CN106751717A - 一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷20‑24份，纳米钛白粉15‑19份，硅藻土11‑15份，纳米氧化铁粉13‑17份，硫酸25‑29份，纳米硅酸铝粉17‑21份，聚氨酯9‑13份，纳米氧化钙粉10‑14份，纳米氧化锌粉8‑12份，纳米氧化铜粉7‑11份，去离子水30‑35份，正丁醇5‑9份；其制备方法包括以下步骤：S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以25‑29rpm的搅拌速度搅拌31‑35min，制得混合溶液A；S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中。本发明具备优异的耐高温性、隔热性、耐寒性和耐磨性，且成本低，成量大，原料混合均匀，制备效率高，制备方法简单。

Description

一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料。
背景技术
纳米材料的比表面积大，在纳米和分子水平范围内具有应用特性，成为材料科学中最为热门和前沿的研究领域；纳米材料主要包括无机纳米材料、有机纳米材料以及无机-有机杂化纳米材料；作为无机纳米材料，无机陶瓷材料及无机陶瓷纳米材料在能源、电子、超导材料、半导体、光电子材料、传感、激光、环境及生物技术等领域得到广泛应用；具有高介电常数的多金属氧化物纳米陶瓷则为新型超级电容电池的制备提供了原料；有机纳米材料的形态结构稳定，在具有小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应的同时，还具有温度、pH值、电场和磁场等响应性。
现有的纳米材料大多不具备优异的耐高温性、隔热性、耐寒性和耐磨性，导致使用范围有限，且制备的成本较高，成量较少，现有的纳米材料在制备时混合不均匀，制备效率较低，浪费了大量的时间，因此，我们提出了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料用于解决上述问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料。
本发明提出的一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 20-24份，纳米钛白粉 15-19份，硅藻土 11-15份，纳米氧化铁粉 13-17份，硫酸 25-29份，纳米硅酸铝粉 17-21份，聚氨酯 9-13份，纳米氧化钙粉 10-14份，纳米氧化锌粉 8-12份，纳米氧化铜粉 7-11份，去离子水 30-35份，正丁醇 5-9份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以25-29rpm的搅拌速度搅拌31-35min，制得混合溶液A；
S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在40-44℃下以36-40rpm的搅拌速度搅拌50-54min后，调节PH值，制得混合溶液B；
S3：用超声雾化器对混合溶液B进行超声雾化处理，产生的微米级雾滴经载气带入高温反应器中进行热分解处理，制得纳米材料。
优选地，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 21-23份，纳米钛白粉 16-18份，硅藻土 12-14份，纳米氧化铁粉 14-16份，硫酸 26-28份，纳米硅酸铝粉 18-20份，聚氨酯10-12份，纳米氧化钙粉 11-13份，纳米氧化锌粉 9-11份，纳米氧化铜粉 8-10份，去离子水31-34份，正丁醇 6-8份。
优选地，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 21-22份，纳米钛白粉 16-17份，硅藻土 12-13份，纳米氧化铁粉 14-15份，硫酸 26-27份，纳米硅酸铝粉 18-19份，聚氨酯10-11份，纳米氧化钙粉 11-12份，纳米氧化锌粉 9-10份，纳米氧化铜粉 8-9份，去离子水31-32份，正丁醇 6-7份。
优选地，所述硫酸、去离子水和正丁醇的重量比为26-28：31-34：6-8。
优选地，所述S1中，将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以26-28rpm的搅拌速度搅拌32-34min，制得混合溶液A。
优选地，所述S2中，将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在41-43℃下以37-39rpm的搅拌速度搅拌51-53min后，调节PH值，制得混合溶液B。
本发明中，所述一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料通过加入二甲基硅氧烷、硅藻土和聚氨酯能够提高纳米材料的耐高温性、隔热性、耐寒性和耐磨性，通过以纳米钛白粉、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉为主料制得的纳米材料成本低，成量多，通过用超声雾化器进行超声雾化处理能够得到均匀粒径的纳米材料，能够提高反应速率，促进原料的均匀混合，本发明具备优异的耐高温性、隔热性、耐寒性和耐磨性，且成本低，成量大，原料混合均匀，制备效率高，制备方法简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本实施例提出了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 20份，纳米钛白粉 15份，硅藻土 11份，纳米氧化铁粉 13份，硫酸 25份，纳米硅酸铝粉 17份，聚氨酯 9份，纳米氧化钙粉 10份，纳米氧化锌粉 8份，纳米氧化铜粉 7份，去离子水 30份，正丁醇 5份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以25rpm的搅拌速度搅拌31min，制得混合溶液A；
S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在40℃下以36rpm的搅拌速度搅拌50min后，调节PH值，制得混合溶液B；
S3：用超声雾化器对混合溶液B进行超声雾化处理，产生的微米级雾滴经载气带入高温反应器中进行热分解处理，制得纳米材料。
