SiO2气凝胶常压制备、表面结构与吸附性质

采用溶胶-凝胶技术,以多聚硅（E-40）为源,通过表面修饰工艺,在常压条件下制备了SiO2气凝胶.采用扫描电镜、13C和29Si核磁共振谱以及孔径分布仪对SiO2气凝胶的微结构进行了表征,并用微量电子真空吸附天平对SiO2气凝胶的吸附特性进行了研究.结果表明：SiO2气凝胶具有纳米多孔结构、较好的疏水和亲水可调性,是一种极好的高吸附材料.     

块状氧化铁气凝胶制备初步研究

研究以氯化铁的醇溶液为前驱体、有机路易斯碱为凝胶促进剂,快速制备氧化铁的醇凝胶,再通过CO2超临界干燥工艺得到氧化铁气凝胶。用透射电镜(TEM)对氧化铁气凝胶的微观结构的表征结果表明,气凝胶主要由超细微粒堆积而成。经BET和BJH测试,气凝胶样品的密度为138 mg/cm3时,孔径为97 nm,孔体积为1.97 cm3/g,比表面积为487 m2/g。XRD研究表明,组成氧化铁气凝胶的晶形结构主要为-βFeOOH。     

氧化铜气凝胶的制备与结构表征

以CuSO₄·5H₂O为前驱体,聚丙烯酸为分散剂,采用溶胶 凝胶法制备出铜基复合气凝胶,该气凝胶经高温热处理后得到氧化铜气凝胶。通过场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）以及N₂吸附对气凝胶的结构进行了表征。结果表明：铜基复合气凝胶是由大量球状颗粒堆积而成的;经不同温度热处理,气凝胶逐渐由三维网络状结构转变为致密结构。XRD谱表明,该材料为无定形态,随处理温度的升高,气凝胶的晶型不断变化,并最终变为氧化铜气凝胶。N₂吸附结果表明,经不同温度处理后,气凝胶样品具有较高的比表面积。     

以环氧化合物为凝胶促进剂制备块状氧化铁气凝胶

以无机铁盐FeCl₃为前驱体，环氧丙烷及其衍生物作为凝胶促进剂，采用溶胶-凝胶工艺制备氧化铁凝胶。以氯化铁的醇溶液为前驱体、环氧化合物为凝胶促进剂，制备氧化铁的醇凝胶，通过CO₂超临界干燥工艺得到氧化铁气凝胶。用透射电镜（TEM）对气凝胶微观结构的表征结果表明，气凝胶样品主要由超细微粒堆积而成。BET和BJH测试结果表明，气凝胶样品平均孔径为9.4～18.3nm，比表面积为430～500m²/g。     

二步法制备超低密度SiO2气凝胶

以正硅酸乙酯为原料，利用二步法制备低密度ＳｉＯ２凝胶。研究不同溶液酸比对凝胶化过程的影响。分析Ｃ２Ｈ５ＯＨ、（ＣＨ３）２ＣＯ和ＣＨ３ＣＮ为稀释溶剂形成凝胶的特点，结合ＣＯ２超临界干燥处理，制备出密度小于１０ｋｇ／ｍ＾３的超低密度ＳｉＯ２气凝胶，并与传统一步法制备的ＳｉＯ２气凝胶进行了结构比较。     

SiO2纳米多孔材料制备及其保温隔热特性研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了SiO2纳米多孔材料.通过采用先酸后碱二步法催化等多种优化工序,使材料具有多孔纳米结构,气孔率和比表面积增高,孔径和热导率降低,其孔洞率最高可达95%以上,孔径约20 nm,比表面积1 120 cm2/g,体积密度0.003 g/cm3,500℃时的热导率低于0.023 W·m-1·K-1,成为保温性能最佳的固态材料.探讨了相关的保温隔热机理,认为低热传导系数硅材料,当具有很高的孔洞率和很低的体积密度时能更有效地阻隔热量的固体传导和气体传导.当孔径小于红外波长时,绝热效果有本质上的突变和提高.进行了纳米多孔材料和硅酸钙及有机硅复合的研究,制备了兼有很好保温性能和机械性能的保温隔热块体和柔性薄膜.     

惯性约束聚变靶材料碳气凝胶的制备方法

用溶胶－凝胶法制备出了高RC比（间苯二酚与催化剂的摩尔比）的RF有机气凝胶,通过溶剂替换,成功地实现了常压条件下的干燥工艺。经高温碳化处理,将RF有机气凝胶转化为碳气凝胶,改变RC比和聚合单体的质量百分数,可控制气凝胶的粒径及孔径、密度及比表面积。用扫描电镜（SEM）、BET等方法对其颗粒大小、密度、比表面积及孔径分布等微结构进行了分析测试。制备出的碳气凝胶性能满足惯性约束聚变靶材要求。     

