一种纳米多孔能量吸收材料制备方法
【专利摘要】一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，属于纳米材料制备领域，该方法可以调节材料的比表面积和固液界面特性，以适应不同领域的应用，其步骤包括：a、提供原材料；b、提供基液；c、将原材料与基液混合，加入分散剂并搅拌均匀；d、将混合液在搅拌的情况下加热至沸腾；e、向沸腾的混合物中加入添加物，沸腾反应5-300分钟；f冷却至室温，得到纳米多孔能量吸收材料。该种纳米多孔能量吸收材料制备方法，减小了原料损耗，简化了工艺，降低了成本，适于大规模生产，具有很好的推广利用价值。
【专利说明】一种纳米多孔能量吸收材料制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纳米新型材料领域，涉及一种能量吸收材料制备方法，尤其是一种应 用于多种领域的纳米多孔能量吸收材料制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，人们生活水平的提高，机动车对人们来讲已并不陌生，因其快 捷、高效、便利，近年来我国机动车保有量迅速增长。而另一方面，人们在享受着机动车带来 便捷的同时也不得不面临另一个严重问题，机动车保有量迅速增长，交通流量也随之增大， 造成了车辆数量与道路比例严重失调，这对道路的输送能力也提出了严峻的挑战，加之交 通管理不善等原因，造成交通事故频繁，伤亡人数增多。
[0003] 引发众多交通事故发生的另一个重要原因是机动车本身的安全性能。目前，机动 车车身所使用的材料通常为多孔金属、复合材料、泡沫材料、形状记忆合金等，这些材料在 发生碰撞的时候，不能使碰撞产生的能量得到有效吸收或者转化，从而对人体造成巨大伤 害，这是导致人员伤亡很重要的因素之一。
[0004] 交通事故是瞬间发生的灾难性事件，边界条件千差万别，很少有完全相同和重复 的事故发生，而且有些事故发生前不能人为避免。有效提高机动车本身材料的安全性能可 以缓解交通事故的严重程度，同时可减少事故给人们造成的损失。因此，亟待一种新型吸能 材料的出现。
[0005] 纳米科技是20世纪80年代末、90年代初发展起来的一种前沿、交叉性的学科领 域，近年来得到了迅猛发展。纳米材料已经作为一种新兴材料在材料领域占据了极其重要 的地位。纳米多孔材料是纳米材料发展以来的第三代材料，它巨大的比表面积提供了一个 理想的能量转换平台。当固体和流体耦合时，该材料巨大的内表面得以被充分利用，使得纳 米多孔材料和功能流体的结合成为新型的有巨大潜力的多功能能量转换系统。
[0006] 目前的纳米材料制备方法可以满足一些领域的应用，但是它们通常能耗较高、工 艺比较复杂，而且制备的材料分散性差、易团聚，比表面积和固液界面特性不可调，应用范 围存在局限性。
【发明内容】
[0007] 本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足提供一种纳米多孔能量吸收材 料制备方法，该制备方法可以调节材料的比表面积和固液界面特性，以适应不同领域的应 用。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该种纳米多孔能量吸收材料制备 方法，其特征是，其步骤包括：a、提供原材料；b、提供基液；c将原材料与基液混合，加入分 散剂并搅拌均匀；d、将混合液在搅拌的情况下加热至沸腾；e、向沸腾的混合物中加入添加 物，沸腾反应5-300分钟；f冷却至室温，得到纳米多孔能量吸收材料。
[0009] 可选的，所述的原材料为沸石、纳米多孔二氧化硅、氧化铝、氧化锌、二氧化钛、Au、 Cu、PMMA、碳纳米管中的一种或者多种，或者为制备以上某种材料的化合物。
[0010] 可选的，所述的基液为去离子水、醇水混合溶剂或者碱性溶液。
[0011] 可选的，所述的分散剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或几种。
[0012] 可选的，该方法中的搅拌包括超声波。
[0013] 可选的，所述的添加物为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾中、氯化十六烷基三 甲基季铵盐粉体中的一种或几种。
[0014] 本发明具有以下突出的有益效果：与现有技术相比，本发明的制备方法使得材料 的比表面积和固液界面特性可以调节，可以根据不同的应用领域配置相应的能量吸收材 料，而且所制备的纳米多孔能量吸收材料颗粒小、无团聚、分散性好，同时减小了原料损耗， 简化了工艺，降低了成本，适于大规模生产，具有很好的推广利用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 附图1是本发明的工艺流程示意图。
[0016] 附图2是本发明制备材料的能量吸收示意图。
【具体实施方式】
[0017] 如图1、图2所示，下面结合具体实施例，对本发明的纳米多孔能量吸收材料制备 方法进一步进行阐述，以下实施例不唯一。
[0018] 实施例1
[0019] 首先进行步骤S1，提供原材料，原材料为硝酸锌；
[0020] 接着进行步骤S2,提供基液，基液为_乙_醇和水的混合溶剂；
[0021] 接着进行步骤S3,将0. 05mol的硝酸锌溶于500g二乙二醇和60g水的混合溶剂 中，向溶液中加入〇. 15g的聚乙烯吡咯烷酮分散剂，并混合搅拌均匀；
[0022] 接着进行步骤S4,将混合液加入三口烧瓶中，在搅拌的条件下回流加热至沸腾；
[0023] 接着进行步骤S5,向沸腾的混合溶液中加入0. 125mol氢氧化钠，加热沸腾反应40 分钟；
[0024] 接着进行步骤S6,冷却至室温，得到稳定的氧化锌纳米流体。纳米流体中氧化锌纳 米颗粒的粒径为10纳米，分布范围窄，分散性好，无团聚现象。
[0025] 实施例2
[0026] 首先进行步骤S1，提供原材料，原材料为醋酸锌；
[0027] 接着进行步骤S2,提供基液，基液为_乙_醇和水的混合溶剂；
