礦物納米結(jié)構(gòu)及其高分子基復(fù)合材料

內(nèi)容概要

　　《礦物納米結(jié)構(gòu)及其高分子基復(fù)合材料》以礦物納米結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，分別對電氣石最小納米結(jié)構(gòu)及其性能、偏高嶺石高分子納米復(fù)合材料制備及性能、蛭石高分子納米復(fù)合材料制備及性能的研究進(jìn)行詳盡的闡述。具體內(nèi)容包括；提出了電氣石最小、最佳微粒的思想，以此思想為主導(dǎo)，通過對不同條件下獲得的不同粒徑電氣石的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測試分析，歸納出各種條件對電氣石物理、化學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律，然后綜合理論計算與實際測試，總結(jié)出電氣石最佳超細(xì)納米化條件的技術(shù)路線，選用不同的有機(jī)物插層劑，對無機(jī)聚合物的主要原料偏高嶺石進(jìn)行插層改性，然后與有機(jī)聚合物進(jìn)行納米復(fù)合，制備聚合物一偏高嶺石復(fù)合材料；研究在傳統(tǒng)聚合物－層狀硅酸鹽插層復(fù)合技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用改性偏高嶺石與有機(jī)聚合物復(fù)合，制備了性能良好的有機(jī)聚合物－無機(jī)聚合物復(fù)合材料；根據(jù)蛭石本身所具有的優(yōu)異性能，對蛭石礦物進(jìn)行有機(jī)化處理、天然橡膠－蛭石、尼龍66-蛭石納米復(fù)合材料、聚丙烯－蛭石和聚氨酯有機(jī)蛭石納米復(fù)合材料進(jìn)行了詳盡的研究，為蛭石納米復(fù)合材料的制備提供重要的理論和實際基礎(chǔ)。
　　《礦物納米結(jié)構(gòu)及其高分子基復(fù)合材料》內(nèi)容具有一定的創(chuàng)新性和實用性，同時能夠為相關(guān)納米礦物／高分子復(fù)合材料制備領(lǐng)域的研究提供較為豐富的基礎(chǔ)試驗資料，可供從事礦物納米材料、礦物－高分子納米復(fù)合材料、納米科學(xué)、納米技術(shù)以及納米材料教學(xué)和科研的人員閱讀。

作者簡介

　　韓煒，長江科學(xué)院，博士，高級工程師。
　　1998年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)學(xué)專業(yè)，2004年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）礦物學(xué)專業(yè)，2004年于華東理工大學(xué)材料學(xué)院高分子合金研究室進(jìn)行博士后研究，專業(yè)為高分子基納米復(fù)合材料。先后到中國香港、日本、德國、美國進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問及合作交流。研究方向：晶體結(jié)構(gòu)、礦物學(xué)，巖礦新材料、高分子基納米復(fù)合材料等。
　　作為項目負(fù)責(zé)人主持自然科學(xué)基金項目1項、科技部科研院所技術(shù)開發(fā)專項資金項目1項、上海市博士后科研資助計劃項目1項、中央級科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項目2項，作為項目主要成員參與自然科學(xué)基金、科技部國際科技合作專項項目、水利部科技成果推廣項目多項。
　　負(fù)責(zé)及參與研發(fā)的CW系列新型水工修補(bǔ)材料在三峽工程（如三峽五級永久船閘閘墻防沖撞處理、三峽下游溢流壩面表面保護(hù)處理）、南水北調(diào)中線奧運(yùn)輸水應(yīng)急工程（渠坡裂縫修補(bǔ)處理）、丹江口水利工程（裂縫修補(bǔ)及表面保護(hù)處理）、溪洛渡水利工程（導(dǎo)流洞底板抗沖磨修補(bǔ)）等重要水利工程中進(jìn)行了成功的應(yīng)用及生產(chǎn)性試驗研究。
　　在國內(nèi)外期刊及會議刊物上發(fā)表論文30余篇，協(xié)助出版專著《現(xiàn)代晶體化學(xué)一理論與基礎(chǔ)》和《納米材料科學(xué)導(dǎo)論》2部，獲得國家發(fā)明專利3項。2007年獲長江水利委員會“青年崗位能手”以及長江科學(xué)院“先進(jìn)生產(chǎn)工作者”、“優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱號。
　　李珍，漢族，1971年9月出生，湖南湘鄉(xiāng)人，高級工程師，中共黨員。1996年7月畢業(yè)于華南理工大學(xué)無機(jī)非金屬材料專業(yè)?，F(xiàn)為長江科學(xué)院材料與結(jié)構(gòu)所副所長，中國水利學(xué)會化學(xué)灌漿分會常務(wù)副主任。
　　主持或參加國家“十一五”科技支撐計劃、國家基金、科技部、水利部等公益性科研項目20項，三峽、南水北調(diào)、錦屏等國家重點(diǎn)工程科研項目30余項。發(fā)表論文近40篇，合作出版專著6部，編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2部，獲國家發(fā)明專利6項，新型實用專利1項，執(zhí)筆編寫重點(diǎn)工程科研報告40余份，作為導(dǎo)師指導(dǎo)和培養(yǎng)研究生6名。獲水利部長江水利委員會十大杰出青年、湖北省青年五四獎?wù)拢群蟊煌扑]為第十一屆中國青年科技獎、第三屆武漢市青年科技獎和第四屆水利青年科技英才候選人。
　　許濤，湖北仙桃人，博士，中共黨員主要研究方向為巖石礦物材料和復(fù)合材料。參與了武漢科技大學(xué)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷與耐火材料湖北省重點(diǎn)實驗室開放基金項目、長江水利委員會長江科學(xué)院中央級公益性科研院所基本科研基金項目完成的課題有，鈦酸鋇鐵電摻雜固溶體的制備及其晶型控制研究、Ca5（P04）3×（x=F-，CI-，OH-）的制備及晶體譜學(xué)研究和聚合物，偏高嶺石復(fù)合材料的制備和機(jī)理研究目前在國內(nèi)外期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文11篇。

