常压干燥法制备CNTs掺杂TiO2气凝胶

以钛酸丁酯为原料,乙酸为有机配体,甲酰胺为干燥控制化学添加剂(DCCA),采用溶胶凝胶法制备碳纳米管(CNTs)掺杂TiO2复合醇凝胶,并结合常压干燥等后续工艺,制备了CNTs掺杂TiO2块体气凝胶。采用XRD、BET、TEM、SEM、EDS、DSC及FT-IR等对样品进行表征。结果表明:制备态CNTs掺杂TiO2气凝胶晶型为无定型,比表面积为601.7 m2/g;在氮气保护下,经950℃热处理后,比表面积为136.8 m2/g,TiO2以锐钛矿相存在,且均匀密集包覆在CNTs表面,对甲基橙光降解具有较高光催化活性。     

混合溶剂对氧化铬基气凝胶微结构的影响

采用环氧化物法和无机分散溶胶凝胶法,通过改变甲苯/乙醇混合溶剂比例制备了氧化铬基气凝胶和干凝胶。当甲苯/乙醇体积比由1:3增大至3:1时,环氧化物添加法制备的氧化铬基气凝胶的平均孔径从14nm变为21nm,比表面积从66m2/g升为244m2/g,总孔体积容量由0.2339cm3/g增至1.296cm3/g。无机分散溶胶凝胶法制备的气凝胶(添加聚丙烯酸PolyAcrylicAcid,PAA),比表面积则由276m2/g降至66m2/g,总孔体积容量从0.9601cm3/g降至0.2339cm3/g。结果表明,采用混合溶剂和和添加PAA的方法可能实现对气凝胶微结构的连续调控。     

高比表面积块状氧化铝气凝胶的合成与热性能研究（英文）

采用酸碱两步溶胶凝胶法,以仲丁醇铝为前驱体,硝酸/氨水为酸/碱催化剂,通过酒精超临界干燥制备了氧化铝气凝胶。制备得到的气凝胶块体密度低(50~120kg/m3)、比表面积高(400~500m2/g),具有介孔结构和良好的热稳定性。采用TEM、FTIR、XRD、BET、DSC/TGA等手段表征了氧化铝气凝胶热处理前后的结构和性能。实验表明,制备的氧化铝气凝胶为拟勃姆石结构,经800和1000℃热处理后分别变为γ-Al2O3和δ-Al2O3,对应的比表面积仍分别高达381和183m2/g。添加少量的乙酰丙酮制备的氧化铝气凝胶在热处理前后晶相和比表面积的变化趋势跟未添加的相同,但具有更高的热稳定性。此外,研究了水、氨水和络合剂乙酰丙酮的用量对气凝胶的微结构及比表面积和孔径的影响。     

纳米多孔SiO_2气凝胶的表面修饰和吸附特性(英文)

采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备出高气孔率的疏水性 SiO2气凝胶。表面修饰能够调节气凝胶内部纳米多孔结构和增大比表面积。表面修饰采用三甲基氯硅烷,其 Si-CH3基团能取代原有气凝胶表面的 O-H 基团,使其具有疏水特性。用扫描电镜,红外光谱以及孔径分布仪对其结构和表面基团进行了表征,对其吸附特性进行了测试。结果表明,SiO2 气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,其吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒高 3～4 倍,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔应用前景。     

热处理温度对硅石气凝胶结构的影响

以水玻璃为硅源、甲酰胺为催化剂、乙二醇为干燥控制化学添加剂(DCCA),结合溶胶-凝胶法常压下干燥制备了硅石气凝胶粉体.采用BET,TG-DSC,XRD,SEM,FT-IR的方法研究了硅石气凝胶在热处理过程中的组成、结构及其组织形貌的变化特点.研究发现随着热处理温度的升高,气凝胶的堆积密度略有增加而比表面积却降低显著.在升温过程中,气凝胶中的-OH基团逐渐减少,到700℃时,气凝胶开始由无定型的SiO2转变为晶态SiO2.     

