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1.
聚酰亚胺气凝胶具有高比表面积、低密度、低热导率等优点,但是存在易吸湿、收缩率大且在制备过程中大量使用有机溶剂以及使用价格昂贵的化学交联剂等问题。本文主要介绍了目前聚酰亚胺气凝胶的制备方法、性能及其应用,重点综述了二酐与二胺缩合反应法、异氰酸酯法、开环易位聚合法。简述了几种方法的制备原理,同时也总结了聚酰亚胺气凝胶在隔热、抗辐射、油水分离、过滤等领域应用的研究进展。最后,对聚酰亚胺气凝胶的制备方法及实际应用进行了总结与评价,提出在今后的研究工作中要以解决易吸湿、收缩率大、探索其他类型交联剂作为重点。并且,立足于目前聚酰亚胺气凝胶及其复合材料的发展趋势,对今后聚酰亚胺气凝胶新的存在形态、新的应用领域进行了展望。  相似文献   
2.
为了进一步强化气凝胶材料热防护性能在各个领域的应用,并且确定未来热防护用气凝胶材料的主要研究方向,本文首先简要介绍了气凝胶的定义、结构特点、性能以及隔热机制。其次对气凝胶材料的应用进行了阐述。然后将用于热防护的气凝胶根据原材料进行分类,并分别对各类气凝胶的研究现状展开论述。二氧化硅气凝胶研究时间最长且成果已经较为成熟,其他各类气凝胶的研究还有很大的进步空间,可以针对各类气凝胶材料所具备的独特的优缺点展开研究,以满足各方面的特种需求。最后提出了气凝胶材料的未来发展趋势应该集中在提高耐温上限,消除高温后材料的粉尘问题,改善其力学性能,满足隔热承重一体化防护的需求,提高作为防护服隔热材料时的防水透湿性,创新制作工艺降低成本等方面。  相似文献   
3.
Potassium carbonate-based sorbents are prospective materials for direct air capture (DAC). In the present study, we examined and revealed the influence of the temperature swing adsorption (TSA) cycle conditions on the CO2 sorption properties of a novel aerogel-based K2CO3/ZrO2 sorbent in a DAC process. It was shown that the humidity and temperature drastically affect the sorption dynamic and sorption capacity of the sorbent. When a temperature at the sorption stage was 29 ℃ and a water vapor pressure in the feed air was 5.2 mbar (1 bar = 105 Pa), the composite material demonstrated a stable CO2 sorption capacity of 3.4% (mass). An increase in sorption temperature leads to a continuous decrease in the CO2 absorption capacity reaching a value of 0.7% (mass) at T = 80 ℃. The material showed the retention of a stable CO2 sorption capacity for many cycles at each temperature in the range. Increasing PH2O in the inlet air from 5.2 to 6.8 mbar leads to instability of CO2 sorption capacity which decreases in the course of 3 consecutive TSA cycles from 1.7% to 0.8% (mass) at T = 29 ℃. A further increase in air humidity only facilitates the deterioration of the CO2 sorption capacity of the material. A possible explanation for this phenomenon could be the filling of the porous system of the sorbent with solid reaction products and an aqueous solution of potassium salts, which leads to a significant slowdown in the CO2 diffusion in the composite sorbent grain. To investigate the regeneration step of the TSA cycle in situ, the macro ATR-FTIR (attenuated total reflection Fourier-transform infrared) spectroscopic imaging was applied for the first time. It was shown that the migration of carbonate-containing species over the surface of sorbent occurs during the thermal regeneration stage of the TSA cycle. The movement of the active component in the porous matrix of the sorbent can affect the sorption characteristics of the composite material. The revealed features make it possible to formulate the requirements and limitations that need to be taken into account for the practical implementation of the DAC process using the K2CO3/ZrO2 composite sorbent.  相似文献   
4.
SiO2气凝胶是一种新型材料,不仅密度小、比表面积大、孔道结构丰富,并且拥有优异的保温性能和防火性能,其在墙体保温材料的应用中有着巨大的潜力。结合了SiO2气凝胶在墙体保温材料中的研究进展,分析了该材料的优势及可能存在的问题,并对其应用前景进行了展望。  相似文献   
5.