書籍目錄

前言
第1章 納米科學(xué)與納米技術(shù)
　1.1 概述
　1.2 新興納米科學(xué)
　1.3 納米科技與硅酸鹽納米礦物學(xué)
　1.4 礦物納米結(jié)構(gòu)及其高分子基復(fù)合材料
第2章 硅酸鹽礦物的晶體化學(xué)
　2.1 硅酸鹽礦物的化學(xué)組成
　2.2 硅酸鹽礦物的晶體結(jié)構(gòu)特征
　2.3 硅酸鹽礦物晶體結(jié)構(gòu)與晶體化學(xué)分類
第3章 電氣石的晶體化學(xué)
　3.1 電氣石的礦物學(xué)
　3.2 納米尺度下新疆阿勒泰電氣石晶體化學(xué)研究
第4章 電氣石的性質(zhì)及其應(yīng)用
　4.1 新疆阿勒泰電氣石納米化的制備
　4.2 電氣石的物相及薄片性質(zhì)分析
　4.3 電氣石的成分及晶體化學(xué)式的確定
　4.4 電氣石晶胞參數(shù)的精確測定
　4.5 電氣石主要的物理、化學(xué)性質(zhì)
　4.6 電氣石的成因、產(chǎn)狀及資源分布
第5章 納米化電氣石的基本特性
　5.1 納米結(jié)構(gòu)特征
　5.2 電氣石納米結(jié)構(gòu)特征的分析
　5.3 電氣石微粒最佳尺度的確定
　5.4 實驗結(jié)果與問題討論
第6章 納米化電氣石礦物材料制備
　6.1 非金屬礦物納米化的現(xiàn)狀
　6.2 電氣石納米化的方法研究
　6.3 實驗結(jié)果與問題討論
第7章 納米化電氣石材料特性與應(yīng)用
　7.1 電氣石新的特殊性質(zhì)
　7.2 超細(xì)納米化電氣石的特性研究
　7.3 電氣石自發(fā)極化效應(yīng)的機(jī)理
　7.4 結(jié)果與討論
　7.5 納米化電氣石材料的應(yīng)用
　7.6 超細(xì)納米化電氣石的應(yīng)用展望
　7.7 實驗結(jié)果與問題討論
第8章 黏土礦物及其納米復(fù)合材料
　8.1 黏土礦物的晶體結(jié)構(gòu)
　8.2 黏土礦物的性質(zhì)及膠體化學(xué)
　8.3 納米復(fù)合的溶膠－凝膠法
　8.4 插層反應(yīng)法
第9章 偏高嶺石－聚合物復(fù)合材料的研制
第10章 偏高嶺石－聚丙烯酰胺復(fù)合材料的制備、表征及機(jī)理分析
第11章 偏高嶺石－聚乙二醇復(fù)合材料的制備、表征及機(jī)理分析
第12章 偏高嶺石基無機(jī)－有機(jī)聚合物復(fù)合材料的制備、表征及機(jī)理分析
第13章 蛭石及其納米復(fù)合材料
第14章 有機(jī)插層蛭石在天然橡膠和尼龍中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
　　

