材料化学考试

材料材料 化学化学 考试考试 1什么是高分子 高分子的结构形式有哪些 各举一例 高分子就是那些分子量特别大的物质 通常分为高分子链结构 如 聚乙烯 和高分子的聚集态结构 如尼龙 两部分 而高分子链结 构又分为近程结构和远程结构 其中近程结构属于化学结构 又称 一级结构 远程结构称二级结构 聚集态结构是三级结构 以三级 堆积结构为单位在高分子材料中进一步堆砌形成的结构为四级结构 2高分子化合物的结构特征有哪些 比较 三大合成高分子材料 的 分子量及分布结构特征高分子层次比较多 通常所谓一级结构是指 高分子链本身的结构 包括结构单元的化学结构 立体化学构型和 构象 结构单元之间的键接和序列等 二级结构指孤立的高分子链 即稀溶液中高分子的形态 如无规线 团 螺旋 双螺旋 刚性棒或椭球等 三级结构指高分子聚集态结构 即分子链之间的堆砌 见高分子链结 构 分子量比较橡胶 塑料 纤维分子量分布比较橡胶分布量宽 塑料和 纤维较窄3高分子材料的结构特点有哪些 何谓高分子分子量的多分 散性 聚合物是分子链长度不等的同系物的混合物 其分子量是同系物的平均值 这种分子量的不均一性称为分子量的多分散性高分子化合的中相对 分子质量大小不等的现象称为高分子的多分散性4常见的 五烯 有 哪些 三大合成高分子材料 分别是什么 它们的分子量大小和 分布顺序如何 PE 聚乙烯 PVC 聚氯乙烯 PS 聚苯乙烯 LDPE 低密度聚乙烯 ABS 丙烯腈 苯乙烯 丁二烯共聚物 塑料 合成 橡胶和合成纤维被称为三大合成高分子材分子量比较橡胶 塑料 纤 维5高分子材料的发展方向有哪些 请就 复合化 谈谈您的看法 1 高性能化为满足航天航空 电子信息 汽车工业 家用电器等多 方面技术领域的需要 要求材料的机械性能 耐热性 耐久性 耐 腐蚀性等性能进一步提高 2 高功能化主要包括电磁功能高分子材料 光学功能高分子材料 物质传输 分离功能高分子材料 生物功能高分子材料等 3 复合化以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大 规模生产和应用阶段 而且在将来仍会有所发展 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向 4 精细化电子技术变化日新月异 要求原材料向高纯化 超净化 精细化 功能化方向发展 5 智能化 材料的智能化 是一项带有挑战性的未来的重大课题 智能材料是使材料本身带有生物所具有的高级功能 如预知预告性 自我诊断 自我修复 自我增殖 认识识别能力 刺激反应性 环境应答性等 我的看法 随着社会的发展 单一材料已不能满足某些尖端技术领域 发展的需要 为此 人们研制出各种新型的复合材料 复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型的材料 其中 一种材料作为基体 另外一种材料作为增强剂 就好像人体中的肌 肉和骨头一样 各有各的用处 例如 以玻璃纤维和树脂组成的复 合材料 玻璃钢 质轻而坚硬 机械强度可与钢材相比 可做船体 汽车车 身等 也可傲印刷电路板 复合材料可以发挥每一种材料的长处 并避免其弱点 既能充分利用资源 又可以节约能源 因此世界各 国都把复合材料作为大有发展前途的一类新型材料来研究 由于复合材料一般具有强度高 质量轻 耐高温 耐腐蚀等优异性 能 在综合性能上超过了单一材料 因此 宇航工业就成了复合材 料的重要应用领域 我们知道 质量对于飞机 导弹 火箭 人造卫星 宇宙飞船来说 是一个非常重要的因素 有的导弹的质量每减少1kg 它的射程就可 以增加几千米 而且这些航天飞行器还要经受超高温 超高强度和 温度剧烈变化等特殊条件的考验 所以 复合材料就成为理想的宇 航材料 它的发展趋势从小部件扩大到大部件 从简单部件扩大到 复杂部件 成为宇宙航空业发展的关键所在 另外 复合材料在汽 车工业 机械工业 体育用品甚至人类健康方面的应用前景也十分 广阔 6随着生产和科学技术的发展 不断对材料提出各种各样新的要求 对高分子材料而言 你认为高分子材料的发展方向有哪些 谈谈你 的看法 发展方向01先进材料的设计 开发与性能评价 含功能材料与复合 材料 