Alumina–silica composite aerogels have drawn vast attention due to their enhanced thermal stability compared to pristine alumina aerogels. However, they are generally weakly-crystallized and tend to experience inevitable sintering and significant surface area loss especially above 1200 °C. In this study, we developed a hydrothermal treatment and supercritical drying strategy for synthesizing novel, well-crystallized, silica-modified boehmite aerogels and fiber-reinforced composites. For the prepared aerogel, network coarsening was significantly hindered and the α-Al2O3 transition was completely prevented even at 1400 °C. As a result, the aerogel exhibits extremely high surface area maintenance (87 % and 53 % after 1300 °C and 1400 °C calcination, respectively) and low linear shrinkage (14 % after 1300 °C calcination) at elevated temperatures. The composite with good toughness shows excellent heat resistance and thermal insulating performance up to 1500 °C. These findings provide a general, direct new idea to improve the thermal tolerance of alumina-based aerogels and extend their applications to higher temperatures.  相似文献   
6.
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℃。  相似文献   
7.
以气凝胶为隔热功能组分,通过模板涂覆法研制了几款不同规格的双面格栅结构的气凝胶隔热毡。使用数字式透气测量仪与热平板法分别对双面格栅气凝胶隔热毡的透气性能与热防护性能进行了测试表征,并对双面格栅气凝胶隔热毡的热防护机理进行了分析,研究结果表明,气凝胶的添加以及面料结构的优化显著提升了消防服隔热面料的热防护性能,并在很大程度上改善了气凝胶复合面料的透气性能。双面格栅气凝胶隔热毡的透气性能与格栅缝隙长度成正比关系,但与格栅厚度无显著关系。其中,当格栅厚度为0.5 mm,宽度为2.5 mm 时,双面格栅气凝胶隔热毡的综合性能最佳,透气率为138.91 mm/s,组合面料内外侧温差相比未涂层时提高了近40 ℃。  相似文献   
8.
《Ceramics International》2022,48(5):6691-6697
The speed of sound is a critical parameter in the test of mechanical and thermal properties. In this work, we proposed a testing method to obtain the elastic modulus of silica aerogel from the sound speed formulas. The solid thermal conductivity of the silica aerogel is experimentally measured for predicting the sound speeds, and then the elastic modulus is calculated based on the elasticity sound speed model. The experimental data of the solid thermal conductivity of silica aerogels with different densities are employed and the obtained elastic modulus is fitted as a power-law exponential function of the density. Two existing sound speed models and three groups of available experimental data are also employed to validate the present fitting relation, and good agreement is obtained for the silica aerogel in the density range of 150–350 kg/m3. The fitting formula can also be extended to estimate the elastic modulus of the glass fiber-reinforced silica aerogel composite. The results show that the elastic modulus of the aerogel composite is sensitive to the glass fiber volume fraction, while the thermal conductivity is weakly dependent on the glass fiber volume fraction at room temperature in the studied range of fiber volume fraction.  相似文献   
9.
炭气凝胶是一种多孔纳米炭材料,具有低密度、高孔隙率、高比表面积、优异的导电性和良好的成型性能等优点,是炭材料研究的热点和重要方向。本文旨在通过阐明酚醛基炭气凝胶的制备原料和制备工艺的发展过程,从而突出未来酚醛基炭气凝胶的发展方向。基于此,本文首先重点介绍了酚醛基炭气凝胶的制备方法,主要包括溶胶-凝胶化、干燥以及炭化过程三个最主要的步骤;进而详述了以三种不同的前体,即间苯二酚、苯酚、生物质单宁/木质素分别制备酚醛基炭气凝胶的方法及其优缺点;接下来对酚醛基炭气凝胶作为吸附材料(气体吸附/液体吸附)的吸附量以及在电化学储能以及其他领域的应用进行了综述;最后对酚醛基炭气凝胶未来的研究方向和发展前景进行了总结和展望。文章指出,传统的以间苯二酚为原料辅以超临界干燥的方法制备的酚醛基炭气凝胶,原料成本较高,反应条件苛刻,实际生产应用受限;以苯酚取代间苯二酚,亦或是采用冷冻干燥等方法改进其制备工艺,可以大幅度降低原料和生产成本;但未来的发展方向和重点将是绿色、可再生的生物质原料(单宁、木质素、腰果酚等)及复合气凝胶材料的研发。因此,酚醛基炭气凝胶在未来的发展还需要进一步改进其制备工艺和方法,拓宽其原料来源,从而提高性能,扩大应用领域。  相似文献   
10.
建立了二氧化硅(SiO_2)气凝胶中空玻璃窗传热数值模型,采用有限体积法分析了二氧化硅气凝胶厚度和位置对严寒地区玻璃窗传热的影响。结果表明:二氧化硅气凝胶厚度增加,能够提高玻璃窗内表面温度,降低其热流密度。二氧化硅气凝胶厚度为20 mm时,玻璃窗内表面热流密度为67.5 W/m~2。二氧化硅气凝胶位于室内侧能够更有效地减少建筑能耗,其总能耗为60 120 W。  相似文献   
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