常压干燥法制备碳纤维增强型碳气凝胶

在传统方法制备碳气凝胶的基础上,以常压干燥代替超临界干燥,成功制备了碳气凝胶CRFs以及碳纤维针刺毡增强型碳气凝胶CF/CRFs,并通过SEM、BET测试方法对两者的内部微观结构进行了表征。制备的CRF具有典型的三维连续网络结构,催化剂含量不同影响了CRF的骨架颗粒和孔径大小。在CF/CRFs内部,碳纤维针刺毡和CRF能达到较好的复合效果,附着在纤维表面的CRF保持了纳米网络结构,但是纤维对CRF内部的骨架颗粒和孔径具有显著的影响,由力学分析得知碳纤维针刺毡的复合使CRF具有较好的抗弯和抗压性能。     

表面修饰常压干燥制备硅石气凝胶

本研究在三种不同的表面修饰剂对硅湿凝胶进行表面修饰后,常压干燥,制备硅石气凝胶,其中用三甲基氯硅烷得到的气凝胶密度最小.FTIR表明表面修饰的作用是在硅气凝胶表面稼接有机基团,当硅气凝胶骨架中表现为较强疏水基团信号时,密度小,当表现为较强的亲水性基团时,密度大.     

常压干燥制备高弹性石墨烯气凝胶

通过溶胶-凝胶法和常压干燥结合制备高弹性GA。首先使用绿色还原剂VC使氧化石墨烯分散液水热凝胶化,通过调控还原过程利用冰晶成型和生长控制GA内部孔径大小以及无水乙醇梯度置换溶剂减小常压干燥过程中溶剂蒸发时毛细管力对GA的影响,防止其内部骨架坍塌导致体积过度收缩。然后通过SEM、Raman、XRD、XPS、BET、电子万能试验机等测试方法对GA进行表征分析和压缩性能测试。结果表明,常压干燥制备的GA具有低密度、高比表和多孔结构以及较强的压缩性能和循环性能。     

常压干燥法制备SiO2气凝胶粉体

以工业硅溶胶为原料,通过凝胶过程与干燥条件的控制,采用常压干燥法制备了SiO2 气凝胶粉体,并考察了老化液中正硅酸乙脂(TEOS)含量和干燥控制化学添加荆甲酰胺的添加对气凝胶粉体堆积密度、比表面积和孔径分布的影响.结果表明:所得气凝胶粉体具有纳米多孔结构,组成气凝胶结构的基本粒子呈圆球形,粒径为10～25 nm,由基本粒子连接而成的网络结构具有5～50 nm的孔径分布;随着热处理温度从常温升至1 100℃,SiO2气凝胶从最初的无定形态转化为方石英;在,TEOS的醇溶液中老化,有利于增强凝胶骨架的强度;添加甲酰胺可以改善气凝胶粉体的孔径分布,提高其比表面积.     

SiO2气凝胶常压干燥制备及性能分析

采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶,通过酸、碱催化两步法调控正硅酸乙酯(TEOS)的水解-缩聚速率,用乙醇和正硅酸乙酯溶液浸泡和老化醇凝胶,并以乙醇、三甲基氯硅烷(TMCS)和正己烷为表面改性剂,采用逐级改性方法对气凝胶进行改性,再在常压下干燥改性后的醇凝胶.制备出了憎水性和良好的热稳定性的SiO2气凝胶.采用XPD、傅立叶红外吸收光谱(FTIR)、DT-DSC曲线等测试方法对SiO2气凝胶进行性能表征.     