[0028] 接着进行步骤S3,将0· Olmol的醋酸锌溶于500g二乙二醇和60g水的混合溶剂 中，向溶液中加入〇. 15g的聚乙烯吡咯烷酮分散剂，并混合搅拌均匀；
[0029] 接着进行步骤S4,将混合液加入三口烧瓶中，在搅拌的条件下回流加热至沸腾；
[0030] 接着进行步骤S5,向沸腾的混合溶液中加入0. 03mol碳酸钾，加热沸腾反应250分 钟；
[0031] 接着进行步骤S6,冷却至室温，得到稳定的氧化锌纳米流体。纳米流体中氧化锌纳 米颗粒的粒径为15纳米，分布范围窄，分散性好，无团聚现象。
[0032] 实施例3
[0033] 首先进行步骤SI，提供原材料，原材料为硝酸锌；
[0034] 接着进行步骤S2,提供基液，基液为丙二醇和水的混合溶剂；
[0035] 接着进行步骤S3,将0· 05mol的硝酸锌溶于200g二乙二醇和400g水的混合溶剂 中，向溶液中加入〇. 15g的聚乙烯吡咯烷酮分散剂，并混合搅拌均匀；
[0036] 接着进行步骤S4,将混合液加入三口烧瓶中，在搅拌的条件下回流加热至沸腾；
[0037] 接着进行步骤S5,向沸腾的混合溶液中加入0. 15mol氢氧化钠，加热沸腾反应50 分钟；
[0038] 接着进行步骤S6,冷却至室温，得到稳定的氧化锌纳米流体。纳米流体中氧化锌纳 米颗粒的粒径为20纳米，分布范围窄，分散性好，无团聚现象。
[0039] 实施例4
[0040] 首先进行步骤S1，提供原材料，原材料为硫酸锌；
[0041] 接着进行步骤S2,提供基液，基液为_乙_醇和水的混合溶剂；
[0042] 接着进行步骤S3,将0. 2mol的硫酸锌溶于500g二乙二醇和150g水的混合溶剂 中，向溶液中加入〇. 3g的聚乙烯吡咯烷酮分散剂，并混合搅拌均匀；
[0043] 接着进行步骤S4,将混合液加入三口烧瓶中，在搅拌的条件下回流加热至沸腾；
[0044] 接着进行步骤S5,向沸腾的混合溶液中加入0. 5mol氢氧化钠，加热沸腾反应70分 钟；
[0045] 接着进行步骤S6,冷却至室温，得到稳定的氧化锌纳米流体。纳米流体中氧化锌纳 米颗粒的粒径为35纳米，分布范围窄，分散性好，无团聚现象。
[0046] 实施例5
[0047] 首先进行步骤S1，提供原材料，原材料为硝酸锌；
[0048] 接着进行步骤S2,提供基液，基液为丙二醇和水的混合溶剂；
[0049] 接着进行步骤S3,将0· 15mol的硝酸锌溶于400g二乙二醇和200g水的混合溶剂 中，向溶液中加入〇. 5g的聚乙烯吡咯烷酮分散剂，并混合搅拌均匀；
[0050] 接着进行步骤S4,将混合液加入三口烧瓶中，在搅拌的条件下回流加热至沸腾；
[0051] 接着进行步骤S5,向沸腾的混合溶液中加入0. 2mol碳酸钾，加热沸腾反应100分 钟；
[0052] 接着进行步骤S6,冷却至室温，得到稳定的氧化锌纳米流体。纳米流体中氧化锌纳 米颗粒的粒径为35纳米，分布范围窄，分散性好，无团聚现象。
[0053] 图2所示为本发明的制备方法所制备的材料的能量吸收示意图，从图中可以看 出，两条曲线与X轴包围的部分即为材料所吸收的能量。
[0054] 本发明的制备方法所制备的纳米多孔能量吸收材料比传统的能量吸收材料，如复 合材料、多孔金属、泡沫材料、形状记忆合金、凯夫拉纤维等高1-3个数量级，吸能效果好， 能耗低，降低了成本，适合大规模生产。
[0055] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟 悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容 对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡 是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、 等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
【权利要求】
1. 一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，其步骤包括：a、提供原材料；b、提供基液；c 将原材料与基液混合，加入分散剂并搅拌均匀；d、将混合液在搅拌的情况下加热至沸腾； e、向沸腾的混合物中加入添加物，沸腾反应5-300分钟；f冷却至室温，得到纳米多孔能量 吸收材料。
2. 根据权利要求1所述的一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，其特征是，所述的原 材料为沸石、纳米多孔二氧化硅、氧化铝、氧化锌、二氧化钛、Au、Cu、PMMA、碳纳米管中的一 种或者多种，或者为制备以上某种材料的化合物。
3. 根据权利要求1所述的一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，其特征是，所述的基 液为去离子水、醇水混合溶剂或者碱性溶液。
4. 根据权利要求1所述的一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，其特征是，所述的分 散剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，其特征是，所述的搅 拌包括超声波。
6. 根据权利要求1所述的一种纳米多孔能量吸收材料制备方法，其特征是，所述的添 加物为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾中、氯化十六烷基三甲基季铵盐粉体中的一种 或几种。
【文档编号】C01G9/02GK104085912SQ201310108354
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2013年4月1日 优先权日:2013年4月1日
【发明者】陈曦, 向勇 申请人:陈曦