纳米SiO2气凝胶/水泥复合隔热板的制备与性能研究

以白色硅酸盐水泥作为主要胶凝材料,采用注浆成型、常温常压干燥工艺制备新型无机纳米SiO2气凝胶/水泥复合隔热板(ACP).并通过FT-IR、氮气吸附等方法系统研究了SiO2气凝胶掺量对ACP微观结构和热物性参数的影响.结果表明:气凝胶掺量与导热系数、密度呈线性负相关,而与平均孔径和比表面积总体呈正相关.此外,其吸附/脱...     

SiO2气凝胶制备技术及在建材中应用研究

介绍超临界和常压干燥制备SiO2气凝胶的工艺技术,对2种工艺制备的气凝胶性能指标进行了比较,结果表明,超临界干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品性能稳定,但成本高;以水玻璃为原料,采用常压干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品具有较好的性价比。并进一步分析了SiO2气凝胶在建材领域应用存在的问题及解决途径。     

SiO2气凝胶性能研究及其在建筑保温中的应用

简要介绍超临界和常压干燥制备SiO2气凝胶的工艺技术,对两种工艺制备的气凝胶性能指标进行比较,结果表明:超临界干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品性能稳定,但成本高;以水玻璃为原料,采用常压干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品具有较好的性价比.并进一步分析SiO2气凝胶在建材领域应用存在的问题及解决途径.     

硅藻土制备介孔SiO2气凝胶

采用响应面法对由硅藻土制取水玻璃的工艺进行优化,进而选择最佳工艺参数在常压干燥下成功合成了SiO2气凝胶材料。试验结果表明：当碱硅比为3∶10,NaOH溶液浓度为10%,反应温度为90℃时,水玻璃模数测定值与SiO2溶出率的加权平均值达到最大值79.91%;利用N2物理吸附、FESEM、TEM、FT-IR、TG/SDTA对气凝胶的基本性能和形貌结构进行了研究。结果表明,制备得到的气凝胶密度为0.132～0.143 g/m3,比表面积达755.5 m2/g,形貌为不规则纳米晶粒堆积而成的海绵状结构,孔径分布集中,经改性后的气凝胶的疏水性可保持到400℃左右。     

六甲基二硅氮烷对二氧化硅气凝胶结构和性能的影响

以TEOS-40为硅源,通过酸碱两步法,以六甲基二硅氮烷为改性剂,经CO2超临界干燥制备具有疏水性质的SiO2气凝胶,对其进行比表面积和孔径、微观形貌、光学角、导热、傅里叶红外及热重分析,研究改性剂添加量（0、0.05、0.1、0.2、0.4mol）对SiO2气凝胶结构和性能的影响。结果表明,使用六甲基二硅氮烷作为改性剂制备的气凝胶性能更优。当使用改性剂量为0.2mol时,得到的SiO2气凝胶性能最好,密度0.1056g/cm3,疏水性优良,接触角138.2°,BET比表面积1066.1568m2/g,平均孔径18.0705nm。在1um下,微观结构最好,孔径最大,分布最均匀;导热低至0.0194W/m·k,且在350℃之前有良好的热稳定性。     

适用于建筑隔热的二氧化硅气凝胶制备与性能

采用正硅酸乙酯作硅源、利用酸-碱两步催化法和常压梯度干燥法制备纳米SiO2气凝胶;适量掺杂纤维增强材料和胶黏剂,再与PET等基材复合制成隔热膜试样.对SiO2气凝胶及其复合材料的隔热效果、力学性能、吸湿性能进行了测试,并对微观形貌进行了表征.结果表明:气凝胶毡厚0.1～0.2 mm或1.0 mm时,其隔热效果大致相同,...     

干燥控制化学添加剂对SiO_2气凝胶结构和性能的影响

以廉价水玻璃为原料,采用酸催化一步溶胶-凝胶法,在制备过程中加入干燥控制化学添加剂,经超声处理分散均匀后制备SiO_2气凝胶。测试结果表明,添加N,N-二甲基甲酰胺所制备气凝胶结构和性能最好,密度为0.0579g/cm~3,比表面积高达704m~2/g,BJH平均孔径为18.3nm。     

膨胀珍珠岩/SiO_2气凝胶复合保温材料制备研究

以正硅酸乙酯为硅源制备SiO_2气凝胶溶胶,通过真空吸附法将溶胶吸附到膨胀珍珠岩内部孔隙中,再凝胶老化。常压干燥制备膨胀珍珠岩/SiO_2气凝胶复合保温材料。研究了凝胶时间的影响因素,膨胀珍珠岩粒径对复合材料性能的影响,并通过SEM、FT-IR对样品的微观形貌和结构进行了表征。实验结果表明,膨胀珍珠岩吸附SiO_2气凝胶后导热系数由0.050 W/(m·K)降低到0.038 W/(m·K)。     