氧化锡纳米晶气凝胶制备及其表征

介绍一种低体密度、高表面积、具有纳米量级骨架和晶粒尺寸的块状多孔氧化锡(SnO2)气凝胶的制备方法。场发射扫描电子显微镜（FESEM）表明,气凝胶是由大量纳米粒子堆积而成的三维多孔材料。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）表明,气凝胶的骨架粒子由平均粒径为2～3nm的纳米微晶构成。N2吸附表明,气凝胶具有较高的比表面积,约为355.65m2/g,通过该方法计算出的气凝胶的骨架颗粒粒径为2.4nm,与HRTEM结果吻合较好。     

惯性约束聚变靶材料碳气凝胶的制备方法

用溶胶-凝胶法制备出了高RC比(间苯二酚与催化剂的摩尔比)的RF有机气凝胶,通过溶剂替换,成功地实现了常压条件下的干燥工艺.经高温碳化处理,将RF有机气凝胶转化为碳气凝胶,改变RC比和聚合单体的质量百分数,可控制气凝胶的粒径及孔径、密度及比表面积.用扫描电镜(SEM)、BET等方法对其颗粒大小、密度、比表面积及孔径分布等微结构进行了分析测试.制备出的碳气凝胶性能满足惯性约束聚变靶材要求.     

金套筒内SiO2气凝胶原位成型技术研究

低密度SiO₂气凝胶作为热波增殖和激光-K壳层X光转换实验中高效产生等离子体的媒质而受到广泛关注。本工作采用酸碱二步催化溶胶 凝胶法及CO₂超临界流体干燥工艺直接在内径为800μm、长为1200μm的金套筒内原位制备密度低至约10mg/cm³、成型较好的SiO₂气凝胶。采用X射线相称成像仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等对金套筒内气凝胶的微观形貌以及金套筒与气凝胶的复合状况进行了表征,结果表明：气凝胶/金套筒界面处接触良好,界面附近与内部气凝胶密度存在差异。此外,着重讨论了金套筒的表面特性对气凝胶原位成型的影响,并对原位成型气凝胶结构差异的形成机理进行了探索。     

镍掺杂碳气凝胶的脉冲电沉积法制备及表征

利用脉冲电沉积法成功制备了金属镍掺杂碳气凝胶。通过XRD、SEM EDS和TEM测试方法证实脉冲电沉积法成功地在碳气凝胶结构中还原出了金属镍,SEM图谱表明生成的金属镍粒子均匀分布于碳气凝胶结构中。利用ICP-AES仪测试了掺杂金属碳气凝胶中金属的含量。N2吸附数据分析表明,掺入金属镍后,碳气凝胶的比表面积、总孔体积、介孔体积和微孔体积均减小,说明还原生成的金属镍颗粒填充了部分碳气凝胶的介孔和微孔。     

X光背光源用TiO_2/SiO_2二元复合气凝胶泡沫疏松靶的研制

本文采用溶胶凝胶工艺制备了低掺杂比的TiO2/SiO2二元复合气凝胶泡沫疏松靶,并用能谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对靶的掺杂浓度和化学成分进行了表征。结果表明,TiO2的实际质量掺杂比约为4.40%,掺杂均匀性好,掺杂浓度符合激光打靶的实验要求。激光-X光转换效率实验也证明TiO2/SiO2二元复合低密度气凝胶泡沫疏松靶用于激光驱动X光背光成像效果好,背光成像质量高。     

超低密度碳气凝胶的制备与研究

采用溶胶-凝胶技术制备了超低密度的间苯二酚-甲醛(RF)有机气凝胶(10 mg/cm³),将此气凝胶高温碳化,得到了密度只有20 mg/cm³的碳气凝胶,并用扫描电镜、透射电镜、N₂吸附法等表征了低密度碳气凝胶的微观结构、孔特征等性质。研究发现,低密度碳气凝胶是由粒径10～15 nm的碳纳米粒子以单链珍珠链状连接组成的三维网络结构;而这些纳米颗粒是由更小的石墨微晶构成,微孔主要存在于碳纳米颗粒中,比表面积达1 783.7 m²/g。氢吸附测试发现,此低密度碳气凝胶常压下在液氮温度时吸氢量可达4.4%（质量分数）。     

含锗超低密度泡沫靶材料制备研究

采用广义两步法,在典型SiO2低密度泡沫材料中均匀掺入高浓度Ge元素,获得了低密度泡沫材料中掺入某些金属元素的新工艺,克服了传统溶胶－凝胶工艺制备多元氧化物混合材料所遇到的因水解速率相差悬殊而造成的困难。     

粉末冶金法制备多孔U-10%Mo合金及其微观组织结构分析

U-Mo合金是近期广受关注的金属型核燃料材料之一,它具有良好的抗辐照肿胀能力。分析认为,若能在U-Mo合金中加入一定的孔隙,可起到容纳裂变气体以进一步提高其抗辐照肿胀性能的作用。本文利用冷等静压 真空固相烧结的粉末冶金方法制备低密度U-10%Mo合金材料,探索了烧结工艺对产品密度的影响规律。实验得到了一系列不同孔隙度的U-Mo合金材料,利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）对其微观结构进行了表征。结果证明,样品在1 100 ℃下烧结时密度随烧结时间的延长而提高,因此可通过改变烧结时间控制其孔隙率。