常压干燥法制备炭气凝胶

炭气凝胶是一种具有交联状结构的新型纳米多孔材料,它是用溶胶－凝胶法和超临界干燥工艺制成的有机气凝胶（RF）经炭化得到的。它具有比表面积大和电导率高等特性,可用作超级电容器和可充电电池理想的电极材料。通过优化传统制备炭气凝胶的工艺,成功地在常压条件下制备出了高RC比（间苯二酚为催化剂的摩尔比）的RF气凝胶和炭气凝胶。用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试与孔径分布（BET）等方面对其微结构进行了研究。结果表明,常压干燥法制备的炭气凝胶具有纳米网络结构和大比表面积。用常压干燥代替了超临界干燥,大大降低了制备成本,扩展了其应用前景。     

常压干燥法制备TiO2气凝胶

以钛酸丁酯为原料, 乙酸为有机配体, 甲酰胺为干燥控制化学添加剂(DCCA), 采用溶胶-凝胶法和溶剂置换等后续工艺, 实现了块状TiO₂气凝胶催化剂的常压干燥法制备, 并考察了有机配体对气凝胶结构性能的影响。采用XRD、BET、SEM、EDS及DSC-TG对样品进行表征。结果表明: 当有机配体与钛酸丁酯物质的量之比为0.9时, 制备的样品性能最佳, 该TiO₂气凝胶样品为非晶态, 表观密度为0.25 g·cm^-3, 比表面积716.5 m²·g^-1, 平均孔径19.1 nm; 在850℃大气气氛下热处理2 h后, 比表面积为122.4 m²·g^-1, 平均孔径23.4 nm, 具有较高光催化活性; 经1000℃热处理后, TiO₂晶型仍为锐钛矿相, 热稳定性较好, 光催化活性有所降低。未采用有机配体制备的TiO₂气凝胶表观密度为0.57 g·cm^-3, 比表面积为482.2 m²·g^-1。有机配体的使用更有利于制备出表观密度较小、比表面积较高的TiO₂气凝胶。     

常压干燥法制备TiO2气凝胶

以钛酸丁酯为原料, 以甲酰胺为干燥控制化学添加剂控制凝胶网络结构, 采用溶胶－凝胶法制得TiO₂醇凝胶; 结合正硅酸乙酯母液浸泡和低表面张力溶剂替换及常压干燥等后处理步骤, 实现了TiO₂气凝胶的常压干燥法制备. 采用XRD、BET、TEM、SEM、EDS及FT-IR等测试手段对样品进行表征. 结果表明：所制备的TiO₂气凝胶为无定形结构, 表观密度为0.375g/cm³, 比表面积达523m²/g, 平均孔径约9.9nm; 经850℃空气气氛下煅烧4h后, TiO₂气凝胶转变为锐钛矿型结构, 平均孔径增大到16.3nm, 比表面积仍达208m²/g. 本研究提出的制备方法简单, 所制备的气凝胶比表面积高、热稳定好.     

负载Ni炭气凝胶的制备及结构性能研究

以间苯二酚、甲醛为原料,添加适量的十二烷基苯磺酸钠,再加入不同浓度的乙酸镍溶液,在85℃水浴中聚合;经溶胶-凝胶、溶剂置换、常压干燥和1000℃氮气气氛下热解,得到负载不同含量金属Ni的炭气凝胶.利用透射电镜(TEM)、扫描电境(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积及孔径分析(BET)和直流充放电测试等手段,对比讨论了负载不同含量金属Ni对炭气凝胶的结构和性能的影响.结果表明,这种方法可以均匀地将Ni纳米粒子分散于炭气凝胶中;适量的金属Ni可使发气凝胶的比表面积及充放电性能得到显著提高;如负载Ni含量过高则炭气凝胶石墨化程度增加.     