硅藻土/聚乙烯醇气凝胶复合保温材料的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法,以聚乙烯醇(PVA)、硅藻土为原料,通过冷冻干燥技术制备了具有良好隔热性能、力学性能及防火性能的硅藻土/PVA气凝胶复合保温材料。通过SEM、比表面积及孔径分析(BET)研究了不同含量硅藻土对复合保温材料微观形貌及孔结构的影响规律,并就材料的导热性能、力学性能和阻燃性能进行了测试分析。结果表明:所制备的硅藻土/PVA气凝胶复合材料具有三维网状结构,硅藻土颗粒均匀分布在具有气凝胶状结构的PVA基体中;当硅藻土掺量为30%时,复合材料的比表面积为153m~2/g,密度为0.13 g/cm~3,导热系数为0.038 W/(m·K),抗压强度为0.61 MPa,LOI值为76.6%。     

以高硅粉煤灰为源的SiO2气凝胶常压干燥制备和性能研究

以SiO₂含量大于50%的高硅粉煤灰为硅源,经碱溶预脱硅、Na₂CO₃助剂活化、酸浸处置提取分离硅质组分,进而以CO₂气体和稀硫酸为催化剂,水为反应物和溶剂,经一步酸催化,采用溶胶凝胶法、常压干燥法制备比表面积为716m²/g、平均孔径为15.11nm、接触角为143°、导热系数为0.023W/(m·k)、具有优异疏水和保温性能的SiO₂气凝胶材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、比表面积和孔径分布等手段表征SiO₂气凝胶的微观形貌、网络结构和疏水性,进一步分析粉煤灰提取水玻璃硅质原料制备SiO₂气凝胶的反应进程。     

SiO2气凝胶在墙体保温材料中的应用

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。     

硅藻土/竹炭复合材料的制备及孔结构表征

本研究以竹炭为主要原料,添加硅藻土,以硅铝复合物为粘结剂,经粘结造粒、表面包覆改性、高温煅烧等工艺,制备了一种新型硅藻土/竹炭复合材料。采用氮吸附法对其孔结构进行表征,结果表明,BET比表面积为142.563m2/g,总孔容为0.156cm3/g,相比竹炭,比表面积有所降低,但总孔容却提高了43.12%,意味着吸附容量增大了;孔隙分布也较合理,微孔率、介孔率和大孔率分别为44.23%、32.05%和23.72%,克服了硅藻土和竹炭孔径分布过窄的缺点。由此表明在竹炭中添加硅藻土制备介孔率高、孔径分布均匀、吸附容量大的吸附材料是一种可行的方法。     

淀粉粘结剂对CH4/N2分离效果及GAC孔结构影响

以褐煤为原料,分别采用可溶淀粉、天然淀粉、食用淀粉作为粘结剂,制备作为变压吸附(PSA)分离CH4/N2吸附剂的3种颗粒活性炭(GAC):GAC-T、GAC-NS、GAC-TS,考察了淀粉种类及用量对CH4/N2分离效果及GAC孔结构的影响。GAC-T的CH4/N2分离效果优于GAC-NS、GAC-TS,三者的分离效果均随着淀粉用量的增加而降低。当淀粉用量相同时,淀粉种类对GAC孔结构具有较大影响,0.40～0.65nm、0.65～0.85nm孔径范围的孔分布差异是造成分离效果差异的主要因素。淀粉用量的增加有利于小于0.65nm的微孔形成,不利于适宜CH4/N2分离的0.65～0.85nm微孔的形成。     

长焰煤热解过程中孔隙结构演化特征研究

随着煤热解温度的升高,煤孔隙结构和数量发生剧烈变化。为研究其变化规律,以长焰煤为研究对象,应用压汞法分别对300℃～600℃常规热解和600℃高温蒸气热解固体产物的孔隙结构参数进行测定和分析,计算不同热解温度下的孔隙分形维数,详细比较2种不同的热解方式下固体产物的孔隙特性。研究结果表明:(1)常规热解条件下,总孔隙体积和孔隙率随温度的演化表现为:黑岱沟煤先减小后增大,温度高于500℃后增长的速率较大,而子长煤先增大后减小再增大,增长速率最大的区段是300℃～400℃;比表面积随温度的演化表现为:黑岱沟煤一直增加,而子长煤持续减小。(2)常规热解条件下,长焰煤孔隙体积分布以中孔和大孔为主,温度超过300℃时,大孔占绝大多数;而比表面积的分布以微孔和过渡孔为主。(3)高温蒸气热解条件下,长焰煤热解固态产物的孔隙体积分布以中孔和大孔为主,大孔占主导地位,子长煤表现更为明显,大孔比例达99.91%;孔隙比表面积分布表现为:黑岱沟煤以微孔和过渡孔为主,而子长煤以大孔为主。(4)高温蒸气热解固体产物表现出更为优良的渗透性能,与注入惰性气体相比,注入高温蒸气是煤层原位热解工艺实施的最佳方法。在煤层原位热解工艺实施过程中,该研究可为煤体孔隙结构随温度变化问题提供科学依据和理论指导。     

