掺镍碳气凝胶的特性研究

以间苯二酚-甲醛为原料,添加水溶性镍盐,利用溶胶-凝胶法制备了具有纳米多孔结构的掺镍碳气凝胶.通过X射线衍射及透射电镜表征了掺镍碳气凝胶的结构.用比表面积测试及孔径分布测试等手段研究了碳气凝胶的多孔特性,研究表明纯碳气凝胶的比表面积为487.3m2/g,掺杂后提高到593.3m2/g.掺镍碳气凝胶的电导率比未掺杂样品有很大的提高.     

钯掺杂碳气凝胶的制备及表征

采用溶胶-凝胶合成、离子交换、溶剂交换、CO2超临界干燥技术制备了2,4-二羟基苯甲酸钯-甲醛有机气凝胶,并经1050℃高温碳化处理得到其碳气凝胶,获得了最高理论密度为21%、最低理论密度为2%的气凝胶,发现随着溶液浓度的降低和酸性的增强,气凝胶的凝胶时间延长.采用热重分析、扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱对样品进行了分析,观察了掺钯前后其断面形貌,掺钯后碳气凝胶中除具有碳的微晶外,还具有明显的晶体峰.     

碳气凝胶薄膜制备研究进展

简介了碳气凝胶材料的物理化学性质,阐述了碳气凝胶及其薄膜的潜在应用,综述了碳气凝胶薄膜的制备现状.联系结构特征,分析了影响碳气凝胶膜化制备的主要因素.对比无机气凝胶薄膜,提出了新的可能的制备方法.     

碳气凝胶的制备及其电除盐性能的研究

在常压条件下通过溶胶-凝胶法和碳化、活化工艺制备碳气凝胶材料.用SEM和BET比表面积测量等手段对材料的表面形貌和微观结构进行分析表征,通过循环伏安法对材料的电化学性能进行研究.联系材料的微观结构和电化学性能,对碳气凝胶的电除盐过程和除盐机理进行了研究和分析,发现碳气凝胶是一种具有很大应用潜力的多孔电极吸附材料.     

纤维素碳气凝胶的制备、性质及应用

纤维素碳气凝胶是一种新型多孔碳材料，具有比表面积高、亲油疏水、回弹性高、导电性优异等优点，在吸附、电化学、电磁屏蔽、传感器、催化剂载体、智能穿戴等领域具有广阔的应用前景。首先介绍了纤维素的性质及种类，阐述了纤维素碳气凝胶的制备流程如溶胶-凝胶、干燥成型、碳化、活化等工艺过程，总结了纤维素碳气凝胶的独特性质，介绍了现有的应用研究成果，最后提出了纤维素基碳气凝胶未来发展的挑战与趋势。     

碳气凝胶的电学性能和嵌锂机理研究

以间苯二酚和甲醛为前驱体,通过溶胶-凝胶法,经1050℃高温碳化制备碳气凝胶材料.用XRD、SEM对材料的微观结构进行分析表征,通过恒流充放电,循环伏安法对材料的电学性能进行研究.联系材料的微观结构和电学性能,对锂离子在碳气凝胶中的镶嵌过程和机理进行分析,发现微孔和高电位充放电平台有很大关系.     

反应物浓度对新型碳气凝胶结构性能的影响

以间苯三酚(P)、间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,按一定物质的量比混合,配制成不同浓度的反应物水溶液,经过溶胶-凝胶、溶剂置换、常温干燥以及高温碳化等过程,制备出碳气凝胶。采用硬度计测量碳气凝胶的硬度,使用扫描电镜和比表面积分析仪对碳气凝胶的微结构进行表征。结果表明:反应物浓度的改变对碳气凝胶硬度的影响不大;随着反应物浓度的增加,碳气凝胶的比表面积先减小后增加,比表面积范围为800~1200m2/g,孔径分布主要集中在10~30nm。     

