生物质多孔碳材料的水热合成及应用研究进展

生物质作为典型的可再生能源,具有负碳属性,符合绿色发展的要求。水热炭化是在相对温和的条件下将生物质转化为各种功能性碳材料的过程。本文综述了近年来以单糖(葡萄糖、果糖和木糖)、木质纤维(纤维素、半纤维素和木质素)和壳聚糖等生物质为原料,通过水热法转化为生物质多孔碳材料的研究进展,重点讨论了生物质多孔碳材料在气体吸附、染料吸附和重金属离子吸附领域的应用,并提出了生物质水热合成高性能和对环境友好的多孔碳材料的未来研究方向。     

酚醛基炭气凝胶的研究进展

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。     

层状硅酸盐多孔材料研究现状(英文)

层状硅酸盐是制备多孔材料的优良原料,本文介绍了层状硅酸盐的结构特点,综述了层状硅酸盐多孔材料的水热合成法、结构重排法等制备方法,探讨了该类多孔材料的应用研究现状,并对其进行了对比分析。在跟踪国内外新近研究成果的基础上,提出了若干研究内容或方向。     

纤维素基多孔炭的制备及其用于CO2吸附与分离的研究

多孔炭被广泛用于气体吸附与分离、空气和水的净化、催化等领域。以生物质为原料制备多孔炭将为开发功能多孔材料提供一种绿色、可持续的路径。总结了近年来以纤维素为原料合成多孔炭的研究进展,并着重介绍了纤维素基多孔炭在CO_2吸附与分离等领域的应用。     

纳米多孔保温材料的研究及应用

对绝热、保温材料的保温机理,纳米多孔保温材料制备、改性及应用进行了分析与综述,为新型轻质纳米多孔保温材料的研发提供一定的参考。SiO_2气凝胶绝热、保温性能良好,但SiO_2气凝胶强度低、韧性差而限制了其直接作为绝热保温材料应用于绝热、保温工程,因而SiO_2气凝胶的改性以增加其强度和韧性是未来一段时间的研究重点。     

储能用生物质基先进碳材料的研究进展

简述了生物质基碳材料的储能机理及常用的制备方法；综述了形貌、类石墨结构、孔道以及表面官能团和杂原子掺杂等影响生物质基碳材料储能性能的规律和机理；最后对储能用生物质基碳材料未来的发展趋势和研究方向进行了展望。     

多孔陶瓷的制备方法及研究现状

近年来,多孔陶瓷材料在保温、气体过滤、催化载体、分离膜、窑具、骨和牙齿的生物医学替代品,以及传感器材料等领域应用越来越广泛。针对多孔陶瓷制备工艺和性能的研究呈现快速发展的趋势,并取得了大量的研究成果。本文以多孔陶瓷的制备工艺为主线,综述了部分烧结法、牺牲模板法、复制模板法、直接发泡法和3D打印法等5种主要多孔陶瓷制备方法的发展现状与研究成果。同时也探讨了各种方法的优缺点以及未来的发展方向,为多孔陶瓷的进一步发展提供了指导和参考。     

生物质基多孔碳在超级电容器中的应用进展

介绍了近期国内外生物质多孔碳的最新研究进展,并对以生物质作为前躯体制备多孔碳材料的制备方法、孔结构的控制以及微观形貌的调控等进行了综述,并对其在超级电容器中的应用情况进行了总结和展望。     

生物质模板剂制备介孔材料研究进展

介孔材料的制备通常采用模板法,所用模板剂多为石油衍生的表面活性剂,属于不可再生资源,这种模板剂的使用不符合可持续发展的理念。生物质模板剂具有原料来源广、毒性低、绿色环保等优点,因此受到了研究人员的广泛关注。本文综述了近年来国内外利用生物质模板剂制备介孔材料的研究进展,阐述了脂肪酸及其衍生物、氨基酸类、糖类、脂类等生物质衍生物作为模板剂应用于介孔材料制备的现状,其中糖类作为模板剂用于介孔材料的制备研究较多,简要介绍了利用不同种类生物质模板剂制备介孔材料的条件以及生物质模板剂的去除方法,得出生物质模板剂制备介孔材料操作简单、模板剂容易去除的结论,同时列表总结了所得介孔材料的结构及性质特点和应用情况,并对该领域的研究方向进行了展望。指出采用低成本的方法提纯生物质模板剂,绿色的方法去除生物质模板剂以及构建生物质模板剂的结构、组成与介孔材料的结构、性质之间的对应关系是未来发展的主要方向。     

生物质基水凝胶的传感应用进展

生物质材料是由动物、植物以及微生物等生命体衍生得到的材料,具备来源广泛、绿色安全、可再生和可生物降解等重要特征。生物质基水凝胶是以天然生物质大分子为原材料制备的水凝胶,已被广泛应用于污染物吸附、药物载体、生物工程以及多功能传感等领域。本文简要介绍了几种常见生物质基水凝胶的特点,包括基于蛋白质、纤维素、海藻酸盐、淀粉和壳聚糖等制备的水凝胶。同时,归纳了生物质基水凝胶在生物、应变、气体、湿度和温度等方面的最新传感应用。最后,结合目前研究现状,指出了生物质基水凝胶未来推广应用面临的挑战并提出了针对性解决思路。     

生物质基碳气凝胶的研究进展

碳气凝胶是一种新型的纳米多孔碳材料,具有孔隙率高、比表面积大、导电性能优良、耐高温等优点,在催化剂载体、电容器及吸附材料等领域具有广阔的应用前景。与传统的碳气凝胶相比,生物质基碳气凝胶具有前驱体环保可再生的优势,可为生物质高值化、功能化利用提供新思路。本文在简单介绍生物质基碳气凝胶制备过程（包括溶胶-凝胶化、干燥、炭化）的基础上,重点介绍了3类来自不同生物质前驱体（植物纤维素、细菌纤维素和具有三维多孔结构的植物本身）碳气凝胶的制备方法,并对碳气凝胶及其复合材料在催化剂载体、吸附材料、超级电容器、锂离子电池方面的应用进行了综述,最后对生物质基碳气凝胶的研究方向和发展前景进行总结和展望。     

