SiO_2气凝胶的疏水改性及性能研究进展

从原位共聚和后处理两个方面着手,介绍了近年来国内外硅气凝胶疏水改性的研究进展;再从疏水SiO_2气凝胶的特殊性能出发,简要介绍了其在隔热、催化、吸附等技术领域的研究进展。     

热塑性聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶隔热材料的制备及性能研究

以热塑性聚氨酯中空纤维为增韧材料,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶技术制备了热塑性聚氨酯中空纤维/SiO2气凝胶隔热材料.考察了纤维类型、中空纤维铺设方式、中空纤维规格对SiO2气凝胶隔热性能的影响.结果表明:中空纤维增韧SiO2气凝胶的隔热性能略低于纯SiO2气凝胶,但其韧性有了显著提高.中空纤维垂直铺设,采用合适的内径及壁厚的中空纤维能获得较好隔热性能的SiO2气凝胶隔热材料.     

生物质灰硅资源高附加值利用的研究进展

生物质灰中含有具备化学活性的无定型硅，能用于合成高附加值产品。对生物质灰的组成、结构等方面进行了概述。在利用生物质灰合成凝胶方面，总结了近年利用生物质灰合成干凝胶、气凝胶、水凝胶的研究进展。综述了近年来利用生物质灰中的硅资源制备锂离子电池阳极材料、催化剂材料等方面的研究进展。通过对生物质灰硅资源的应用分析，提出生物质灰有望成为生产高附加值硅基材料的低成本前驱体来源，为生物质灰在工业上的资源化利用提供了重要的发展方向。     

碳气凝胶复合材料在超级电容器中应用的研究进展

从碳气凝胶的发展、制备和干燥工艺,以及掺杂碳气凝胶的改性方面叙述了碳气凝胶在超级电容器材料中的研究进展,并展望了碳气凝胶未来的发展方向。     

聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料研究进展

从制备方法、相容性和增强增韧机理3个方面综述了聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(SiO2)复合材料的研究进展。其中,制备方法包括原位聚合法、溶胶凝胶法和超声波法;增强增韧机理包括裂缝与银纹相互转化机理、物理化学作用机理、微裂纹化机理和临界基体层厚度机理。指出了可以通过对纳米粒子进行表面改性,以降低其表面势能、调节疏水性、增加与基体之间的润湿性和结合力来改善材料的性能。     

二氧化硅气凝胶的研究进展

介绍了二氧化硅(SiO_2)气凝胶的发展历程,总结了SiO_2气凝胶的制备方法和应用,从疏水化、增强改性、掺杂改性等几个方面介绍了SiO_2气凝胶的研究进展。     

纳米级增强体复合硅气凝胶的研究进展

二氧化硅气凝胶的脆性大、力学强度过低,严重限制了其应用领域。常规微米级或大于微米尺寸的增强体复合硅气凝胶可以提升硅气凝胶性能,但难以在纳米尺寸范围内对凝胶孔隙增强。目前,可以采用合成聚合物纳米纤维、纤维素纳米纤维、纳米管、无机纳米纤维、石墨烯及氧化石墨烯等增强硅气凝胶,纳米级增强材料能够均匀分散在硅气凝胶纳米孔隙中,干燥收缩小、孔比表面积大、可有效提升硅气凝胶抗压强度、改进韧性。     

二氧化硅气凝胶制备条件的选择

二氧化硅气凝胶是典型的纳米多孔轻质材料,由于具有独特的性能并在许多领域存在潜在的应用价值而受到广泛关注。本文从气凝胶制备过程中的硅源的选择、溶剂的选择、制备工艺的选择、催化剂等方面进行了研究,有利于确定常压干燥制备二氧化硅气凝胶的生产条件。     