碳化对碱矿渣水泥石孔结构的影响

以水玻璃(WG)和氢氧化钠(NH)为碱组分配制碱矿渣水泥石（AASS）,采用氮吸附方法分析了这两种碱矿渣水泥石碳化前后的孔结构,并与硅酸盐水泥石（PC）作对比.结果表明：碳化前,以水玻璃为碱组分的矿渣水泥石比表面积最大,平均孔径最小,累积孔体积最大,最可几孔径最小;以氢氧化钠为碱组分的碱矿渣水泥石比表面积最小,平均孔径最大,累积孔体积最小,最可几孔径最大;而硅酸盐水泥石的比表面积、平均孔径、累积孔体积及最可几孔径均介于上述两者之间.碳化后,上述3种水泥石平均孔径、最可几孔径均减小;碱矿渣水泥石比表面积增大,硅酸盐水泥石比表面积减小.     

氮吸附法研究早期磷铝酸盐浆体的孔结构

以吸附-凝聚理论为基础,利用氮吸附法(BET)对早期磷铝酸盐水泥(PAC)浆体的孔结构进行了测试研究,通过不同水灰比、不同龄期硬化PAC浆体的等温吸附曲线及吸附回线的线型,分析了其氮吸附特点,并根据孔比表面积和孔分布等孔结构参数,对其早期微观结构进行了分析.     

电沉积处理对砂浆比表面积及微孔结构的影响

采用COULTER SA3100比表面积和孔径分析仪研究了电沉积处理后带裂缝砂浆比表面积和孔结构的变化.结果表明:用ZnSO4溶液电沉积处理过的5 mm处试样以及用MgSO4溶液电沉积处理过的5,20 mm处试样,其总孔体积、各孔径范围内孔的体积、比表面积与未处理的相同位置上的相比均有所下降,而其他位置上的几乎不变;在Zn-SO4溶液中电沉积处理过的5 mm处试样直径在20 nm以上孔的体积减少幅度最大,而在MgSO4溶液中电沉积处理过的5 mm处试样则是总孔体积及比表面积减小幅度最大.     

黄土坡滑坡滑带土氮气与水蒸气吸附试验研究

研究滑坡滑带土吸附特性对滑坡稳定性评价和滑坡防治设计具有重要意义。为了研究黄土坡滑坡滑带土在水蒸气和氮气吸附质环境下的吸附特性,采用全自动比表面积和孔径分析仪,对105℃烘干和真空冷冻干燥后的滑带土在293 K条件下进行水蒸气等温吸附试验,在77 K条件下进行氮气等温吸附试验。分别采用BET理论和Frenkel-Halsey-Hill（FHH）理论计算了滑带土水蒸气吸附和氮气吸附的比表面积和孔隙分形维数。研究结果表明：采用水蒸气吸附法测得的滑带土比表面积比采用氮气吸附法测得的比表面积大,且单位质量的滑带土对水蒸气的吸附量比氮气的吸附量多。说明水蒸气分子较小,可以进入微孔隙,由于水蒸气具有极性,可吸附在黏土矿物表面和晶层间,使黏土矿物表面阳离子水化,使吸附结合水表面更平滑。氮气分子较大,不能进入所有水蒸气可以进入的孔隙,与黏土颗粒作用力非常弱,且氮气分子可以进入的孔隙的表面似乎更不均匀。烘干样中黏土形成氢键的能力减小,导致其吸附水蒸气的能力弱于冻干样。     

滨海环境混凝土渗透特性与微观结构关系研究

从实际混凝土结构中抽取芯样,通过RCM试验和微观性能测试,得出了氯离子快速渗透系数,比表面积和单位孔体积等参数,并对参数之间的关系做了定量的描述,研究氯离子渗透性能和微观孔结构之间的关系.试验结果表明,混凝土的渗透性能和比表面积、平均孔径等微观参数之间有很强的相关性.