溶胶-凝胶工艺和氧化物气敏材料

本文简要地综述了溶胶-凝胶工艺、氧化物气敏材料、以及应用溶胶-凝胶工艺制备氧化物气敏材料等方面的最新进展。近年来,人们已发现许多氧化物半导体材料都具有某种气敏特性,材料中杂质的种类及数量、材料的颗粒度及孔隙度分布、以及薄膜样品的厚度等因素都严重地影响着氧化物半导体的气敏特性。应用溶胶-凝胶工艺制备氧化物气敏材料。不仅操作工艺简单、制备过程温度低;而且所制得的产物纯度高,组分均匀,很容易实现均匀的定量掺杂;此外,用溶胶-凝胶工艺所制得的氧化物材料具有很大的比表面积。因此,溶胶-凝胶工艺在制备氧化物气敏材料方面具有很大的优势,近年来已有不少作者采用此工艺制备出氧化气敏材料。     

碳气凝胶载铂催化剂对甲醇的电催化氧化性能

以用溶胶凝胶法制备的碳气凝胶(CA)作为催化剂载体,用间歇微波法制备了碳气凝胶载铂催化剂。用电感耦合等离子光谱仪(ICP)测定了催化剂中Pt的含量,用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌、粒径分布以及颗粒粒度进行了表征。结果表明,碳气凝胶载铂催化剂粒子分布均匀、粒径集中,平均粒经为4 nm.用能量散射X射线能谱(EDX)分析了催化剂的化学成分,用循环伏安法、线形扫描伏安法和计时电流法对催化剂的电化学性能进行了表征.结果表明,以碳气凝胶为载体的催化剂比以活性炭为载体的催化剂具有更高的催化活性。     

生物质基碳气凝胶制备及应用研究

生物质材料成本低廉、碳源丰富,是碳气凝胶制备中最经济、环保和可持续性的原料。生物质基碳气凝胶展现出密度低、弹性高、比表面积大和导电性好等优异特性,有望广泛应用于电化学储能器件和吸附净化等领域。综述了生物质基碳气凝胶,如纤维素碳气凝胶、木质素基碳气凝胶、生物质衍生物基碳气凝胶以及碳气凝胶复合结构材料的制备工艺,总结了生物质基碳气凝胶在吸附和电化学等领域的应用研究。最后,分析了大规模制备结构均一和性能优良的生物质基碳气凝胶面临的机遇与挑战。     

超临界石油醚干燥和超临界二氧化碳干燥在制备有机和炭气凝胶中的比较研究

热固性酚醛树脂—羟甲基三聚氰胺经历聚合反应、溶胶—凝胶、超临界干燥和裂解过程生成了有机和炭气凝胶。比较了超临界石油醚干燥(240℃、6．0MPa下1h)和超临界二氧化碳干燥(60℃、10．0MPa下7d)在制备有机和炭气凝胶过程中的作用。结果发现：超临界石油醚干燥时间比超临界二氧化碳的显著短，虽然前者制备的有机气凝胶的BET比表面和中孔孔容比后者小，但前者制备的有机气凝胶在热裂解过程中的热稳定性比后者好，因此，超临界石油醚干燥制备的炭气凝胶的BET比表面和中孔孔容均比超临界二氧化碳的大。超临界石油醚干燥可以替代超临界二氧化碳干燥来制备炭气凝胶。     

气凝胶结构控制

气凝胶是一种的纳米多孔材料,其独特的与微观结构密切相关,本文结合气凝胶的蛊过程阐述了气凝胶结构控制原理和方法,溶胶－凝胶过程是气凝胶结构形成的过程,催化剂浓度是主要的影响因素,对于硅气凝结而言,催化剂浓度通过影响水解和缩聚的相对速率而影响凝胶结构,而对于酚醛气凝胶而言,催化剂浓度的本现在由交联诱发并控制的微相分离上。在凝胶干燥过程中,由于干燥应生常使凝胶织构遭到破坏,本文对凝胶干燥过程听应力进行了     