纤维素/ZrO2气凝胶的非超临界制备

文章为合成性能优异的复合气凝胶提供了思路:以合成的纤维素气凝胶为基体,采用溶胶-凝胶方法结合冷冻干燥的方式,制备了不同质量分数的纤维素/ZrO2气凝胶复合材料。对所制备的复合气凝胶材料采用力学测试机、傅里叶红外光谱仪、比表面积测试仪（BET）以及扫描电子显微镜（SEM）研究了材料的性能。结果表明,复合气凝胶具备较大的比表面积,可达154m2/g;压缩测试结果显示复合气凝胶材料的压缩强度较纤维素基体均有明显提高,最大压缩强度可达202.19 kPa,提高了将近4倍。优异的综合性能大大扩展了纤维素/ZrO2气凝胶材料的应用范围。     

溶胶-凝胶法制备纳米SiO2及表面亲油改性研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SiO2粉体,研究了各种试验条件对制备纳米SiO2粉体的影响.研究表明,以硅酸钠为原料,乙酸乙酯为潜伏酸试剂,用溶胶-凝胶法可制得粒径为20～40 nm级的SiO2粉末,粉末的BET比表面积可达400m2/g,最高可达503.38m2/g.选用二甲基二氯硅烷和六甲基二硅醚对研制的纳米SiO2进行表面亲油性能的改性,改性后纳米SiO2粉末的表面结构特性及物化特性发生了变化,其孔结构更加疏松.     

二氧化硅气凝胶的制备与表征(英文)

二氧化硅气凝胶是目前世界上最轻的人造多孔固体材料。采用硅酸钠为硅源,通过采取老化、溶剂置换、表面改性和分级干燥等一系列措施,常压干燥制得SiO2气凝胶颗粒,并利用红外光谱、比表面分析、扫描电镜等测试方法对其结构、形貌及化学组成进行了分析。研究表明:该样品呈疏水性,孔径较小,比表面积为740m2/g,孔体积为0.89cm3/g,平均孔径为4.8nm。     

SiO2气凝胶涂料的制备及应用研究进展

SiO2气凝胶自1931年由美国科学家Kistler制备问世以来,因其热导率低、比表面积大、孔隙率大等优异性能一直被研究者所青睐.随着研究的深入,SiO2气凝胶的制备加工工艺得到了优化,使用性能在一定程度上得到了较大提升,研究方向也从早期的制备、性能研究发展到现在的应用研究.现已研制开发出许多具有特殊功能的全新产品,并通过与其他材料的复合得到性能更优越的SiO2气凝胶复合材料,使其在航天航空、军事、建筑、医学等领域得到越来越广泛的应用.在SiO2气凝胶众多应用领域中,其在涂料中的运用是极为重要的一个分支.针对目前SiO2气凝胶涂料推广应用难等现实情况,先对SiO2气凝胶及其涂料制备过程中存在的主要问题做简要阐述,再将利用SiO2气凝胶在某些方面的突出性质而制成的功能涂料进行分类,并从SiO2气凝胶在各种功能涂料中的作用机理出发,对不同功能的SiO2气凝胶涂料的研究进展情况进行归纳总结,在此基础上,展望了未来SiO2气凝胶涂料的发展方向.     

碳纳米管添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备了Ti(C, N)基金属陶瓷,通过XRD、TEM和SEM等手段研究碳纳米管(CNTs)对金属陶瓷组织和性能的影响.结果表明:与未加碳纳米管的基体组织相比,添加CNTs的金属陶瓷组织中具有"白芯-灰壳"结构的小颗粒大大增加,金属陶瓷晶粒逐渐细化且分布均匀;当CNTs添加量(质量分数)为0.5%时,Ti(C, N)基金属陶瓷的硬度可达90.9HRA;金属陶瓷的抗弯强度比未加碳纳米管的试样提高14.1%,可达2 180.7 MPa,其强化机制主要为细晶强化;金属陶瓷的断裂韧性比未加碳纳米管的试样提高18.5%,可达14.7 MPa·m1/2,CNTs对金属陶瓷强韧化机制主要为桥联作用、拔出效应和裂纹偏转作用.     

