，我们选取发泡剂含量为０．７ ｗｔ．％的配比进行 下一步的研究。 ２．１水泥熟料对地聚物基多孔材料的改性
水泥熟料的掺量是指在保持固体粉末含量不变
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｗａｔｅｒ
Ａｄｓｏｒｂａｂｌｅ Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ—Ｂａｓｅｄ Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ＬＩＵ Ｊｉｎｇ ＹＵＡＮ Ｙｕａｎ
ＨＵＡＮＧ Ｊｉｎｇｌｉｎ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ ＣＵＩ Ｘｕｅｍｉｎ
（Ｇｕａｎｇｘｉ
Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００４，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
的９．１ ＭＰａ齐Ｎ３．８ ＭＰａ，但在发泡含量为０．６ｗｔ．％ 以上时其吸水率满足要求（３８～４８％），其中当发泡
剂含量为０．７ ｗｔ．％时，地聚物基多孔材料的抗压
舟山叫三＼鼻＿鼬口ｏ．Ｉ长Ｋ董啊ｏ．Ｉ∞
０．４００．４５０．５００．５５０．６００．６５０．７００．７５０．８００．８５
Ｆｏａｍ ａｇｅｎｔ，。Ｉｑ
１
１
后，使之成为均匀的地聚物浆体。地聚物基料的 配比为Ａｌ，０１：ＳｉＯ，＝１．６５，Ｎａ，Ｏ：Ａ１２０ ３＝０．９，
Ｈ，Ｏ：Ａ１，Ｏ，＝９．５，以上地聚物基料配比是经过本 课题组长期研究得到的，其特征是在６０℃养护７
ｄ
实验
Ｔａｂ．１
表ｌ偏高岭土的化学组成
Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｋａｏｌｉｎ
２
Ｘ
１００％
装
皇
结果与讨论
发泡剂的含量是指混合发泡剂与总料浆的质量
．宝
２．１发泡剂含量对地聚物基多孔材料的性能影响 比，其中双氧水的含量为０．３％～０．５％，十二烷基硫
酸钠的含量为０．１５％～０．３％。从图２可知，随着发泡
ｅＩ
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∞
参
剂含量的增加，地聚物基多孔材料的抗压强度和抗 折强度逐渐降低，当发泡剂含量为０．８ｗｔ．％时，其 抗压强度和抗折强度达到最低值，分别为６．５
ＭｇＯ
０．７５
２．５２ Ｃ３Ａ １０．６ｌ
４．４８ Ｃ４ＡＦ １０．４９
ＫＨ
Ｃ２Ｓ ３１．２４
ｗｔ．％０．８２３９
万方数据
陶鬣李旅
后，抗压强度可达９７．８５ ＭＰａ。 将一定量的去离子水加入到准确称取的双氧 水和十二烷基硫酸钠混合液中，搅拌均匀，使之成 为发泡剂水溶液。 最后将搅拌均匀的发泡剂水溶液倒入地聚 物浆体中，快速搅拌，随后将发泡后的浆体倒入
２０ ｍｍｘ ２０ ｍｍ
Ｘ
２０１４年２月
结果，十二烷基硫酸钠在充分溶于水后，与料浆混 合、搅拌的过程中就开始产生大量的气泡，双氧水 则是在注模完成后的养护阶段随着温度的升高发生 化学反应，释放出大量的氧气，在一定的空间内， 发泡剂产生的气泡导致样品内形成开７ＬｌＩ口闭孔结 构，发泡剂含量越多，气泡越多，会形成大量的孔 结构，会严重降低地聚物基多孔材料的抗压强度和 抗折强度。 从图３可知，随着发泡剂含量的增加，地聚物 基多孔材料的吸水率逐渐增大而体积密度会逐渐减 小。当发泡剂含量为０．８ｗｔ．％时，吸水率和体积密 度分别达到最大值和最小值，其中吸水率为４８％， 体积密度为０．８１２３ ｇ／ｃｍ３，这是因为随着发泡剂含 量的增加，产生的气泡越多，一定体积内的孔结构 会增多，从而导致样品的体积密度减小；在地聚物 基多孔材料中起蓄水作用的主要是样品内部的开孔 结构，随着发泡剂含量增加，在样品内形成的开孔 结构会相应的增多，所以吸水率会逐渐增大。
定的光洁度ｕ１’１２’１３１。
近几年发展较活跃的材料之一，也被认为是２ ｌ世纪 一种绿色凝胶材料…。地质聚合物是一种由铝硅酸 盐原料在碱性条件下生成的无机聚合物材料，是由 法国教授Ｄａｖｉｄｏｖｉｔｓ于上世纪７０年代末首先命名 的，并发展成为一类新型的胶凝材料一地聚物材料
（Ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｃｅｍｅｎｔ）怛’引。国内又称土壤聚
２０
ｒａｍ（测抗压强度）１５
ｍｍｘ １５
ｍｍ Ｘ ８０
