多孔無機材料答案

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)、對稱性、無定型存在與否、晶體尺寸、應力、堆垛層錯、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)是最準確最可靠的測量晶體沸石及分子篩結(jié)構(gòu)的方法。紅外光譜能夠識別結(jié)構(gòu)中的官能

2、團，進行分子篩骨架構(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)化學位移可以考察原子核所處的化學環(huán)境，從而對化合物進行結(jié)構(gòu)分析。NMR分子篩材料研究中能夠測定骨架原子的化學狀態(tài)。順磁共振(ESR)可以通過順磁信號判斷化學環(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。透射電鏡能夠觀測和解析材料的結(jié)構(gòu)。物理吸附研究中應用最多的主要有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例說明其具體操作過程和所得到的性例說明其具體操作過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。孔隙率是指多孔材料中孔隙所占體積與多孔材料的總體積之比，一般以百分數(shù)來表示。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表征。多孔材料比表面積在應用中有著重大意義，用單位質(zhì)量材料的總面積來表示。（1）顯微分析法：本方法首先要求對多孔材料樣品制備出盡量平整的斷面，再通過顯徽鏡觀測出斷

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：采用流體靜力學原理，其測量方式類似于天平稱量法。它是將試樣浸泡于液體介質(zhì)中使其飽和后再進行液中稱重來確定試樣的總體積，進而測算得出多孔體的孔率(見圖2.1)?；钚蕴祭w維單絲直徑細，表面積大，吸附面積大；有效吸附孔分布窄，屬于單分散型；沒有或很少有大孔，且為徑向開孔擴散阻力小，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；強度高，粉塵少；形態(tài)好，后加工性好；導電、導熱、蓄熱量小。多用作吸附材料、催化劑材料、電極材料等。5.無機膜有哪些優(yōu)點和缺點，主要的制備方法和用途是什么，主要的性能參數(shù)有哪無機膜有哪些優(yōu)點和缺點，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：與有機膜相比，無機膜具有以下優(yōu)點：1、熱穩(wěn)定性好，耐高溫，一般可以在400℃下使用，最高可達8

7、00℃以上不老化、壽命長。2、化學穩(wěn)定性好，耐有機溶劑，耐酸堿，抗微生物侵蝕。3、機械強度大，擔載無機膜可承受幾十個大氣壓的外壓，并可反向沖洗。4、凈化操作簡單、迅速，價格便宜，保存方便。5、孔徑分布窄，分離效率高。目前，從技術(shù)上看，無機膜還存在如下缺點：1、生產(chǎn)成本高，制造技術(shù)難度大。2、無機膜易發(fā)脆，給膜的成型加工及組件裝備帶來一定的困難。3、膜器安裝因密封的緣故，使其性能不能得到充分利用。無機膜目前常見的制備方法有：溶膠—凝膠法；

8、陽極氧化法；熱分解法；水熱合成法等。無機膜的用途如下：1、無機膜在氣體分離領(lǐng)域的應用主要包括氣體（空氣）的凈化和氣體組分的分離。目前成功應用的僅是鈾同位素的分離，其它氣體凈化與分離過程均處于開發(fā)過程中。2、無機膜的應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、化學工業(yè)、石油化工等。3、無機膜催化反應器性能參數(shù)：膜的主要性能參數(shù)有物化穩(wěn)定性、透過特性、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、