二氧化硅层对氧化石墨烯表面生长碳纳米管的影响

目的 通过在氧化石墨烯表面沉积二氧化硅过渡层，实现碳纳米管在其表面的可控生长。方法 在氧化石墨烯(GO)的分散液中，滴入四乙氧基硅烷(TEOS)，通过调节分散液的pH，使得TEOS水解，并在氧化石墨烯表面沉积二氧化硅层(SiO2)，获得二氧化硅包覆的氧化石墨烯(GO@SiO2);然后，采用浮动催化剂化学气相沉积(CVD)方法，在GO@SiO2表面生长碳纳米管，通过调节沉积时间，获得二氧化硅包覆的氧化石墨烯–碳纳米管杂化材料(GO@SiO2-CNTs);将未沉积二氧化硅层的氧化石墨烯在同样条件下通过CVD得到氧化石墨烯–碳纳米管杂化材料(GO-CNTs);结合SEM、STEM、EDS分析，对比有无二氧化硅层的氧化石墨烯基底对生长碳纳米管的影响。结果 在GO表面直接生长的CNTs不能实现全面均匀的包覆，相比之下，在SiO2包覆的GO表面生长的碳纳米管阵列均匀且致密，呈现典型的“刷”状结构，通过调节反应时间，可以控制碳纳米管的生长密度和长度。结论 二氧化硅层可以有效地促进碳纳米管在氧化石墨烯基底的生长，实现碳纳米管形貌的可控调节。     

原位法制备Ni纳米线/SiO2复合气凝胶催化剂

以正硅酸乙酯和硝酸镍为原料、乙二醇为还原剂,采用溶胶-凝胶法和超临界干燥工艺制备负载金属Ni纳米线的SiO2复合气凝胶.通过BET、XRD、TEM、TPR和H2-TPD等技术,对其物相组成和活性比表面进行表征.结果表明:负载Ni主要以金属Ni单质纳米线的形态均匀分布在SiO2气凝胶三维网络骨架结构上,该纳米线直径为1～5 nm、长度为10～80nm,载体骨架结构上存在尚未还原完全的Ni;随Ni负载量的增加,Ni与载体SiO2之间的相互作用逐渐减弱,催化剂的Ni活性中心点增多;负载Ni纳米线显示出较强的热稳定性.     

稻壳灰制备掺杂TiO2硅气凝胶研究

以稻壳为硅源制备SiO2气凝胶，在溶胶凝胶过程中加入TiO2纳米粉末，可制得掺杂TiO2硅气凝胶。通过SEM、BET吸附．脱附测试等手段，与同种方法制得的纯SiO2气凝胶在结构和物性特征方面等进行了比较。结果显示，掺杂TiO2气凝胶的平均颗粒直径为50nm左右，而纯SiO2气凝胶的粒径约为20nm，且孔洞直径明显减小、孔径分布更为均匀；此外，TiO2纳米粉末的加入可以使气凝胶的弹性模量提高约23％，并且通过TiO2对气凝胶溶胶-凝胶过程的影响研究了其影响机理。     

常压制备低密度高比表面积SiO_2气凝胶的工艺研究

以正硅酸乙酯、乙醇、去离子水、盐酸和氨水为原料制备出SiO_2凝胶后,经老化、表面改性、溶剂置换工艺,再通过常压干燥制备出SiO_2气凝胶,研究了表面改性及溶剂置换工艺对SiO_2气凝胶性能的影响.结果表明,随着表面改性次数和改性剂浓度的增加,气凝胶的密度和比表面积降低;溶剂置换对气凝胶的密度和比表面积影响不大.通过优化的工艺制备出的SiO_2气凝胶具有疏水性,与水的接触角约为118°,密度为0.124 g/cm~3,孔隙率94.3%,平均孔径为23.3 nm,比表面积712 m~2/g.     