二氧化硅气凝胶复合材料热导率优化研究进展

二氧化硅气凝胶复合材料由于具有良好的力学和隔热性能,在建筑、航空和其他工业领域展现出良好的节能应用前景。从增强材料的几何特征、含量、排列方式等方面概述了二氧化硅气凝胶复合材料热导率的规律,综述了二氧化硅气凝胶复合材料热导率的实验和理论优化研究进展,分析了现阶段实验和理论模型优化二氧化硅气凝胶复合材料热导率存在的问题,并提出了优化二氧化硅气凝胶复合材料热导率的方法,为制备高隔热性能的二氧化硅气凝胶复合材料提供理论指导。     

改性二氧化硅气凝胶研究进展

二氧化硅气凝胶作为一种新型轻质多孔材料,在航空、建材和医疗等领域具有巨大的应用前景。综述了二氧化硅气凝胶的制备工艺发展史,介绍了二氧化硅气凝胶的光学、热学、电学、声学和催化方面的性质,详细讨论了二氧化硅气凝胶的两种改性思路:硅源改性(包含单一硅源、复合硅源和功能性硅源)和掺杂改性(包含非金属材料掺杂和金属材料掺杂),展望了二氧化硅气凝胶的发展方向。     

气凝胶研究进展

气凝胶连续的纳米多孔网络结构使得其具备很多独特的性能。气凝胶种类繁多以及制备方法的多样性、广泛的应用前景等使得其成为当今材料科学领域的研究热点之一。本文主要从气凝胶的种类出发,通过论述各类气凝胶的制备工艺、性能及其应用前景来介绍气凝胶的研究进展,同时探讨了目前气凝胶研究中存在的问题以及今后的主要研究发展方向。     

硅气凝胶/空心玻璃微珠保温涂料的研制

硅气凝胶具有纤细纳米网络结构,是迄今为止导热系数最低的固体材料。本研究从传热学机理出发,以硅气凝胶、空心玻璃微珠为功能填料,辅以无机高分子基料、填料和助剂,经特殊工艺制得了保温涂料,对涂料的性能进行了检测,并对硅气凝胶保温涂料的保温机理进行了分析,该涂料将在建筑、输送管道、窑炉、异型件等方面有广阔的应用前景。     

石棉绒增强SiO2气凝胶隔热材料常压工艺研究

气凝胶是一种优质隔热材料.本文以石棉绒纤维作为气凝胶的增强材料,以水玻璃为硅源,通过常压干燥工艺进行SiO2气凝胶块体保温隔热材料的制备.研究了湿凝胶制备工艺流程及洗涤工艺对气凝胶材料结构及性能的影响.研究发现,以石棉绒为增强材料常压制备SiO2湿凝胶的最佳制备工艺为:在水、纤维和分散剂配制的纤维分散悬浮液中首先加入乙醇搅拌均匀,然后与水玻璃和氟硅酸钠配制的水玻璃凝胶液搅拌混合,再注模固化;在固化湿凝胶的洗涤和溶剂置换工艺中,以水为洗涤溶剂效果好,产品性能高.以石棉绒为增强材料,采用常压干燥工艺制备的SiO2气凝胶隔热材料具有收缩率小,产品规整,密度小,孔隙率高,及较好的强度和隔热性能.     

二氧化硅气凝胶及其在保温隔热领域应用进展

二氧化硅气凝胶是目前已知最轻的固体材料，具有热导率低、孔隙率高和比表面积大等优点，被誉为新型超级保温隔热材料。然而，二氧化硅气凝胶自身存在力学性能差和制备成本高的问题，大大限制了其在保温隔热领域大规模推广应用。本文简述了二氧化硅气凝胶合成技术和力学性能增强方法，从制备过程控制、老化条件优化、热处理、纤维复合和高分子聚合物复合等方面分析了其对气凝胶性能和工艺的影响，重点介绍了近年来二氧化硅气凝胶保温隔热材料应用在航空航天、军工领域、工业管道、建筑保温以及新能源汽车等领域的研究进展，总结了其在各领域应用的技术挑战。指出未来需进一步拓展二氧化硅气凝胶的使用温区，利用共前体和化学交联等方法增强高温下的隔热性能，同时解决气凝胶纤维复材“掉粉”和微米级粉体分散不均匀等难题，尤其是新能源汽车等新兴应用领域发展迅猛，未来仍需针对新的应用需求对其合成技术进行设计和优化。     