SAXS investigation of silica aerogels derived from teos

Silica aerogels were obtained through a sol-gel process with tetraethoxysilane (TEOS) followed by supercritical drying with respect to CO₂. Samples of different densities, different catalyst conditions, and different preparation processes including the common one-step and the special two-step sol-gel processes were investigated via small-angle x-ray scattering. The power-law dependence of the scattered intensity, a characteristic of fractal structures, was observed for all the one-step aerogels. A crossover from the power-law characteristic of fractal structures to surface scattering was also observed. For the aerogels derived from the two-step sol-gel process, no power-law dependence of the scattered intensity was observed, signifying a lack of fractal structure. Oxidation of the samples smoothed the particle surfaces but did not influence the aerogel structures. The monolithic xerogel was found to consist of spherical particles with size of about 10 nm.     

常压干燥制备疏水SiO2气凝胶的影响因素分析

常压干燥制备SiO2气凝胶是近年来该领域的研究重点,工艺条件的优化是提高气凝胶性能的关键。以正硅酸乙酯为硅源,甲基三乙氧基硅烷为共前驱体,采用溶胶-凝胶法,结合老化和三甲基氯硅烷-正己烷-无水乙醇混合溶液的二次表面改性,通过常压干燥工艺制备疏水SiO2气凝胶。利用BET,FT-IR,SEM,TEM和接触角测试等手段对气凝胶进行表征,系统研究水解时间、老化时间、老化温度和改性剂用量对气凝胶性质的影响。结果表明:水解16h,凝胶于55℃下老化48h后,在三甲基氯硅烷与正硅酸乙酯的摩尔比为1.56的混合液下改性48h制备的SiO2气凝胶的性能最好,其孔隙率92%,比表面积969m2/g,接触角达157°。     

二氧化硅气凝胶的小角X光散射研究

以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为源，用溶胶－凝胶法经不同的制备条件能得到不同密度，不同结构特性的二氧化硅气凝胶，小角Ｘ光散射实验表明，用一步法，在酸性、中性或碱性条件下制备的气凝胶，均具有分形结构，而用两步法制备的气凝胶不具备分形特性，对样品加热氧化处理能组成气凝胶的胶体颗粒表面光滑化，但不改变其分形结构．     

利用离子液体制备无机气凝胶的研究进展

气凝胶具有三维纳米多孔网络结构,独特的结构使它具有低密度、高比表面积和高孔隙率等性质以及低热导率、低介电常数和低声传播速率等性能,在隔热、介电、隔声、催化、吸附等领域具有广阔的应用前景.然而,溶剂-凝胶法作为目前制备气凝胶最成熟、应用最广的技术,需要使用大量的有机溶剂,严苛而危险的超临界干燥工艺进一步推高了成本,限制了气凝胶的大规模工业化生产和应用,因此,降低成本和在常压干燥条件下制备高比表面积的块状气凝胶是气凝胶产业急需解决的问题.离子液体被称为21世纪的绿色溶剂,具有低蒸气压、低表面张力、高催化性和高溶解性等特殊性质.离子液体与气凝胶材料的发展几乎同步,但直到2000年两种材料才产生交集.离子液体作为模板剂具有微观结构导向作用,使纳米孔结构均一化,其不挥发性和低表面张力保证了老化和常压干燥过程中纳米孔结构不会因毛细管力而坍塌破坏,另外其催化作用可以缩短凝胶时间.因此,离子液体为常压干燥合成气凝胶提供了新的工艺路线.目前,有关借助离子液体制备 SiO2气凝胶、TiO2气凝胶、SiO2-TiO2复合气凝胶、炭气凝胶等无机气凝胶的探索均已展开,其中制备 SiO2气凝胶的研究最多,涉及工艺、微观结构、掺杂和应用等方面.通过常压干燥可获得比表面积高达677 m2/g 的块状气凝胶,通过选用不同的离子液体还可以控制纳米孔的微观形貌,所得 SiO2气凝胶产物在电化学、生物、吸附等领域有较高的应用潜力.利用离子液体替代有机溶剂可以使得到的TiO2气凝胶不经煅烧即含有锐钛矿相,通过金属原子 Ag、Fe、Ge等掺杂改性,可进一步提高锐钛矿相的结晶度,提升其光催化性能.利用离子液体制得的 SiO2-TiO2复合气凝胶具有一定强度和良好的光催化活性.此外,除在传统的溶胶-凝胶法中用作模板剂或催化剂外,离子液体还可作为新型的炭源用于制备炭气凝胶,即通过熔盐法高温炭化裂解离子液体"自上而下"直接制备.这种方法可以制备杂原子在原子水平上均匀分布的功能化炭气凝胶,无需制备有机气凝胶前驱物,极大缩短制备周期,并且炭气凝胶产物的比表面积相对更高,得到了科研界的广泛关注.     