间苯二酚—甲醛基碳气凝胶的制备及其应用

超级电容器是新型储能器件之一,电极材料是影响其性能的关键因素。以间苯二酚和甲醛为主要原料,采用反相悬浮聚合的方法,通过常压干燥和碳活化过程获得高比表面积的碳气凝胶材料。制备的碳气凝胶材料比表面积达到1 783.6 m2/g,具有丰富的微孔结构,其比电容达到122.4 F/g,作为3 000 F超级电容器的电极材料,经过循环充放电测试,证实其具有良好的循环稳定性。以常压干燥方式制备的碳气凝胶应用于超级电容器中,表现出的电化学性能优异,不仅提供了碳气凝胶产业化新思路,也表明碳气凝胶在储能领域具有非常广阔的应用前景。     

两步法常压制备SiO2气凝胶

通过对正硅酸乙酯的两步水解-缩聚反应速率的调控,使生成的醇凝胶具有比较完整的网络结构,经过老化,改善和增强凝胶的结构和强度,配合依次丙酮、正己烷溶剂替换,经过表面修饰,在常压干燥下制备了SiO2气凝胶,并采用SEM、XRD、BET、傅里叶变换红外光谱仪、激光粒度分析仪等手段对所得气凝胶样品进行表征;BET和SEM测试结果表明,所制备的SiO2气凝胶具有大的比表面和纳米多孔结构,XRD进一步表明是非晶形,激光粒度仪测试表明其体积平均粒径<20μm,为介孔结构.     

气凝胶制备的干燥技术

气凝胶是一种新型轻质的三维纳米多孔固态材料,由于其独特的物理化学性能,在许多领域存在潜在的应用价值而备受关注。本文简要介绍了湿凝胶的干燥理论和气凝胶的超临界干燥制备技术,评析了气凝胶的亚临界干燥、常压干燥、常压阶梯干燥及真空冷冻干燥等非超临界干燥制备技术。     

常压干燥合成水玻璃基SiO2气凝胶

以水玻璃和双氧水为原料一步合成二氧化硅湿凝胶,经老化、溶剂置换及三甲基氯硅烷修饰后,并于常压干燥后获得二氧化硅气凝胶.样品经低温N2吸附-脱附、红外光谱和扫描电镜测试表明所得二氧化硅气凝胶具有三维多孔结构,且其比表面积可达482 m2·g-1、平均孔径为24.9nm及表观密度为0.12g·cm-3.     

炭气凝胶的常压干燥制备研究

实验以间苯二酚(Resorcinol,简称R)与甲醛(Formaldehyde,简称F)以一定的摩尔比混合,加入二次去离子水作为溶剂并用碱性试剂作为催化剂,在恒温水浴中生成RF湿凝胶。在常温下用丙酮浸泡湿凝胶以置换水,制备出RF凝胶。最后将RF气凝胶置于管式炉中,在氮气保护气氛下,高温炭化得到炭气凝胶,并用TG-DTA,XRD、高倍显微镜等方法对其表面形貌及结构进行分析。     

常压干燥制备微米级厚度RF气凝胶薄膜

以间苯二酚(Resorcinol)和甲醛(Formaldehyde)为前驱体,溶胶-凝胶法为主要方法,采用旋转涂膜,通过控制溶液配比及环境条件,用常压干燥方式取代通常的超临界干燥,成功制备出厚度在微米级的有机气凝胶薄膜. SEM照片显示,该薄膜具有与块体气凝胶相似的网络结构. 分析了旋转涂膜和常温干燥过程对最终成膜的影响. 结果发现,增大凝胶孔隙结构和优化凝胶老化方式是实现常压干燥的关键因素.     

炭气凝胶研究进展

介绍了一种新型轻质纳米级多孔性非晶炭素材料－－炭气凝胶的制备方法、性能以用途，提出了存在的问题和发展的前景。     

多元酸催化炭气凝胶的常压制备及表征

在多元有机酸催化和表面活性剂的作用下,间苯二酚和甲醛反应生成有机凝胶,经过常压干燥、高温炭化得到炭气凝胶。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和亚甲基蓝吸附测试表征所制备的样品。结果表明,所制备的炭气凝胶属于非晶态物质,呈现均匀的球状结构,且微球内富含连通的电荷转移的孔道,其比表面积达到740m2/g。循环伏安扫描测试表明,所制备的炭气凝胶具有良好的电化学性能,有望成为超级电容器的电极材料。     