SiO2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用

Si O_2气凝胶是一种三维空间网络结构固体材料,具有低密度、低热导率、高光透过率、高孔隙率以及高比表面积等特性,同时还兼有防火、防水等优良性能,是一种不可多得的轻质、环保、多功能材料,在建筑保温隔热领域有着广阔的应用前景。以建筑节能为目标,简要叙述了对Si O_2气凝胶的研究,从制备原材料种类的多样化,以及原材料和干燥成本降低等方面论述了其大规模生产应用的可能性,重点阐述了Si O_2气凝胶玻璃、Si O_2气凝胶隔热涂料、Si O_2气凝胶纤维复合材料以及Si O_2气凝胶混凝土和砂浆等在建筑保温隔热方面的应用研究进展;然后,从其所具备的优良特性出发,提出了一种由Si O_2气凝胶材料在建筑节能技术中的应用设想,主要从Si O_2气凝胶材料在保温隔热、防水、防火以及简化施工工艺等方面的优势,构建了全部由Si O_2气凝胶材料替代当前保温隔热材料在建筑节能中的应用体系,最后对Si O_2气凝胶材料在建筑保温隔热中的应用前景做了展望。     

SiO2气凝胶绝热涂层隔热与耐高温性能研究

目的探究SiO_2气凝胶在绝热涂层中的应用,利用SiO_2气凝胶的低导热系数、低密度、高孔隙率及低折射率等优异性质,提高涂层隔热性能和耐高温性能。方法通过筛选不同类型的水性树脂和功能填料,选择吸热较少的树脂和隔热性能优异的填料作为绝热涂层的原材料。采用自制隔热装置以及导热系数测量仪,对添加不同质量分数SiO_2气凝胶的绝热涂层的隔热性能进行研究,并采用XRD、FT-IR等多种分析手段,研究涂层加热到200、300、400℃时的物相结构和基团变化。结果水性丙烯酸树脂含吸热基团较少,在相同光照条件下,平衡温度分别比聚氨酯树脂和环氧树脂低0.8℃和1.8℃,适宜作SiO_2气凝胶绝热涂层的成膜物质。涂层隔热性能随SiO_2气凝胶质量分数的增加呈先增强后减弱的趋势,当SiO_2气凝胶质量分数为5%时,涂层的隔热性能最佳,同未添加SiO_2气凝胶的涂层相比,最大温差可达12℃。随SiO_2气凝胶质量分数的增加,涂层的耐高温性能提升,当SiO_2气凝胶的质量分数为7%时,涂层能在400℃高温下保持良好的性能。结论 SiO_2气凝胶对隔热涂层的隔热性能和耐高温性能有较大提升,对SiO_2气凝胶涂层的多领域应用奠定了一定基础。     

纤维掺杂疏水SiO2气凝胶的制备与表征

采用溶胶-凝胶方法成功制备了陶瓷纤维掺杂的疏水SiO2气凝胶.陶瓷纤维在SiO2气凝胶中起骨架支撑的作用来提高气凝胶的机械性能.SiO2气凝胶的机械强度从没有掺杂纤维的1.6×104Pa提高到掺杂10%纤维的9.6X 104Pa,且掺杂10%纤维的SiO2气凝胶常温常压的热导率仅为0.029 W/(m·K).掺杂SiO2气凝胶的疏水性通过表面修饰也得到了极大的提高.     

扩散法制备CNTs掺杂的MgB2超导块材

采用扩散法制备高Jc的MgB2超导块材,将制备样品的超导性能与传统固相反应法制备CTNs掺杂的MgB2超导块材的性能做详细对比。研究发现,所采用的新型扩散方法可以有效地提高MgB2块材的密度,减少原料Mg粉中氧的不利影响,该法制备的MgB2块材更为均匀,MgO杂相较少,从而可以在自场下得到较高的临界电流密度,但在高场下性能提高并不明显,而CNTs掺杂可以有效改善扩散法制备的样品在高场下性能较差的弱点。CNTs掺杂量为0.5%（质量分数）的样品,在10 K,4 T条件下,Jc仍有1.0×104 A/cm2,在零场下更达到了0.46 MA/cm2,比在相同条件下用固相反应法制备的样品要高2~3倍。     

循环伏安法制备掺杂聚苯胺涂层的防腐性研究

采用循环伏安法在不锈钢电极上制备出了聚苯胺（PANI）,PANI-SiO2,PANI-TiO2和PANI-SiO2-TiO24种涂层,并运用极化曲线和交流阻抗技术对其防腐性能进行了探讨。结果表明：掺杂SiO2或TiO2,或者同时掺杂SiO2和TiO2,可以提高PANI的耐蚀能力,其中以掺入SiO2的效果最好。