无机纳米多孔材料的研究进展

对无机纳米多孔材料的当前研究进展进行了评述,详细介绍了无机纳米多孔材料的应用前景、合成机理、合成方法,并特别介绍了非硅基多孔材料的研究进展,并对当前研究存在的问题进行了总结,最后就无机纳米多孔材料的研究方向进行了展望.     

多孔低介电常数材料研究进展

摘要: 具有低介电常数的多孔材料适合于集成电路方面的应用.从组成与结构、制备方法和介电性能等方面,分别介绍了以无机材料、有机材料、无机/有机复合相为基体的多孔低介电常数材料,其介电常数分别可以降低至1.99、1.50、1.99.以有机材料为基体的多孔低介电常数材料的使用温度达到450 ℃;以无机材料为基体的多孔低介电常数材料的抗弯强度达到136 MPa.在获得低介电常数的同时,改善材料由于引入孔隙导致的材料力学性能下降、介电损耗升高等问题,可以进一步拓展材料的应用空间.     

新型蒙脱土多孔异构中孔材料的表征

采用天然钙基蒙脱土为原料,经碳酸钠钠化处理、十六烷基三甲基溴化铵有机改性后,以八烷胺做共表面活性剂,将有机土、中性胺和正硅酸乙酯按一定比例混合,搅拌反应4 h,经分离、干燥、焙烧,合成出新型中孔蒙脱土多孔异构材料。用XRD、TG、TG-FTIR、N2等温吸附-脱附和红外酸度分析等手段对产物进行了表征。结果表明,合成材料平均孔径为2.86 nm,达到了IUPAC规定的中孔范围(2~50 nm),且孔径分布较窄,BET比表面积为625 m2.g-1,同时拥有B酸和L酸两种酸性位。该种合成材料有别于酸化蒙脱土和无机交联蒙脱土等传统蒙脱土改性材料,同时其合成过程又为中孔材料的合成提供了一种新途径,在改善微孔(孔径一般小于1.5 nm)沸石分子筛孔径对较大分子进出限制这一方面具有潜在的应用价值。     

十四面体闭孔多孔材料表征量特性研究

为了研究多孔材料微观结构对其性能的影响,利用闭孔粗棱十四面体模型进行了数值模拟.采用有限元法,对相对弹性模量、泊松比进行了数值计算.模拟结果表明:单胞壁厚是相对密度增量的次要影响因素,壁面连接曲率半径是主要影响因素,壁厚、壁面连接曲率半径可简化为相对密度的2个无关影响因素;高孔隙率多孔材料,表面张力拉向孔穴棱边的固体对...     

多孔陶瓷过滤材料的研究进展

多孔陶瓷是一种含有较多孔洞并利用其结构或表面积来达到所需性能的无机非金属过滤材料.主要制备方法有添加造孔剂法、发泡法、有机泡沫浸渍法和溶胶-凝胶法.常用于电化学陶瓷膜及熔融金属、液体、气体等的过滤.由于再生性差、成本高及孔结构难控制等不足使其应用受到制约.通过完善制备工艺、改良材质、协调孔隙度与强度的关系等措施可提高其应用性能.     

宏孔性多孔玻璃载体颗粒的制备

利用填充法直接制备宏孔的多孔玻璃载体颗粒，探讨了造孔剂的种类及含量和烧结过程对颗粒的粒度分布、孔隙率、孔径分布及机械强度的影响，确定了复配造孔剂的适宜比例和工艺条件。结果表明，采用复配造孔剂解决了宏孔颗粒的强度与孔隙率、孔径的矛盾，在烧结温度800℃左右，保温时间2h的条件下，保证孔径在60－180μm，孔隙率稳定在40％以上，而强度达到2.4MPa以上。     

含盐多孔材料湿交换率的确定

潮湿的室内环境使室内空气质量恶化。含盐多孔材料具有调节室内湿度的作用,逐步为人所认识。本文通过分析含盐多孔材料表面与空气间的湿交换过程,建立表面湿交换率公式,进一步提出加强含盐多孔材料湿调节能力的方法。     

TiO_2-SiO_2复合多孔材料的低成本制备及表征

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,采用溶胶一凝胶法,用无水乙醇对湿凝胶进行溶剂交换处理,通过常压干燥工艺制备了TiO2-SiO2多孔材料。利用SEM、FTIR、BET吸附对多孔材料的形貌和性质进行了研究,分析了TiO2-SiO2多孔材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能。结果表明,用3mol／L的TiCl4水溶液制得的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率和光解率;n（Ti）：n（Si）=2：1的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率,而n（Ti）：n（Si）=1：2的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的光解率。     

TiO2-SiO2复合多孔材料的低成本制备及表征

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,采用溶胶-凝胶法,用无水乙醇对湿凝胶进行溶剂交换处理,通过常压干燥工艺制备了TiO2-SiO2多孔材料.利用SEM、FTIR、BET吸附对多孔材料的形貌和性质进行了研究,分析了TiO2-SiO2多孔材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能.结果表明,用3 mol/L的TiCl4水溶液制得的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率和光解率;n(Ti): n(Si)=2:1的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率.而n(Ti):n(Si)=1:2的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的光解率.     

