生物质基柔性气凝胶的制备及应用

气凝胶是一种新型多孔材料,具有许多优异的性能.无论是有机的、无机的还是混合的气凝胶,都被证明具有生物相容性.基于独特的三维网状结构和优异的力学性能,以气凝胶为基础合成的材料在建筑学和医学等领域引起了广泛的关注.本文综述了气凝胶材料的一般特性及合成方法,重点介绍了生物质基柔性气凝胶的制备及应用.     

先驱体转化法制备莫来石毡/氧化锆多孔复合材料的显微结构与力学性能

以ZrO2前驱体混合液作为浸渍液,莫来石毡为前驱体附着骨架,采用真空压力浸渍工艺制备出莫来石毡/氧化锆多孔复合材料。研究了不同烧结温度(1 300、1 350、1 400和1 450℃)下该多孔复合材料的物相组成、体积密度、开口气孔率、压缩强度及显微结构。结果表明,烧结之后的多孔复合材料发生了四方相氧化锆到单斜相氧化锆的转变,相转变过程直接导致较低烧结温度(1 300和1 350℃)下制备的多孔复合材料体积密度低于烧结前的;而在较高烧结温度下,晶粒间更加紧密联结并生长出大晶粒,材料致密化程度和压缩强度提高,其中,1 450℃烧结制备的多孔复合材料体积密度为2.16g/cm3,开口气孔率约为46.5%,平均压缩强度达到31.6MPa。     

遮光剂对气凝胶复合材料隔热性能的影响

纯气凝胶对近红外波长几乎透明,遮光剂的加入可以显著抑制气凝胶的高温辐射性能。采用Mie散射理论计算出掺杂不同种类、粒径遮光剂时复合气凝胶的平均消光系数,从而比较它们的遮光效果。采用基于瞬态平面热源法的Hot Disk TPS2500S导热仪测量了不同温度下复合气凝胶的热导率,获得了遮光剂对气凝胶复合材料隔热性能的影响规律,并与理论分析结果进行了对比。理论计算获得的不同温度下复合气凝胶的热导率与实验值符合良好,表明:在研究的范围内,掺杂的最佳遮光剂粒径在3.5μm左右;SiC的遮光效果比TiO2、ZrO2好;存在一个最佳的遮光剂体积含量(3.75%左右)使得复合气凝胶的整体隔热性能最好;所建立的理论模型可用来预测掺杂遮光剂的影响规律。     

纳米孔隙空间内气体分子平均自由程变化规律

以Zeng等提出的纳米孔隙内气体分子平均自由程模型为基础,考虑材料的微观结构特点,结合纳米小球堆积构成的杆状立方阵列结构,对纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程的影响因素、影响机理及变化规律进行了分析。研究结果表明纳米孔材料的微观结构特征与材料的密度和比表面积直接相关,纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程随着比表面积和密度的增加而降低,具有相对高的比表面积和密度更有利于进一步限制纳米孔中的气相导热。p=104 Pa和p=4×105 Pa是两个拐点压力,当p104 Pa时,气体分子平均自由程就不再随着压力的降低而发生变化,当p4×105 Pa时,纳米孔隙对气体分子自由运动的限制作用就可忽略。随着温度的升高,纳米孔隙空间中的气体分子平均自由程在升高,但升高幅度逐渐降低。     

MgO对多孔堇青石材料组成结构的影响

以菱镁矿轻烧粉、废弃水口和硅灰为原料制备多孔堇青石材料,研究分析菱镁矿轻烧粉中氧化镁对制备多孔堇青石材料致密度、结晶相组成及显微结构的影响。用XRD法和SEM法表征多孔堇青石材料中的结晶相和显微结构。结果表明:利用高温固相反应烧结,可以制备出以堇青石为主晶相的多孔堇青石材料。但菱镁矿轻烧粉的过量引入会降低多孔堇青石材料的孔隙率,导致合成材料中镁橄榄石相增多。     