实施例二
本实施例提出了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 21份，纳米钛白粉 16份，硅藻土 12份，纳米氧化铁粉 14份，硫酸 26份，纳米硅酸铝粉 18份，聚氨酯 10份，纳米氧化钙粉 11份，纳米氧化锌粉 9份，纳米氧化铜粉 8份，去离子水 31份，正丁醇 6份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以26rpm的搅拌速度搅拌32min，制得混合溶液A；
S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在41℃下以37rpm的搅拌速度搅拌51min后，调节PH值，制得混合溶液B；
S3：用超声雾化器对混合溶液B进行超声雾化处理，产生的微米级雾滴经载气带入高温反应器中进行热分解处理，制得纳米材料。
实施例三
本实施例提出了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 23份，纳米钛白粉 18份，硅藻土 14份，纳米氧化铁粉 16份，硫酸 28份，纳米硅酸铝粉 20份，聚氨酯 12份，纳米氧化钙粉 13份，纳米氧化锌粉 11份，纳米氧化铜粉 10份，去离子水 34份，正丁醇 8份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以28rpm的搅拌速度搅拌34min，制得混合溶液A；
S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在43℃下以39rpm的搅拌速度搅拌53min后，调节PH值，制得混合溶液B；
S3：用超声雾化器对混合溶液B进行超声雾化处理，产生的微米级雾滴经载气带入高温反应器中进行热分解处理，制得纳米材料。
实施例四
本实施例提出了一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 24份，纳米钛白粉 19份，硅藻土 15份，纳米氧化铁粉 17份，硫酸 29份，纳米硅酸铝粉 21份，聚氨酯 13份，纳米氧化钙粉 14份，纳米氧化锌粉 12份，纳米氧化铜粉 11份，去离子水 35份，正丁醇 9份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以29rpm的搅拌速度搅拌35min，制得混合溶液A；
S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在44℃下以40rpm的搅拌速度搅拌54min后，调节PH值，制得混合溶液B；
S3：用超声雾化器对混合溶液B进行超声雾化处理，产生的微米级雾滴经载气带入高温反应器中进行热分解处理，制得纳米材料。
对实施例一至四制得的纳米材料与对照组的纳米材料进行测试，实施例一至四制 得的纳米材料的制备速率、耐高温性、隔热性、耐寒性和耐磨性比较对照组的纳米材料的制 备速率、耐高温性、隔热性、耐寒性和耐磨性提高百分比如下：
实施例一 实施例二 实施例三 实施例四
制备速率 15.9% 16.1% 16.7% 16.9%
耐高温性 13.3% 13.7% 13.2% 13.5%
隔热性 9.8% 9.4% 9.6% 9.9%
耐寒性 7.7% 7.1% 7.4% 7.9%
耐磨性 11.6% 11.2% 11.8% 11.7%
由上表可知，本发明所得纳米材料具有优异的性能，且制备效率高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 20-24份，纳米钛白粉 15-19份，硅藻土 11-15份，纳米氧化铁粉 13-17份，硫酸25-29份，纳米硅酸铝粉 17-21份，聚氨酯 9-13份，纳米氧化钙粉 10-14份，纳米氧化锌粉8-12份，纳米氧化铜粉 7-11份，去离子水 30-35份，正丁醇 5-9份；
其制备方法包括以下步骤：
S1：将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以25-29rpm的搅拌速度搅拌31-35min，制得混合溶液A；
S2：将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在40-44℃下以36-40rpm的搅拌速度搅拌50-54min后，调节PH值，制得混合溶液B；
S3：用超声雾化器对混合溶液B进行超声雾化处理，产生的微米级雾滴经载气带入高温反应器中进行热分解处理，制得纳米材料。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 21-23份，纳米钛白粉 16-18份，硅藻土 12-14份，纳米氧化铁粉 14-16份，硫酸 26-28份，纳米硅酸铝粉 18-20份，聚氨酯 10-12份，纳米氧化钙粉11-13份，纳米氧化锌粉 9-11份，纳米氧化铜粉 8-10份，去离子水 31-34份，正丁醇 6-8份。
3.根据权利要求1所述的一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：二甲基硅氧烷 21-22份，纳米钛白粉 16-17份，硅藻土 12-13份，纳米氧化铁粉 14-15份，硫酸 26-27份，纳米硅酸铝粉 18-19份，聚氨酯 10-11份，纳米氧化钙粉11-12份，纳米氧化锌粉 9-10份，纳米氧化铜粉 8-9份，去离子水 31-32份，正丁醇 6-7份。
4.根据权利要求1所述的一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，其特征在于，所述硫酸、去离子水和正丁醇的重量比为26-28：31-34：6-8。
5.根据权利要求1所述的一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，其特征在于，所述S1中，将硫酸、去离子水和正丁醇混合，以26-28rpm的搅拌速度搅拌32-34min，制得混合溶液A。
6.根据权利要求1所述的一种基于超声喷雾技术制备的纳米材料，其特征在于，所述S2中，将二甲基硅氧烷、纳米钛白粉、硅藻土、纳米氧化铁粉、纳米硅酸铝粉、聚氨酯、纳米氧化钙粉、纳米氧化锌粉和纳米氧化铜粉加入混合溶液A中，在41-43℃下以37-39rpm的搅拌速度搅拌51-53min后，调节PH值，制得混合溶液B。
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