02环境材料03生物与仿生材料04金属材料微观组织和力学性 能05工程材料腐蚀与防护06智能材料与系统设计电子材料1电子陶瓷 有哪些 并写出其应用 绝缘装置瓷 电容器瓷 铁电陶瓷 半导 体陶瓷和离子陶瓷 2Tio2材料在环保中有何应用 纳米TiO2在环境治理中的应用由于纳 米TiO2具有颗粒小 比表面积大 磁性强 光催化 吸收性能好 吸收 紫外线能力强 表面活性大 热导性好 分散性好 所制得的悬浮液稳 定以及对人体无害等性能 因此在光催化废物降解 空气净化等环境处理与保护 紫外线吸收 剂 高效光敏催化剂 防晒护肤化妆品 太阳能电池 废水处理 精细陶瓷及气敏传感器元件等领域具有广泛和潜在的应用前景 在纺织染整行业更是作为非常有前途的纺织染整助剂被越来越多的 应用 下面主要介绍其在环境治理中的应用 治理水污染处理印染废水印染废水通常含有芳香基 胺基 偶氮基 等致癌物质 采用一般生物化学法降解率通常很低 传统的生物法很难将染料废水处理到允许的排放程度 大量研究发现 用纳米TiO2光催化降解染料 不仅能有效破坏染料 中的发色基 而且可以破坏染料分子中的芳香基 达到完全降解的 目的 夏金虹采用溶胶 凝胶法制备TiO2粉体并研究锐钛矿型TiO2粉体光 催化降解印染废水的可行性和影响因素 结果表明 纳米TiO2降解 印染废水可使CODCr为268mg L的印染废水脱色率达到96 CODCr去 除率为86 处理农药废水目前 有机磷废水的处理大多数采用生化法 但处理 后的废水中有机磷的含量仍然远高于国家废水排放标准 研究表明 用纳米TiO2降解农药是一条非常有效的处理途径 陈士夫用玻璃纤维负载TiO2降解有机磷农药 结果表明 有机磷可 以完全无机化 并定量产生PO4 袁胜利等人用磁控反应溅射制备TiO2薄膜 研究其对有机磷农药废 水 敌敌畏 DDVP 光催化的降解效果 结果表明 在相同条件下 20 30 40cm2纳米TiO2薄膜不锈钢箔片 对初始浓度为4 52 10 4mol L的400mL敌敌畏溶液UV光照3h的降解率分别为39 2 57 3 和81 2 以40cm2的纳米TiO2薄膜 不锈钢箔片光催化降解效果最好 UV光照射功率在20 100W时催化降解率与光照射强度基本呈线性关 系 敌敌畏初始浓度越大 降解率越低 处理水面石油污染物由于石油类有机污染物不溶于水而漂浮在水面 TiO2的密度远大于水 会沉于水底 这些不溶于水的飘浮于水面 上的油类污染物质对人和海洋生物都会造成危害 含油废水的治理 也就备受人们的关注 张海燕等制备了纳米级TiO2半导体光催化材料 研究了光催化处理 含油废水的处理效果 催化剂TiO2粒径越小 锐钛矿型晶体结构含 量越高时 光催化的活性越强 催化剂用量适当 可使光催化降解 的程度较高 含油废水的初始pH值越小 油的降解率越高 处理制药废水制药废水中常常含有硝基苯乙酮 多硝基苯 硝基苯 酚等硝基苯类化合物 它们都是典型的难生物降解的有机污染物 对人体和生物都具有极大的危害性 江汉大学的程沧沧等以TiO2为催化剂 并将其制膜固定在不锈钢质 反应器内壁上 以9W低压汞灯为光源 引入Fenton试剂 对武汉某 制药厂的制药废水进行了处理 在它们的共同作用下 溶液中产生 了大量的 OH自由基 取得了脱色率100 CODCr去除率92 3 的效果 硝基苯类化合物含量从8 05mg L降至0 41mg L 完全达到了排放 标准 处理含酚废水在工业废水处理中含酚废水是比较典型的可生化性不 好 难降解的有机废水 以邻硝基酚 邻氨基酚和对苯二酚三种酚 类物质为代表进行TiO2光催化降解取得了较好的处理效果 毛绍春等人研究了UV Fenton TiO2催化作用下对含酚废水的处理情 况 在设定的条件下 COD去除率 95 氨氮去除率 90 处理表面活性剂废水化工 洗涤 纺织等行业和日常生活中都会因 表面活性剂的广泛使用而产生废水 研究表明 表面活性剂的链烷烃部分采用光催化降解很难完全氧化 为CO2 但随着表面活性剂苯环部分的破坏 表面活性及毒性大为降 低 对环境的危害明显减少了 西北工业大学的刘乃瑞等以三种不同类型的光触媒TiO2和十二烷基 苯磺酸钠 DBS 为试验材料 对TiO2光催化分解DBS的特性进行了 深入的研究 