烟道气中CO_2吸附捕集剂的研究进展

吸附法是捕集燃煤烟道气中CO2的重要方法之一,其核心是开发价格便宜易于工业化生产的固体吸附剂,这种吸附剂需具有高的比表面积、CO2吸附容量和吸附选择性、低的解吸能耗。近年来,国内外学者开展了大量研究,开发了多种新型吸附剂。介绍了近年来国内外学者对CO2捕集剂的研究进展。     

以石墨为造孔剂制备堇青石多孔陶瓷材料

以滑石、高岭土、氧化铝、氢氧化铝和二氧化硅为原料,采用基础配方(w):氧化铝17.8%、氢氧化铝4.5%、滑石42.4%、煅烧高岭土22.6%、生高岭土5.7%、二氧化硅7%,分别外加0、25%、35%、45%、55%质量分数的石墨做造孔剂,以PVA为结合剂,经混合、成型后,分别在1 250、1 300、1 350℃保温1 h热处理而制备了适用于汽油机颗粒物捕集器(GPF)的堇青石多孔陶瓷材料,并对该试样进行了XRD和SEM分析、孔径大小和分布、显气孔率以及烧结等性能的研究。结果表明:以石墨为造孔剂,在1 300℃保温1 h可以制备出微孔化且孔径大小呈梯度分布的堇青石多孔材料;改变石墨加入量,可以有效控制试样的气孔率、孔径大小及孔径分布,当石墨质量分数为45%左右时,试样的显气孔率最大,抗折强度也较高,综合性能较好。     

木炭添加量对多孔莫来石陶瓷性能的影响

为了改善以木炭为造孔剂的多孔莫来石陶瓷的性能,以烧结莫来石(0.25~0.3 mm)、SiO2微粉、Al2O3微粉、滑石粉、球黏土、膨润土、甲基纤维素、木炭粉(≤0.044 mm)为原料,研究了不同量的木炭粉(外加质量分数分别为0、2%、4%、6%、8%、10%、12%)对多孔莫来石坯体的成型外观、烘干后的常温耐压强度及1 400℃保温3 h热处理后的显气孔率和常温耐压强度的影响,并对不同木炭添加量的多孔莫来石试样进行了显微结构分析。结果表明:外加质量分数≤8%的木炭,制成的多孔莫来石坯体可较好成型;外加质量分数2%~8%木炭的莫来石坯体与不添加木炭的相比,烘干后试样的常温耐压强度明显提高;多孔莫来石热处理后的显气孔率随着木炭添加量的增加而增加,常温耐压强度随之降低。综合考虑多孔莫来石陶瓷各项性能,木炭外加质量分数不宜超过8%。     

中科院郑平院士与浙江万享科技签约共建院士工作站

<正>近日,中国科学院院士、上海交通大学教授郑平先生与浙江万享科技有限公司共建院士专家工作站签约仪式在国家级长兴经济技术开发区隆重举行。这是浙江省湖州市和长兴县政府、县科协,推进民营企业与院士联姻,共建院士专家工作站,集聚高端智力共为企业谋发展,在更高平台上促     

沿程出流多孔流体分布管压力分布特性

多孔管压力分布情况是多孔管水力问题研究的重要内容,直接影响多孔管出流均匀度。因此合理的压力分布对多孔管性能的发挥有着重要的作用。根据水力学原理通过建立多孔管出流控制体模型得出了沿程出流多孔流体分布管水头恢复值的一般方程。通过完善达西-韦斯巴赫公式得出了多孔管沿程水头损失的计算公式。通过水流连续性假设得出沿程出流多孔流体分布管管道末端封闭引起的水头增加值的计算公式,从而在综合考虑多种因素下给出了确定沿程出流多孔流体分布管任意位置压力大小的方法,从计算结果与试验实测结果的对比看,具有一定的合理性,为计算沿程出流多孔流体分布管压力分布提供了依据。