航天飞机及高超飞行器用刚性隔热材料研究进展

航天飞机及高超飞行器热防护材料是关系航天飞机及高超飞行器安全的关键之一。刚性高效隔热材料具有耐高温和稳定性好等优点，成为航天飞机和高超声速飞行器高温区和大面积区域所用的重要的热防护结构材料。本文回顾了刚性高效隔热材料在高超声速飞行器热防护系统中的应用，综述美国刚性隔热材料技术研究进展与应用现状，介绍了刚性隔热材料在美国航天飞机及飞行器中的应用，特别是新型的防热-隔热一体化陶瓷瓦的应用。此外，概括了国内刚性隔热材料的研究情况，最后展望了应用于高超声速飞行器中的隔热材料未来发展。     

High value-added applications of coal fly ash in the form of porous materials: A review

Coal fly ash (CFA) is a solid waste generated by coal-fired power plants, and its massive accumulation problem needs to be solved urgently. There are many ways of resource utilization of CFA, but the applications of high added value are rare. Preparation of porous materials is an effective way to realize its high value-added applications. In this paper, porous materials are divided into ceramic membranes, thermal insulation materials and adsorption materials according to application fields. The research progress of porous materials prepared from CFA and used for filtration, thermal insulation and adsorption is reviewed. Ceramic membranes can filter different types of wastewater from different industries at different levels. Thermal insulation materials, with relatively low added value though, are easier to achieve large-scale production. Zeolites, geopolymers and various composite materials are crackerjack adsorbents, which can effectively purify wastewater and exhaust gas. After summary, comparison and discussion, it is concluded that ceramic membrane is the most ideal and feasible material to realize high value-added application of CFA among the three porous materials. Finally, the existing problems and future prospects of the three porous materials are stated.     

基于多孔支撑体的形状稳定复合相变储能材料的研究进展

固-液相变材料（PCMs）是热能储存（TES）技术发展的关键因素,然而一些固有的问题如泄漏和热导率低等严重制约了相变材料的性能。因此,选择合适的方法构建形状稳定的复合相变材料（FSCPCMs）,并有效地提高其热导率是实现相变材料实用化的重要前提。多孔载体封装相变材料为构建具有高储能密度和优异热传输性能的定形复合相变材料提供了一条有效的途径。本文对不同FSCPCMs的制备、结构热学性能、应用等方面进行了综述,详细总结和讨论了孔径和几何形状、表面改性、作用力、组成等因素对FSCPCMs相变行为的影响。重点介绍了具有高热导率、高负载率和高潜热的新型多孔复合相变材料的设计和应用。最后,基于理论、数值和实验方法,展望了FSCPCMs在约束结构中的相变和多尺度传热方面未来的研究方向及其在能源转换方面的商业化应用。     

Thermal Insulation Materials of Alumina Based Porous Ceramics

Significant energy saving effects can be made through the improvement of furnace refractories,especially the thermal insulation refractories. In this study,the preparation and the application of different alumina based porous ceramics were briefly introduced. Alumina based porous ceramics were prepared combined foaming method with gelcasting,sol- gel process or cement curing process. The influences of different preparation methods on the sintering shrinkage, porosity, phase composition, microstructure, compressive strength and thermal conductivity were discussed. Alumina based porous ceramics with relatively high strength and low thermal conductivity could be obtained through the above mentioned methods. Compared with the traditional lining materials,about 40% energy could be saved when they were used as the furnace wall.     

生物质炭基材料在有机催化转化中的应用

近年来,生物质因具有富碳可再生、储量丰富、环境友好、价格低廉等特点被作为原料广泛应用于制备生物质炭基材料。本文综述了以生物质为原料衍生炭基材料作为催化剂在有机转化反应中的相关研究进展,重点介绍了杂原子掺杂、金属杂化策略所制备炭基催化材料在液相催化加氢、氧化、偶联等有机转化反应中的催化性能,进而阐明了炭基催化剂与催化活性之间的构效关系。最后,本文总结了生物质炭基催化剂在有机催化反应中的优势,指出了目前生物质衍生炭基催化剂材料合成和有机转化研究领域面临的挑战,并对此领域的未来发展趋势进行了分析与展望。     

多孔陶瓷热导率的影响因素及其有效热导率的数值计算方法

多孔陶瓷因具有孔隙率高、体积密度小、比表面积大等独特的表面物理特性而被广泛应用于保温材料、炉膛材料、热障涂层材料、高温烟气过滤材料等,研究多孔陶瓷导热机制并给出其有效热导率的计算方法既是重点又是难点。本文总结了国内外研究的多孔陶瓷热导率的影响因素,概述了多孔陶瓷有效热导率的计算方法,并重点分析了不同显微结构的不同计算方法。针对不同的应用领域对材料热导率的不同要求,提出通过控制显微结构控制热导率是今后多孔陶瓷热导率研究得发展趋势。     

定形相转变材料的研究进展

定形相转变材料(FS-PCM)在热能储存过程中具有形状稳定、循环稳定性高、储热密度高等优点.近年来,FS-PCM在电子器件温控、太阳能收集、冷链运输、纺织品保温等领域有许多新的应用和探索.总结了FS-PCM在组成、制备方法和性能等方面的最新内容,重点关注了无机多孔吸附、高分子网络定形和微胶囊化封装3类FS-PCM的复合...