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：（2）光學(xué)性能：納米材料微粒由于小尺寸效應(yīng)使它具有常規(guī)大塊材料不具備的光學(xué)特性，如出現(xiàn)寬頻帶強(qiáng)吸收、吸收帶藍(lán)移、發(fā)光現(xiàn)象和丁達(dá)爾效應(yīng)等，當(dāng)納米晶粒的尺寸與傳導(dǎo)電子的波長相當(dāng)或更小時，周期性的邊界條件將被破壞，量子尺寸限域效應(yīng)造成吸收邊的位移，因而在光學(xué)材料中的應(yīng)用十分廣泛。（3）磁性性能：磁性納米微粒由于尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)、矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比、改善圖像質(zhì)量，可制成高質(zhì)量的錄像帶，還可制成磁性信用卡、磁性鑰匙、磁性車票等。將磁性納米微粒通過界面活性劑均勻分散于溶液中制成的磁流體在宇航、磁致冷、顯示及醫(yī)藥中已廣泛應(yīng)用。（4）催化性能：由于納米材料具有極高的比表面積和高表面原子數(shù)，表面的鍵態(tài)和電子態(tài)與微粒內(nèi)部不同，表面原子配位不全導(dǎo)致表面的活性位置增加，這就使它具備了作為催化劑的基本條件。而且隨著粒徑的減小，表面光滑程度變差，形成凹凸不平的原子臺階，這就增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面，因而它具有極高的活性，已成為新型的催化劑。納米粒子對催化氧化、還原和裂解反應(yīng)都具有很高的活性和選擇性，利用納米材料的光催化特性來處理廢水和改善環(huán)境具有良好的前景。（5）儲氫性能：礦物能源日益枯竭，而且存在環(huán)境污染問題，氫能利用正受到重視，氫能利用的一個關(guān)鍵性問題是氫的儲存。氫液化需消耗25%～40%的氫能，壓縮氫使用起來非常危險，普通金屬儲氫達(dá)不到實用要求。納米碳纖維表面具有分子級微孔，內(nèi)部具有直徑大約10nm的中空管，比表面積大，而且可以合成石墨層面垂直于纖維軸向或與軸向成一定角度的魚骨狀結(jié)構(gòu)，大量氫氣可以凝聚在納米碳纖維中，因而具有很強(qiáng)的儲氫能力。（6）燒結(jié)性能：納米材料具有燒結(jié)溫度低、流動性大、滲透力強(qiáng)、燒結(jié)收縮大等燒結(jié)特性，所以它可作為燒結(jié)過程的活化劑，起到縮短燒結(jié)時間、降低燒結(jié)溫度的作用。（7）電學(xué)性能：由于納米微粒易帶電，電子易逸出，具有比較好的導(dǎo)電性能，因而可用作介電材料、導(dǎo)電材料及壓電材料等。（8）光電性能：納米結(jié)構(gòu)尺寸微小，表面原子數(shù)增多及表面原子配位不飽和性導(dǎo)致的大量懸鍵等，使得納米材料表面積巨大、表面活性高、與氣體相互作用強(qiáng)、對周圍環(huán)境敏感度高（溫度、氣氛等），同時檢測范圍擴(kuò)大，所以它對外界環(huán)境十分敏感。溫度、光線、氣氛的變化會迅速導(dǎo)致其表面離子價態(tài)和電傳輸?shù)淖兓?，即引起電阻的顯著變化，根據(jù)這一特性可以研制出響應(yīng)速度快、靈敏度高的超微傳感器.（9）醫(yī)學(xué)仿生性能：納米微粒的尺寸一般比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅細(xì)胞小得多，直徑小于10nm的顆?？梢栽谘苤凶杂闪鲃樱@就可以被制成特殊藥物或新型抗體進(jìn)行局部定向治療等。一些具有生物活性的納米材料，還可用于人造骨、人造牙齒等。

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《礦物納米結(jié)構(gòu)及其高分子基復(fù)合材料》是由中國水利水電出版社出版的。

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