二步法制备超低密度SiO2气凝胶

以正硅酸乙酯为原料，利用二步法制备低密度ＳｉＯ２凝胶。研究不同溶液酸比对凝胶化过程的影响。分析Ｃ２Ｈ５ＯＨ、（ＣＨ３）２ＣＯ和ＣＨ３ＣＮ为稀释溶剂形成凝胶的特点，结合ＣＯ２超临界干燥处理，制备出密度小于１０ｋｇ／ｍ＾３的超低密度ＳｉＯ２气凝胶，并与传统一步法制备的ＳｉＯ２气凝胶进行了结构比较。     

Structural changes in carbon aerogels with high temperature treatment

The structural change of carbon aerogels at high temperatures up to 2800°C has been investigated. Change in microtexture of fine particles, which constitute carbon aerogels derived from phenolic resin, was of a typical non-graphitized carbon. The microporosity decreased with an increase of heat-treatment temperature, and disappeared at 2000°C. The mesoporosity still remained even after heat-treatment up to 2800°C, though 50% of mesopore volume was lost because of the fusion of the particles with the change of carbon microtexture.     

C60掺杂氧化硅气凝胶的发光特性研究

报道了Ｃ６０掺杂气凝胶的奇异光致发光现象．利用两种掺杂方法制备了Ｃ６０掺杂ＳｉＯ２气凝胶样品，红外吸收光谱及飞行时间质谱测试表明Ｃ６０分子被成功地掺入ＳｉＯ２气凝胶中．在室温条件下，以Ａｒ＋激光（４８８ｎｍ，１０ｍＷ）激发，观测到Ｃ６０掺杂气凝胶的强可见发光，发光峰位置较纯Ｃ６０明显蓝移，但不同方法制备的样品的蓝移量不同     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

锂离子动力电池用气凝胶隔热材料研究进展

近年来,新能源汽车行业发展迅猛。锂离子电池因其能量密度大、循环寿命长等优势成为应用最广泛的动力电池,但其在极端条件下存在热失控安全问题。气凝胶作为一种新型纳米多孔隔热材料,复合材料耐温可达1000℃以上,其凭借优异的隔热性能及轻质、防火、环保等特性,被逐渐应用于新能源汽车电池电芯隔热防火。本文介绍了锂离子电池热失控现象及热防护措施,常用的气凝胶隔热材料及其应用于锂电池中的性能优势,并与传统动力电池隔热材料进行对比,最后对其应用前景进行展望。     

气凝胶建筑玻璃透光隔热性能及影响因素

新型气凝胶玻璃具有良好的透光隔热性能,作为高性能建筑玻璃能有效降低建筑能耗。通过气凝胶颗粒粒径和填充厚度设计,制成8种不同结构的气凝胶填充玻璃;实验研究了气凝胶颗粒粒径与填充厚度对气凝胶玻璃透光和隔热性能的影响。结果表明:当气凝胶粒径从0.41mm增大到0.93mm时,玻璃透光率明显增大,而当气凝胶粒径继续增大时透光率变化不大;当气凝胶粒径从0.41mm增大到2.7mm时,气凝胶玻璃传热系数增大约15%;相对于普通玻璃,相同尺寸的普通玻璃传热系数最多可降低51.43%。采用玻璃隔热实验测试研究了气凝胶玻璃与普通中空玻璃的隔热温差,结果表明,气凝胶玻璃较普通玻璃隔热效果提高5.4~10.2℃。     

石墨烯去除水中重金属和抗生素的研究进展

重金属及抗生素污染具有相对稳定、难降解、毒性强、有积累效应等特点,两者协同污染的机率不断提高,并趋势成为全球问题。石墨烯因具有高比表面积和高反应活性特性,作为一种优异的吸附材料在污染治理领域具有较为广泛的应用前景。作为石墨烯的氧化物的氧化石墨烯具有丰富含氧基团、良好的化学可修饰性、比石墨烯具有更好的亲水性,也广泛用于吸附中。为解决纳米粉体易团聚和难粉体的问题,三维宏观石墨烯气凝胶应运而生,具有良好的应用前景并构建了石墨烯从微观到宏观发展的桥梁。针对近年来石墨烯、氧化石墨烯、三维石墨烯气凝胶在水中去除重金属和抗生素的研究进行综述,探讨其研究趋势和研究热点,并对未来研究方向进行展望。     

陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶复合材料力学性能试验

氧化硅气凝胶具有极低的热导率和密度,可作为很好的隔热材料,而脆弱的力学性能限制了其在隔热领域的应用。在不影响隔热效果的前提下,通过复合陶瓷纤维可增加氧化硅气凝胶的强度及韧性。试验探索了陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶在室温下的拉伸、压缩和剪切等基本力学性能,分别研究了300℃、600℃和900℃下复合材料纤维铺层面方向的压缩性能,并采用扫描电子显微镜对高温试样微观结构进行了观察分析。结果表明：陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶的性能表现出方向性,弹性模量在铺层面内方向与厚度方向的数值最大相差约28倍,强度极限亦然;在室温条件下,复合材料的拉伸和压缩弹性模量不同,X 、Y 和 Z 方向拉伸模量与对应的压缩模量之比分别为1.60、1.83和0.56;高温下复合材料沿厚度方向收缩,收缩量随温度升高而增大,900℃下的最大收缩量可达10.8%;高温下复合材料铺层面内方向压缩性能随温度升高而增强。     

大自然给予的启发——木材仿生科学刍议

本文有针对性地列举了自然界某些生物体所固有的智能行为和独特的自然属性;由自然现象给予的启发,阐述了构建木材仿生科学的理论基础;提出了依据生物学原理和现代技术,赋予木材奇异功能或创生新型复合材料的发展空间。     

纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的制备和低温性能

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体制备SiO2溶胶,并分别与玄武岩纤维和玻璃纤维复合,经超临界干燥工艺制备了疏水耐低温SiO2气凝胶复合材料。利用傅里叶红外光谱仪、接触角分析仪、激光法导热仪、万能试验机、氮气吸附法对SiO2气凝胶复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明:两种纤维增强SiO2气凝胶复合材料在常温及低温下均具有良好的疏水性能和隔热性能,玄武岩纤维增强SiO2气凝胶复合材料和玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料的接触角分别为148°和142°,常温热导率分别为0.030 W·m-1·K-1和0.026 W·m-1·K-1,-50℃时的热导率分别为0.027 W·m-1·K-1和0.024 W·m-1·K-1,在低温条件下,体积无明显收缩。纤维的加入提供了力学支撑,两种材料不仅在常温下具有良好的力学性能,而且在低温下的力学性能有所增强。