多孔無(wú)機(jī)材料答案

1、1.多孔材料的結(jié)構(gòu)表征方法都有哪些，其主用作用是什么？多孔材料的結(jié)構(gòu)表征方法都有哪些，其主用作用是什么？(10分)答：多孔材料的結(jié)果表征方法有衍射、波譜、光譜、顯微技術(shù)、吸附與脫附技術(shù)等。從X射線粉末衍射譜圖能夠知到材料的晶胞尺寸、雜質(zhì)、對(duì)稱(chēng)性、無(wú)定型存在與否、晶體尺寸、應(yīng)力、堆垛層錯(cuò)、晶體結(jié)構(gòu)等信息。電子衍射可以適用于微晶、表面、薄膜晶體的研究。單晶XRD技術(shù)是最準(zhǔn)確最可靠的測(cè)量晶體沸石及分子篩結(jié)構(gòu)的方法。紅外光譜能夠識(shí)別結(jié)構(gòu)中的官能

2、團(tuán)，進(jìn)行分子篩骨架構(gòu)型的判別、表面羥基結(jié)構(gòu)、表面酸性以及分子篩的客體的結(jié)構(gòu)等方面的研究。Raman技術(shù)可以研究分子篩的基本結(jié)構(gòu)單元和孔道環(huán)數(shù)、研究骨架原子的化學(xué)狀態(tài)。UVVisible光譜技術(shù)在研究分子篩中的雜原子的配位狀態(tài)則十分有效。利用核磁共振技術(shù)，根據(jù)化學(xué)位移可以考察原子核所處的化學(xué)環(huán)境，從而對(duì)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。NMR分子篩材料研究中能夠測(cè)定骨架原子的化學(xué)狀態(tài)。順磁共振(ESR)可以通過(guò)順磁信號(hào)判斷化學(xué)環(huán)境例如氧自由基等。掃描電

3、鏡能夠觀察材料的外表面和結(jié)晶形貌，分析相的純度。透射電鏡能夠觀測(cè)和解析材料的結(jié)構(gòu)。物理吸附研究中應(yīng)用最多的主要有HK方法確定微孔的孔分布和BJH法確定介孔的孔分布，大孔的孔分布則可以用汞吸附法確定。吸附分析可以測(cè)定材料表面積（BET、LANGMUIR等方法）、孔容、結(jié)晶度。2.多孔材料性能參數(shù)的表征方法有哪些，試舉多孔材料性能參數(shù)的表征方法有哪些，試舉2例說(shuō)明其具體操作過(guò)程和所得到的性例說(shuō)明其具體操作過(guò)程和所得到的性能參數(shù)？能參數(shù)？(1

4、5分)答：多孔材料性能參數(shù)有孔隙率、孔徑大小與分別、孔形、比表面積等?？紫堵适侵付嗫撞牧现锌紫端俭w積與多孔材料的總體積之比，一般以百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。孔徑表征方式有最大孔徑、平均孔徑、孔徑分布等。多孔材料的孔尺寸形貌在不同方向上存在著差異，多孔材料的這種各向異性程度可用各向異性率來(lái)表征。多孔材料比表面積在應(yīng)用中有著重大意義，用單位質(zhì)量材料的總面積來(lái)表示。（1）顯微分析法：本方法首先要求對(duì)多孔材料樣品制備出盡量平整的斷面，再通過(guò)顯徽鏡觀測(cè)出斷

5、面的總面積Sp和其中包含的孔隙面積So，然后利用公式：θ=SpSo（求得的θ即是多孔材料的孔隙率）（2）浸泡介質(zhì)法：采用流體靜力學(xué)原理，其測(cè)量方式類(lèi)似于天平稱(chēng)量法。它是將試樣浸泡于液體介質(zhì)中使其飽和后再進(jìn)行液中稱(chēng)重來(lái)確定試樣的總體積，進(jìn)而測(cè)算得出多孔體的孔率(見(jiàn)圖2.1)?；钚蕴祭w維單絲直徑細(xì)，表面積大，吸附面積大；有效吸附孔分布窄，屬于單分散型；沒(méi)有或很少有大孔，且為徑向開(kāi)孔擴(kuò)散阻力小，吸附、脫附有行程短，吸脫速度快，；吸附位多，吸附

6、容量大；體密度小，漏損小，處理速度快；雜質(zhì)少，純度高；強(qiáng)度高，粉塵少；形態(tài)好，后加工性好；導(dǎo)電、導(dǎo)熱、蓄熱量小。多用作吸附材料、催化劑材料、電極材料等。5.無(wú)機(jī)膜有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，主要的制備方法和用途是什么，主要的性能參數(shù)有哪無(wú)機(jī)膜有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，主要的制備方法和用途是什么，主要的性能參數(shù)有哪些，各是什么意義？些，各是什么意義？(15分)答：與有機(jī)膜相比，無(wú)機(jī)膜具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、熱穩(wěn)定性好，耐高溫，一般可以在400℃下使用，最高可達(dá)8

7、00℃以上不老化、壽命長(zhǎng)。2、化學(xué)穩(wěn)定性好，耐有機(jī)溶劑，耐酸堿，抗微生物侵蝕。3、機(jī)械強(qiáng)度大，擔(dān)載無(wú)機(jī)膜可承受幾十個(gè)大氣壓的外壓，并可反向沖洗。4、凈化操作簡(jiǎn)單、迅速，價(jià)格便宜，保存方便。5、孔徑分布窄，分離效率高。目前，從技術(shù)上看，無(wú)機(jī)膜還存在如下缺點(diǎn)：1、生產(chǎn)成本高，制造技術(shù)難度大。2、無(wú)機(jī)膜易發(fā)脆，給膜的成型加工及組件裝備帶來(lái)一定的困難。3、膜器安裝因密封的緣故，使其性能不能得到充分利用。無(wú)機(jī)膜目前常見(jiàn)的制備方法有：溶膠—凝膠法；

8、陽(yáng)極氧化法；熱分解法；水熱合成法等。無(wú)機(jī)膜的用途如下：1、無(wú)機(jī)膜在氣體分離領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括氣體（空氣）的凈化和氣體組分的分離。目前成功應(yīng)用的僅是鈾同位素的分離，其它氣體凈化與分離過(guò)程均處于開(kāi)發(fā)過(guò)程中。2、無(wú)機(jī)膜的應(yīng)用主要涉及液體的分離與凈化，包括食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物工程、化學(xué)工業(yè)、石油化工等。3、無(wú)機(jī)膜催化反應(yīng)器性能參數(shù)：膜的主要性能參數(shù)有物化穩(wěn)定性、透過(guò)特性、分離效率。膜的物化穩(wěn)定性主要取決于構(gòu)成膜的材料。主要是指膜的抗氧化性、