结果表明 在适量的TiO2并鼓入空气 微酸性的条件 下 TiO2的光催化效果最好 他们还考查了TiO2颗粒的粒径不同对DBS的光催化分解有所差异 降解大气环境污染物纳米TiO2可以制成非常好的催化剂 其催化效 率极高 纳米材料TiO2几乎可以百分百光催化降解甲醛 甲苯等污染物 因 此可以用于石油 化工等的废气处理中 改善污染源地区周围的空 气质量 近年来逐渐发展起来的纳米TiO2光催化降解技术为这一问题的解决 提供了良好的途径 环境有害气体可分为两个方面 室内有害气体和大气污染气体 室内有害气体主要有装饰材料等放出的甲醛及生活环境中产生的甲 硫酵气 硫化氢 氨气等 这些气体在百万分之几时就能使人产生不 适感 TiO2通过光催化作用可将吸附于其表面的这些物质分解氧化 从而使 空气中这些物质的浓度降低 减轻或消除环境不适感 大气污染气体主要指由汽车尾气与工业废气等带来的氮氧化物和硫 氧化物 利用纳米TiO2的光催化作用可将这些氧化 形成蒸气压低的 硝酸或硫酸 这些硝酸或硫酸可在降雨过程中除去 从而达到降低大气污染的目的 治理垃圾填埋场的渗滤液垃圾渗滤液成分复杂 营养元素失衡 难 降解有机物多 且含有大量有毒有害的物质 其CODCr浓度最高值可 达数千至几万 和城市污水相比要高出很多 从垃圾堆放场流出的渗滤液可以渗透到地下 对地下水造成严重的 污染 所以对垃圾堆放场渗滤液的污染处理是环境处理的一个重要 方面 仅采用普通的生物处理工艺难以达到理想的处理效果 TiO2光催化氧化对污水中有机物有很强的氧化能力 其设备简单 运行条件温和 无二次污染 TiO2粉可以回收利用 而且可以利用 清洁能源太阳光作光源 所以本方法在用于垃圾渗滤液的深度处理 有很好的应用前景 但目前国内外关于光催化氧化降解有机物的理 论研究尚处于探索阶段 杨运平等人采用UV TiO2 Fenton光催化氧化体系处理垃圾渗滤液取 得了较好的处理效果 COD的去除率90 8 脱色率91 5 研究表明 反应温度越高 对渗滤液中COD的去除率和脱色率就越高 UV TiO2和Fenton试剂耦合 可促进TiO2表面羟基化 提高 OH的生 成效率 加快自由基的链传递 提高对污染物的降解速率 3大理石和花岗岩的区别 大理石是重结晶的石灰岩 石灰岩在高温 高压下变软 并在所含矿物质发生变化时重新结晶形成大理石 主要成分是钙和白云石 颜色很多 通常有明显的花纹 矿物颗粒 很多 大理石通是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种石头自然变质 成的另一种石头 质变可能是重结晶 纹理改变或颜色改变 纹路为花纹 摩氏硬度在2 5到5之间 硬度较软的 适合墙面和装饰 花岗岩主要由石英 35 长石 45 和钾形成 一般为深颜色 方解石即使含有也非常少 质地非常坚硬 比大理石养护要容易 但仍有小孔 并会产生污迹 按照石英 云母和长石的混合比列不同 花岗岩分为不同类型 黑花岗岩即钙长石 所含石英 长石极少 其成分不同于真正的花 岗岩 在花岗石石材中花纹表现为条带状或结核状 适合地面 4陶瓷和瓷器有哪些异同 陶器与瓷器的区别主要有如下几点 一 烧成温度不同陶器烧成温度一般都低于瓷器 最低甚至达到800 以下 最高可达1100 左右 瓷器的烧成温度则比较高 大都在1200 以上 甚至有的达到1400 左右 二 坚硬程度不同陶器烧成温度低 坯体并未完全烧结 敲击时声 音发问 胎体硬度较差 有的甚至可以用钢刀划出沟痕 瓷器的烧成温度高 胎体基本烧结 敲击时声音清脆 胎体表面用 一般钢刀很难划出沟痕 三 使用原料不同陶器使用一般黏土即可制坯烧成 瓷器则需要选 择特定的材料 以高岭上作坯 烧成温度在陶器所需要的温度阶段 则可成为陶器 例如古代的白 陶就是如此烧成的 高岭土在烧制瓷器所需要的温度下 所制的坯体则成为瓷器 但是一般制作陶器的黏土制成的坯体 在烧到1200 时 则不可能 成为瓷器 会被烧熔为玻璃质 四 透明度不同陶器的坯体即使比较薄也不具备半透明的特点 例如龙山文化的黑陶 薄如蛋壳 却并不透明 瓷器的胎体无论薄厚 都具有半透明的特点 五 釉料不同陶器有不挂釉和挂釉的两种 挂釉的陶器釉料在较低 的烧成温度时即可熔融