添加固体废弃物的硅藻土基多孔材料的制备

硅藻土作为主要基料,白云石为添加剂,加入其他固废物,制备了一种新型多孔材料。通过X射线衍射、扫描电镜及强度、吸水率等测试手段对制品进行了分析,探讨了硅藻土、白云石不同固体废弃物对多孔材料形成和性能的影响。研究表明,在硅藻土、白云石、粉煤灰、熟污泥的质量分数分别为45%、35%、10%、10%时,经1 020℃烧成并保温30min形成的多孔材料的密度为1.36g/cm3,孔隙率45%,吸水率为25%,抗折强度达12.43MPa,通过物相分析其多孔材料的成分主要晶相为莫来石与钙长石及透辉石。     

Constitutive Laws for Visco-plastic Porous Medium Shaped by Regularly Distributed Circular Particles

A numerical study is presented, using a homogenization technique to consider the plain strain problem of visco-plastic porous medium shaped by regularly distributed circular particles. Based on a rigid plastic material, the paper derives the macroscopic constitutive laws for homogenous equivalent medium. By changing the shape parameter of circular particles, the effect of pore shape on macroscopic constitutive laws is explored. Yield surfaces with different pore shapes are obtained. About voids, a two-scale conception is introduced, which regards main void as macroscopic scale and secondary cavities as microscopic scale. The macroscopic potential involving main and secondary voids is achieved. The proposed macroscopic constitutive law taking microscopic features as influence factors is helpful for exploring the macroscopic mechanical properties of porous medium when numerical simulation is required.     

多孔介质微燃烧器预混燃烧的数值研究

开发了带有回热夹层的多孔介质微燃烧嚣,对其预混燃烧性能进行了数值模拟,研究了燃烧功率和过量空气系数对微燃烧器的出口尾气温度、燃烧效率、壁面温度和热损失率的影响.结果表明:在较宽的燃烧范围内,微燃烧器具有较高的燃烧效率和较低的热损失率,而且随着燃烧热功率和过量空气系数的增大,微燃烧器的外壁面温度和热损失率反而减小;多孔介质微燃烧器的最佳燃烧功率为200 w,最佳的过量空气系数范围为2.5相似文献   

饱和孔隙介质中的波

通过对饱和孔隙介质的运动方程的分解,证明了饱和孔隙介质体中存在两种类型的膨胀波和一种剪切波传播;给出了不同波型的传播运动方程;对饱和孔隙介质的几种特殊情形,讨论了波的传播物性以及波速计算公式。     

多孔材料中裂纹尖端的渐近场

由宏观塑性耗散势出发,得出多孔材料的屈服函数,它类似Ｌａｄｅｔ和Ｄｏｒａｉｖｅｌｕ模型。由Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ单轴拉伸模型和相关联流动法则给出描述多孔材料的幂硬化本构关系。在平面应变条件下,得出裂纹尖端的渐近场。场具有Ｈ．Ｒ．Ｒ奇异性,Ｊ积分守恒。场的分布和韧性依赖材料常数α,它描述在变形中体积变形与形状变形之比。所得结果,在特定条件下与前人研究结果一致。这些结果为多孔材料结构的设计和韧性     

多孔介质渗透系数数值模拟研究

利用ANSYS有限元程序模拟多孔介质孔隙特征和孔隙率对其渗透系数的影响,计算出不同孔隙率、孔径、孔喉比所对应的等效渗透系数,并用拟合数学方程评价孔隙率、孔径、孔喉比对渗透系数的影响程度.结果表明：多孔介质的等效渗透系数与孔隙率和平均孔径呈线性正相关关系,与孔喉比呈负相关关系.     

多孔介质中油气体系相平衡规律研究

油气体系和储层多孔介质是一个相互作用的系统，当地层压力低于饱和压力时，储层中同时存在气、液、固（指岩石）三相，在多孔介质中，由于孔隙半径小，因而毛细管压力应予以考虑，在建立了考虑毛细管压力的相平衡计算模型之后，针对二个凝析气藏，一个黑油油藏和一个挥发油藏，分别对其油气体系的毛细管压力，饱和压力和恒组成膨胀过程中液相含量进行了相态模拟模拟计算，总结出毛细管压力对油气体系相平衡的影响规律。     

核磁共振法确定多孔介质的性能

核磁共振技术(NMR)是一种有力而安全的用于获取介质的空间分辨信息的方法。分析NMR数据的新方法能提供研究各种物理体系的机遇。本文讨论了核磁探针法的实验和分析进展。该方法用于定量评价表征流体和其在多孔介质中的流动行为。这种探针法的核心是辅助函数评价问题的求解,而这类问题的求解决依赖于用B spline表示法对未知函数的规整化和序列评估。     

回溯法在多孔材料孔径测量中的应用

为了研究多孔材料的微观特性,必须对其微观结构进行测量.首先分析并指出了迭代法、递归法在多孔材料微结构孔洞标记中的不足之处,然后结合回溯法的思想采用一种新的多孔材料孔洞标记法,并利用迷宫问题具体分析了标记的过程.最后用VC++编程实现了淀粉扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)图像和陶瓷SEM图像的孔径测量(包括孔洞标记、孔径面积).实验结果表明,该方法改善了前两种算法的不足,实际运行效果良好,具有较好的实用价值.     

多孔平板复合换热的理论与实验研究

在高温流动系统中,垂直放入多孔平板可增强辐射换热效应,提高能量的利用率。本文建立了这一对流辐射复合换热系统的理论模型;对不同情况进行了数值计算,并做了实验研究;分析了入口气流温度、风速、板数和板厚等因素的影响;从而确立了这一类问题的计算模型,精确地预测了实验结果。     

多孔介质内部大圆球绕流的分析

对多孔介质内部大圆球绕流问题进行理论分析．首先根据基本假设写出简化的基本方程组，然后求出多孔介质内部大圆球绕流问题的解析解，最后对解析解进行分析和讨论．