炭气凝胶及其研究进展

经溶胶－凝胶，超临界干燥和炭化过程制备的炭气凝胶量种新型轻质纳米级多孔无定形炭素材料，具有许多优异性能和广阔应用前景。     

炭气凝胶结构的形成和控制

炭气凝胶是一种新型的多孔炭材料,具有可调控的独特的孔结构和良好的导电性,可应用于超级电容器、高效吸附材料、催化剂载体等.本文研究了酚醛基炭气凝胶纳米结构的形成过程和控制方法.炭气凝胶的孔结构主要取决于其前驱体--有机气凝胶.有机气凝胶结构源于溶胶-凝胶聚合中的微相分离过程,相分离经历了从成核--生长--亚稳分解的过渡,在成核--生长区停留时间的长短决定了气凝胶的骨架结构和孔结构.微相分离过程受到酚醛团簇的化学结构和溶剂环境的影响,通过调控酚醛团簇的化学结构和溶胶-凝胶聚合的溶剂环境,可以实现有机气凝胶的纳米结构调控,结合干燥和炭化控制,可以实现炭气凝胶结构的有效调控.     

炭气凝胶及其研究进展

经溶胶－凝胶、超临界干燥和炭化过程制备的炭气凝胶是一种新型轻质纳米级多孔无定形炭素材料，具有许多优异性能和广阔应用前景。本文综述了气凝胶的发展概况，总结了炭气凝胶的制备方法、性能及用途，分析了目前存在的问题和发展前景。     

常压干燥法制备的炭气凝胶的电化学性能研究

采用常压干燥法制备了炭气凝胶,对所制得的炭气凝胶进行了电化学性能的测试,并与日本进口的超级电容器用超级活性炭进行比较.实验结果表明,炭气凝胶具有优良的电容性能,电双层比电容量和高扫描速度下(100mV/s)的质量比电容量分别达到21μF/cm2和89F/g,高于日本进口超级电容器用超级活性炭.     

常压干燥制备疏水SiO2气凝胶的影响因素分析

常压干燥制备SiO2气凝胶是近年来该领域的研究重点,工艺条件的优化是提高气凝胶性能的关键。以正硅酸乙酯为硅源,甲基三乙氧基硅烷为共前驱体,采用溶胶-凝胶法,结合老化和三甲基氯硅烷-正己烷-无水乙醇混合溶液的二次表面改性,通过常压干燥工艺制备疏水SiO2气凝胶。利用BET,FT-IR,SEM,TEM和接触角测试等手段对气凝胶进行表征,系统研究水解时间、老化时间、老化温度和改性剂用量对气凝胶性质的影响。结果表明:水解16h,凝胶于55℃下老化48h后,在三甲基氯硅烷与正硅酸乙酯的摩尔比为1.56的混合液下改性48h制备的SiO2气凝胶的性能最好,其孔隙率92%,比表面积969m2/g,接触角达157°。     

常压干燥制备炭气凝胶及其电化学行为的研究

以甲酚为原料，添加适量的间苯二酚，在氢氧化钠催化作用下与甲醛聚合，经溶胶凝胶、溶剂置换、常压干燥和900℃炭化过程可制备纳米多孔材料炭气凝胶。N2吸附测试表明所制备炭气凝胶BET比表面积高于500m^2／g，在8nm～20nm范围具有集中的孔径分布，适合于做双电层电容器的电极材料。采用电化学阻抗谱测试电极的电化学行为，结果显示炭气凝胶电极在1mol／L的H2SO4电解液中的体积比电容接近70F／cm^3，质量比电容最高达97F／g。     

常压干燥制备SiO2气凝胶的研究

以水玻璃为硅源,采用常压干燥制备了SiO2气凝胶。研究了老化时间、老化剂种类、干燥溶剂种类以及表面改性对SiO2气凝胶结构和性能的影响。结果表明:制得的SiO2气凝胶具有良好的疏水性,密度为0.082g/cm3,孔隙率为96.26%,比表面积达到585.4m2/g。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外分析(FT-IR)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)等对疏水型气凝胶的结构和性能进行了研究。     

环境气压干燥制备多孔SiO2气凝胶的研究进展

阐述了环境气压干燥技术制备SiO2气凝胶的原理,综述了近几年环境干燥技术采取的工艺措施和研究状况,并综合评述了SiO2气凝胶的环境干燥制备及其应用前景.     