玻璃纤维增韧SiO_2气凝胶复合材料的制备及隔热性能

采用蓬松处理后的玻璃纤维薄层为增强相,通过溶胶-凝胶法常压干燥条件下制备疏水性的SiO_2气凝胶复合隔热材料。研究了水与硅的摩尔比和玻璃纤维添加量对复合材料导热性能的影响。结果表明:前驱体液中水与硅的摩尔比为3:1时,复合材料中SiO_2气凝胶平均纳米孔径为8.160 nm,材料的密度为0.142 g/cm~3,孔隙率为88.03%,导热系数低达0.023 2 W/(m·K)。随着样品中纤维薄层含量的增加,复合材料的导热系数近似线性增长。考虑材料的成型条件,最优的纤维添加量为16%,材料的抗弯强度为0.533 MPa,抗压强度为29.59 kPa(25%形变)。与传统玻璃纤维增韧气凝胶复合材料相比,新材料的纤维添加量降低,材料密度更小(0.13~0.16 g/cm~3),导热更低(0.023~0.027 W/(m·K))。     

聚乳酸复合材料的研究进展

综述了采用无机材料、天然高分子材料或合成高分子材料增强增韧聚乳酸(PLA)的研究进展,并研究了其制备、性能及应用等。无机材料的增强增韧效果较好,但与PLA的相容性较差,易团聚;高分子材料与PLA具有较好的相容性,但其改性效果稍逊于无机材料;同时添加高分子材料和无机材料,并辅以界面处理手段,可制备性能优异的改性PLA。通过改变增强增韧材料的类型、用量,可以有效调节复合材料的性能,添加共混增容剂以及利用多种增强增韧材料的协同效应可以进一步提高PLA的机械强度和韧性。     

纤维复合SiO2气凝胶的研究进展

SiO2气凝胶因其纳米尺度的多孔结构,具有低密度、低热导率的特性,因此广泛应用于保温绝热领域.然而,SiO2气凝胶脆性大、易碎的缺点限制了其在实际中的应用范围.纤维增强法制备的SiO2气凝胶,不仅极大改善了这一缺点,且制备工艺简单、力学性能优异,是目前最常见的一类复合气凝胶.介绍了纤维复合SiO2气凝胶的制备工艺,综述了几种纤维复合SiO2气凝胶力学性能增强方法的研究进展.     

SiO_2气凝胶的制备及性能表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步法来制备SiO_2气凝胶,从溶胶-凝胶反应原理出发,分别研究用水量、乙醇用量以及反应温度对凝胶时间的影响,从而确定溶胶-凝胶反应的基础配比。在此基础上,研究干燥化学控制剂用量对凝胶时间和开裂程度的影响,并采用多种材料分析手段对SiO_2气凝胶进行测试分析。结果表明,制备得到SiO_2气凝胶具有三维纳米多孔结构且无裂纹,比表面积576.64 m~2/g,接触角145°。     

碳气凝胶电极在双电层电容器中的研究进展

通过与无机气凝胶对比,引入碳气凝胶的导电特性。简述了双电层电容器的基本工作原理,综述了碳气凝胶在双电层电容器电极材料方面的研究进展。总结了碳气凝胶电极制备过程中关键因素,并提出了一些研究展望。     

二氧化硅气凝胶纳米网络骨架强化方法研究进展

二氧化硅气凝胶是一种具有高孔隙率、高比表面积、低热导率等诸多优异特性的纳米多孔材料,在航天、化工、建筑等众多领域有着广阔的应用前景。但是,二氧化硅气凝胶的网络骨架存在本征陶瓷脆性,限制了其实际应用。本文从气凝胶纳米颗粒颈部强化设计角度出发,介绍了液相强化法和气相强化法两类网络骨架强化策略的研究进展,并对以上两种强化策略的增强机理进行了阐释,最后对二氧化硅气凝胶网络骨架强化技术的发展方向提出了展望。