ｍｍ（Ｎ抗折强度）的铁质模具中，待密封后放 置于６０℃的恒温箱中养护７天后脱模。 １．３样品表征 样品脱模后采用阿基米德法测量样品的体积 密度，采用万能压力试验机（长春试验机研究所）测 试其抗压强度和抗折强度，用压汞仪（美国麦克公 司）测量样品的孔径大小和分布，采用光学显微镜 观察样品的表面结构，吸水率的测试是将测完抗 折强度后的样品在５０℃烘干至恒重（Ｇ。），然后在 ２０℃的水中浸泡２４ ｈ后，取出用湿毛巾轻檫干净 其表面的多余水分，然后称其湿重（Ｇ．），其吸水率 的计算公式为： Ｗ＝（Ｇ厂Ｇｏ）／Ｇｏ
１实验原料
地质聚合物采用偏高岭土与工业水玻璃聚合
反应体系。高岭土购自兖矿集团广西北海高岭土
图ｌ双氧水发泡地聚物多孔材料的光学显微镜图ａ．为表面；ｂ．为截面
Ｆｉｇ．１ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｇｅｏｐｏｌｙｍｅｒ—ｂａｓｅｄ ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｐｒ印ａｒｅｄ
ｂｙ
Ｈ２０２ ｆｏａｍｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓ（ａ：ｓｕｒｆａｃｅ；ｂ：ｓｅｃｔｉｏｎ）
ＭＰａ
Ｆｏａｍ ａｇｅｎｔ，‘如
图３发泡剂含量对吸水率和体积密度的影响
Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｆｏａｍ
ａｇｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ
ＯＩｌ
和２．０ ＭＰａ。这是因为发泡剂在不同阶段发泡作用的
ｗａｔｅｒ
ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ｄｅｎｓｉｔｙ
综合图２和图３分析，发现地聚物多孔材料的 抗压强度和抗折强度达不到良好陶瓷用石膏所要求
粘附在模型上，形成和模型相同形状的坯泥层， 并随时间的延长而逐渐增厚，当达到一定厚度时，
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｄａｔｅ：２０１３－０７－０９．Ｒｅｖｉｓｅｄ ｄａｔｅ：２０１３－０７－１５． Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ ａｕｔｈｏｒ：ＣＵＩ
基金项目：国李自然科学基金（编号：５１２６２００２和５０９６２００２）；广西自然科学基金 重点项目（鳊号：２０ｆ２ＧＸＮＳＦＤＡ０５５００３）资助 第・作者：黄竟霖（１ ９８９－－），男，硕士研究生。 通讯作者：崔学民（１ ９７Ｉ一），男，博士，教授。
Ｘｕｅｍｉｎ（１９７１一），ｍａｌｅ，Ｐｈ．Ｄ．，Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ
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Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｕｉ－－ｘｍ＠ｔｓｉｎｇｈｕａ
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万方数据
第３５卷第１期
黄竞霖等：吸水性地质聚合物多孔材料的制备与研究
经干燥收缩而与模壁脱离，然后脱模取出，坯体制 成。注浆成型是一种适应性大，生产效率高的成型 方法，凡是大型、形状复杂、不规则或薄胎等制 品，均可采用注浆成型法来生产。因此注浆成型在 日常陶瓷、工业美术瓷、卫生洁具瓷及现代陶瓷等 领域得到广泛应用ｕ ４｜。良好的陶瓷用注浆模具石膏
应该满足以下要求ｕ ５’：（１）良好的吸水性能，吸水率
厂，偏高岭土由高岭土经８００℃煅烧形成，其化学 成分为表１所示、氢氧化钠（分析纯，购自汕头西陇 化工）、水玻璃（工业市售，固含量为３７．７９％）双氧 水（３０％分析纯）、十二烷基硫酸钠（分析纯）、标号 为Ｐ．０４２．５水泥熟料取自南宁某工地其成分为表２ 所示，去离子水为实验室自制。 １．２实验步骤 将高岭土放置于马弗炉中于以５℃／ｍｉｎ的速 率煅烧至８００℃，保温２ ｈ，随炉冷却至室温、 取出密封待用。具体是称取一定质量的工业水玻 璃，按比例加入一定质量的颗粒状ＮａＯＨ对水玻璃 改性，配制成为实验所需模数的激发剂溶液，冷 却后静置２４ ｈ。将静置后的改性水玻璃溶液和一 定质量的偏高岭土混合，搅拌均匀，搅 ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｏａｍ ａｇｅｎｔ ｗａｓ Ｏ．７ ｗｔ．％．ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