常压干燥制备SiO2气凝胶复合材料研究进展

SiO_2气凝胶复合材料具有低密度、低热导、高强度等优异性能,已在航空航天、石油化工、建筑保温等领域获得较好应用。然而现有成熟的超临界干燥制备SiO_2气凝胶复合材料工艺需要维持高温、高压条件,能耗高、危险性大且设备复杂,常压干燥制备工艺由于所需条件温和、设备简单,有望实现连续性规模化生产。本文结合国内外关于常压干燥制备SiO_2气凝胶复合材料的研究进展,按照颗粒、纤维等增强相的不同,对常压干燥制备SiO_2气凝胶复合材料进行综述并对其未来发展方向进行了展望。     

利用粉煤灰常压干燥合成SiO2气凝胶的研究

为了实现粉煤灰回收利用的新途径,研究了一种利用粉煤灰为硅源常压干燥合成SiO2气凝胶的工艺.通过正交实验研究粉煤灰与氢氧化钠反应生成水玻璃的最佳工艺条件;所得水玻璃溶液通过硫酸催化或树脂交换碱催化法获得水凝胶,利用三甲基氯硅烷/乙醇/正己烷对水凝胶进行改性处理,在常压干燥下制备了SiO2气凝胶.利用BET、SEM和FTIR对气凝胶的微观结构及性质进行了研究,结果表明,所得气凝胶的比表面积为362.2～907.9m2/g、孔体积为0.738～4.875cm3/g、平均孔径为7.69～24.09nm,其中树脂交换碱催化法所得气凝胶的比表面积可达907.9m2/g,孔体积达4.875cm3/g.     

Effect of Heat Treatment on Silica Aerogels Prepared via Ambient Drying

Silica aerogels were prepared at ambient drying by using ethanol/trimethylchlorosilane （TMCS）/heptane solution as pore water exchange and surface modification of the wet gel before drying. The obtained silica aerogels exhibit a sponge-like structure with uniform pore size distribution. The effects of heat-treatment on the hydrophobicity, specific surface area and other properties were investigated. The results indicated that the hydrophobicity of silica aerogels could be maintained up to 350℃. With increasing heating temperature, hydrophobicity decreased, and became completely hydrophilic after heat-treatment at 500℃. Brunaueremmitt-teller （BET） surface area results indicated that the specific surface area of silica aerogels increased with increasing heating temperature in the range of 150-500℃. The effects of heat-treatment on the morphology and chemical bonding state of silica aerogels were investigated by scanning electron microscopy （SEM）, differential temperature analysis （DTA） and Fourier-transform infrared spectroscopy （FT-IR）.     

不同环境气压下激光沉积制备锗纳米薄膜的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在不同环境压强下于室温Si衬底上沉积制备出了Ge纳米薄膜.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了环境压强对薄膜的微观结构、形貌以及膜厚的影响规律.结果表明:所制备的纳米薄膜中Ge均为晶态;随着环境压强的增大,薄膜表面由常规的量子点镶嵌结构演变为类网状结构;膜厚随着环境压强的增大而减小.     

常压制备SiO_2气凝胶的研究进展

SiO2气凝胶是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结、构成纳米多孔网络结构,并在空隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。常压干燥制备气凝胶一直是近年来的研究热点。本文综述了常压制备SiO2气凝胶的原辅料及制备工艺的研究新进展。着重介绍了硅源、酸碱催化剂种类及制备过程中水解时间、陈化、溶剂置换、表面改性、常压干燥等工艺的优化机理及发展现状。     

酚醛基碳气凝胶的常压制备及电化学应用

本研究利用线性酚醛树脂体系,以溶胶-凝胶法在常压条件下制得有机气凝胶,并进一步碳化制备出碳气凝胶.研究发现,该碳气凝胶经过KOH活化后,具有微/介/大孔的分级孔结构,且比表面高达2091.87 m2·g-1.对材料进行电化学性能研究发现,其在1 A·g-1电流密度下,比电容为282.3 F·g-1.在600 W·kg-...     

TiO2-SiO2纳米多孔材料常压干燥制备

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得了TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅(TMCS)/乙醇(EtOH)/己烷(Hexane)溶液对湿凝胶进行改性,再经常压干燥制备了TiO2-SiO2纳米多孔材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收光谱(FTIR)和N2吸附/解吸法对纳米多孔材料的形貌和性质进行了分析.结果表明,所制备的TiO2-SiO2纳米多孔材料为轻质块状固体,具有连续多孔结构,密度为0.14～O.25g/cm3,孔隙率为88.6%～93.6%,比表面积为716.8～802.7m2/g.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,n(Ti):n(Si)=1:3的样品吸附率最高,20h时达到86%,n(Ti):n(Si)=1:2的样品光催化降解率最高,10h时可达到94%.