超临界流体干燥法制备炭气凝胶

以间苯二酚和甲醛为原料, Ca(OH)2为催化剂,经溶胶—凝胶过程得水凝胶 ;以超临界 CO2干燥水凝胶,得到网络间充满气体的固态材料气凝胶,再经高温热解得炭气凝胶。 TEM表征结果显示：气凝胶和炭气凝胶均具有规则的纳米网络结构,网络节点粒径约 10 nm,典型网络孔径小于 50 nm。     

Carbon Cloth Reinforced Carbon Aerogel Films Derived from Resorcinol Formaldehyde

Carbon cloth reinforced RF (Resorcinol Formaldehyde) aerogel films have been produced with extremely high RC ratio (molar ratio of resorcinol to catalyst) or with no catalyst at all. The gels were subcritically dried. Carbon aerogel films were obtained by pyrolysis of the RF aerogel films. The structure of the composite porous films was investigated using infrared spectrometer, optical and electron scanning microscope. The IR measurements indicated that the bottom surface reflectance of the films is higher than the top surface. The microscopical pictures revealed that the bottom surface of the films has a denser structure than the top surface, and the presence of carbon cloth in the sol-gel process strongly influences the structure of the films. The carbon cloth fibers act as catalytic sites. The particles are more likely to form around the fibers instead of within the sol. This leads to a somewhat reduced specific surface area as was shown via N₂ sorption and BET analysis.Using the 4-probe method the electrical conductivity of the carbon cloth reinforced carbon films was found to be higher than that of pure carbon aerogel films.     

常压制备疏水型二氧化硅气凝胶及透光率分析

采用溶胶-凝胶法,通过常压干燥制备了疏水型二氧化硅气凝胶。研究了pH、水解时间等因素对二氧化硅气凝胶透光率的影响。以正硅酸乙酯为原料,通过酸（草酸）-碱（氨水）两步催化,采用溶胶-凝胶法常压干燥制备了疏水型介孔二氧化硅气凝胶。正硅酸四乙酯、乙醇、草酸、氨水物质的量比为1∶4∶5∶0.2,草酸和氨水的浓度分别为0.008、0.05 mol/L时,采用二甲基二氯硅烷为改性剂常压制备了二氧化硅气凝胶。透射电镜、扫描电镜测试表明：二氧化硅气凝胶具有纳米介孔结构。接触角测定表明：二氧化硅气凝胶与水的接触角为148°,表现出疏水性。     

常压制备疏水性二氧化硅气凝胶

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氢氟酸作催化剂,采用溶胶-凝胶法常压下制备二氧化硅气凝胶,并研究催化剂、乙醇、水等因素对凝胶过程的影响。采用傅里叶变换红外分析(FT-IR)、电子扫描探针(SPM)等对二氧化硅气凝胶的结构和性能进行研究。结果表明,经三甲基氯硅烷(TMCS)表面改性处理后的气凝胶表现出了很好的疏水性能。该气凝胶密度为200~400 kg/m³,与水的接触角大于120°。当n(TEOS)∶n(乙醇)∶n(H₂O)∶n(HF)=1∶6∶4∶0.25时,得到的气凝胶各方面的综合性能最好。凝胶时间随着水和氢氟酸用量增加而缩短,随乙醇用量的增加而增加。     

Carbon Aerogels as Electrode Material in Supercapacitors

Due to their large specific surface area and their high electrical conductivity carbon aerogels are promising materials for electrodes in electrochemical double-layer capacitors (supercapacitor). The carbon aerogels were made via pyrolysis of resorcinol formaldehyde aerogels. The latter were prepared by supercritical and subcritical drying as well. The important findings of our investigation were, that the highest capacities of 46 F/cm³ were measured for samples with a density of about 800 kg/m³ pyrolyzed at 800°C. Also it was shown that RF-gels with molar resorcinol/catalyst ratios 1000 or higher can be dried subcritically without cracking or significant shrinkage. Carbon aerogels derived from these RF-aerogels have a small mesopore surface area, however an especially large micropore area. They provide electrical capacities which are most suitable for their use in supercapacitors.