聚合物气凝胶研究进展

气凝胶是经溶胶-凝胶过程结合一定的干燥方法制备得到的多孔纳米材料。聚合物气凝胶不仅具有聚合物材料的低介电常数、良好力学性能和灵活的分子设计性等特性,同时还具有无机气凝胶材料低密度、高孔隙率和低热导率等特点,被广泛应用于隔热、吸附和储能等领域。从合成、结构、性能和应用等方面介绍了聚氨酯(PU)、聚脲(PUA)、聚酰亚胺(PI)、聚苯并噁嗪(PBZ)和间规聚苯乙烯(sPS)类等常见聚合物气凝胶的研究进展,并对其未来的发展方向做出了展望。     

CuO(CoO,MnO)/SiO_2纳米复合气凝胶催化剂载体的溶胶-凝胶法制备与表征

以正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)、乙酸铜、乙酸钴、乙酸锰为原料,采用溶胶-凝胶法、常压干燥制备了CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶.分析了过渡金属氧化物MO与Sio2的质量比、温度和pH值对凝胶形成的影响.采用场致发射扫描电镜(FE-SEM)、BET、傅里叶变换红外分析(FTIR)、热重-差热分析(TG-DTA)、电子散射能谱分析(EDS)和化学分析等对CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶的微观结构和组成进行了研究.结果表明,纳米复合气凝胶的颗粒约在20～100nm,比表面积为344～733m2/g,孔径范围为2～22nm,而且过渡金属Cu、Co和Mn能够与氧形成部分一O-M-O-桥键连接,并与Si通过化学键形成三维网络结构;纳米复合气凝胶试样中的多元过渡金属氧化物含量可控制在3%～75%(质量分数).这种结构和组成既有利于提高催化剂负载量,又可充分发挥过渡金属氧化物的助催化作用.     

过氧化法常压干燥制备的V_2O_5气凝胶的性能探究

以V2O5晶体粉末、H2O2(30%(质量分数))为原材料,采用溶胶-凝胶法,通过溶剂替换工艺在常压下成功地制备了纳米多孔结构的V2O5气凝胶材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积仪(BET)、粉末X射线衍射(XRD)、傅立叶红外分光光度计(FTIR)和拉曼光谱仪(Raman)等方法分别观察和测试了V2O5气凝胶材料的形貌、晶态结构及分子振动.SEM、TEM观察表明,常压干燥制备的V2O5气凝胶呈比较规则的具有层状结构的纤维网络状结构;XRD分析表明,由于结合水插入层间而使V2O5气凝胶的层间距有明显的增加;BET测试结果表明,常压干燥制备的V2O5气凝胶材料的平均孔径为16nm,最大孔径为78nm.     

超低密度SiO2气凝胶快速制备的新方法

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱二步催化溶胶-凝胶法,结合超临界干燥技术制备了超低密度SiO2气凝胶.通过采用CH3CN为稀释剂,有效地降低了胶凝温度(室温),缩短了胶凝时间,从而达到了快速制备SiO2气凝胶的目的.利用SEM、BET等方法对干燥不同程度的低密度SiO2气凝胶微结构进行了研究.