【摘 要】
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气凝胶是一类低密度、低热导率、高比表面和高孔隙率的纳米多孔固体材料,在隔热保温、催化、药物载体、能源和环境处理等领域具有巨大的应用价值,获得国内外众多学者的研究热情和产业界的极大兴趣.然而,传统的氧化硅气凝胶面临韧性差、难功能化等关键科学问题.因此,设计与合成新型气凝胶是解决上述问题的有效途径之一,其中,高分子聚合物不仅被用于氧化硅气凝胶的力学增强,而且被直接制备成各类综合性能优异的气凝胶,并能进
【机 构】
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中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏,苏州,215123
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气凝胶是一类低密度、低热导率、高比表面和高孔隙率的纳米多孔固体材料,在隔热保温、催化、药物载体、能源和环境处理等领域具有巨大的应用价值,获得国内外众多学者的研究热情和产业界的极大兴趣.然而,传统的氧化硅气凝胶面临韧性差、难功能化等关键科学问题.因此,设计与合成新型气凝胶是解决上述问题的有效途径之一,其中,高分子聚合物不仅被用于氧化硅气凝胶的力学增强,而且被直接制备成各类综合性能优异的气凝胶,并能进一步转化为具有导电性的碳气凝胶.此外,如何通过结构设计、化学组装和化工工艺等手段,获得新型高性能/多功能的气凝胶材料,仍然是该领域所面临的重要基础研究课题之一.
其他文献
针对二氧化硅气凝胶在应用过程中,力学性能差的问题,在本研究中,以正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷为双硅源,细菌纤维素为增强体,使用酸碱两步催化法,通过超临界二氧化碳干燥制备疏水性气凝胶复合材料.具有IPN结构的细菌纤维素增强二氧化硅复合气凝胶展现出一系列的优异性能:高回弹性,低密度(0.066g/cm3),低导热系数(0.029W/m·K)),疏水角达147°以及基本无掉渣,拓展了气凝胶复合材料的应用
本研究利用几丁质为原料,在90℃条件下用35％NaOH部分脱乙酰化4h,得到部分脱乙酰几丁质.部分脱乙酰几丁质分别在五种不同酸溶液(醋酸、葡萄糖酸、衣康酸、柠檬酸和抗坏血酸)中进行机械分散制备获得纳米纤维分散液.几丁质纳米纤维不同酸的分散液在碱性蒸气浴中制备得到几丁质纳米纤维水凝胶,经冷冻干燥获得气凝胶.对浓度为0.6％的几丁质纳米纤维水凝胶和气凝胶进行了机械性能、电镜、比表面积及孔隙率等分析.实
多晶硅产业链中会生成大量的副产物四氯化硅,以四氯化硅作为硅源制备气凝胶,其成本低并且能解决四氯化硅造成的环境污染问题.本文在常压干燥条件下以四氯化硅作为硅源制备出二氧化硅气凝胶,并利用扫描电子显微镜、Fourier红外光谱仪、接触角测试仪、比表面积及孔径分布测定仪(BET)、导热系数测试仪等测试设备对所制备的样品进行了测试与表征.结果发现,水和四氯化硅的摩尔比会影响制备的气凝胶的性能,当摩尔比从1
采用溶胶-凝胶法和CO2超临界干燥工艺,以间苯二酚(R)、甲醛(F)、氧化石墨烯(GO)、抗坏血酸(VC)为原料,制备了完整块状的石墨烯/炭气凝胶复合材料.运用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯/炭气凝胶进行了表征.以废水中三硝基甲苯为研究对象,考察所制样品对废水中三硝基甲苯(TNT)的吸附效果.结果表明,随着RF含量的增加,复
吸附剂法是一种重要的海洋溢油清理方法.理想的吸附剂材料应该具有成本低、绿色、高的吸附倍率和优异的循环使用性能.本研究通过纤维素氧化、交联壳聚糖和冷冻干燥技术,成功制备了回弹性增强的壳聚糖-氧化纤维素气凝胶.所制得的气凝胶对多种油类和有机溶剂具有高的吸附倍率.此外,这种气凝胶可以通过简单的压缩实现吸附剂的循环利用,并且在循环压缩50次后,仍然保持初始高度的80.4％和原始吸附倍率的82.6％,相比于
针对高马赫数飞行器对透波隔热材料的需求,制备了耐高温透波气凝胶隔热复合材料,采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电性能测试系统、热导率测试仪等手段对材料的微观形貌结构、介电性能、隔热性能进行了表征.研究表明添加抗红外辐射剂的隔热复合材料具有良好的透波/隔热性能,介电常数在1.24～1.36之间、介电损耗小于0.0055、室温热导率小于0.022W/(m·K);隔热性能明显优于常规的纤维增强气凝胶隔
气凝胶具有超低密度、高孔隙率、高比表面积、低导热系数等优良特点,在建筑节能、生物医学、航空航天、吸附催化等领域具有广阔的应用前景.基于分子动力学平衡原理,模拟了聚合物交联气凝胶纳米多孔结构的原子尺度模型,研究了骨架结构的自组装形成过程.对比分析了不同密度聚合物改性气凝胶的网络骨架结构.通过对不同密度体系模型单轴施加应变并计算相应的应力值,得到应力-应变关系曲线,据此求得弹性模量.模拟结果表明:随聚
为改善硅铝气凝胶及其力学性能,尝试采用短切莫来石纤维作为增强体,通过混合硅铝溶胶的方式与气凝胶进行复合,经过超临界干燥从而制备结构和性能优异、收缩小不开裂、具有特殊形状的莫来石纤维增强硅铝气凝胶复合材料.所制得莫来石纤维增强硅铝气凝胶复合材料在微观结构上气凝胶与纤维较好地结合能满足特殊环境使用要求.
纳米气凝胶材料是一种优良的保温材料,在热力管道、建筑中占有重要地位.主要介绍了气凝胶用于管道保温的性能参数分析了纳米气凝胶在国内外的应用现状,并与传统管道保温材料作对比,最后根据现有管道保温材料的现状,提出了纳米气凝胶保温毡与新型复合式保温技术相结合的新观点,预示了未来管道保温材料的市场前景及发展的新趋势.
采用水分散法混合气凝胶粉料和陶瓷纤维,并添加一定量的结合剂,通过抄取工艺成型,在120～140℃温度范围内烘干,制备出气凝胶复合陶瓷纤维隔热板.重点研究了气凝胶粉料添加量对试样导热系数和高温稳定性的影响.采用扫描电镜(SEM)分析试样的微观结构,水流量平板法测定试样导热系数,高温马弗炉煅烧测定试样高温热稳定性.结果表明:随着气凝胶粉料添加量的增加,试样的导热系数逐渐降低,高温稳定性逐渐变差.当添加