纳米纤维基气凝胶在空气过滤领域应用的研究进展

为促进三维纤维空气过滤材料的发展,针对现有二维纳米纤维滤材堆积结构不可控、容尘量小和稳定性差等问题,通过分析国内外相关文献,系统介绍了纳米纤维基气凝胶的基本特点、制备方法和功能修饰,归纳总结了现阶段天然高聚物和合成高聚物两大类纳米纤维基气凝胶在空气过滤领域的应用研究,阐述了纳米纤维基气凝胶可作为过滤器核心介质的优势,分析了气凝胶结构和聚合物功能化技术对过滤材料综合性能的影响。指出当前纳米纤维基气凝胶滤材在实际应用中面临的问题,提出应重点提高材料的过滤性能和循环使用性,强化对不同空气污染物的过滤或吸附能力等。     

纳米芳纶气凝胶纤维的制备与微观结构调控

针对目前气凝胶纤维力学强度不高的问题,以对位芳纶为原料制备了纳米芳纶分散液,通过湿法纺丝、溶剂置换、冷冻干燥工艺制备了纳米芳纶气凝胶纤维,并通过调节溶剂置换浴中叔丁醇与水的比例,对气凝胶纤维的微观结构进行调控。结果表明:调节溶剂置换浴可使气凝胶纤维具有良好的成形性,当溶剂置换浴中叔丁醇和水的体积比为1∶1时,气凝胶纤维内部呈蓬松网状结构,其比表面积可达165.4 m2/g,断裂强度为4.8 MPa;随着水的比例的增加,气凝胶纤维比表面积下降,力学强度增加;当以水为置换液时,纳米芳纶整齐取向排列,气凝胶纤维的断裂强度可达328.7 MPa。     

静电纺纳米纤维在界面太阳能蒸汽转化应用中的研究进展

静电纺纳米纤维因其具有高比表面积、孔隙结构可控等优点而被用作界面太阳能蒸汽发生器基底,然而由于其力学性能不足、与光热材料的结合力差等限制了其长足发展。为此,介绍了静电纺纳米纤维的特点及其与光热材料结合的主要方式,包括表面修饰、共混纺丝、Janus纳米纤维膜以及三维纳米纤维气凝胶,对其原理、性能和工艺方法等进行系统性概述;并在此基础上展望了该研究领域的未来发展趋势,以探索静电纺纳米纤维在光热能源领域中广泛应用的方法。研究认为,加强静电纺纳米纤维与光热材料结合力并赋予其抗菌、自清洁等多功能性,是提高太阳能蒸汽发生器持久使用的一大方法,探寻简易的制备方法和开发低成本材料高性能太阳能蒸汽发生器是未来的发展重点。     

芳纶/气凝胶复合材料制备及其性能研究

用芳纶沉析纤维与芳纶短纤采用湿法抄纸制得芳纶纸,再加入疏水Si O2气凝胶制备了芳纶/气凝胶复合材料,并测试了芳纶纸和芳纶/气凝胶复合材料的相关性能。结果表明:当芳纶沉析纤维/芳纶短纤质量混比为60∶40时,芳纶纸的力学性能较优;芳纶/气凝胶复合材料的断裂强度和伸长率均随气凝胶含量的增加而减小,但当气凝胶质量分数为1%时,芳纶/气凝胶复合材料的断裂强度和伸长率保持率在85%以上,可有效保证其使用性能;芳纶/气凝胶复合材料比芳纶纸具有更好的耐热性能。     

SiO2气凝胶/芳纶非织造布复合织物的防护功能

为研究SiO₂气凝胶对芳纶非织造布抗压、阻燃防护功能的影响,以芳纶非织造布为骨架材料,将SiO₂气凝胶施加到芳纶非织造布表面,制备出SiO₂气凝胶混杂芳纶非织造布防护材料。通过扫描电子显微镜对其结构形貌进行表征,借助万能材料试验机对其抗压性能进行分析,最后利用热常数分析仪和火焰手系统,测试并评估了制备的防护材料的阻燃隔热性能。结果表明:SiO₂气凝胶以不同大小的块状、颗粒状填充进入芳纶非织造布纤维间的空隙;SiO₂气凝胶可增强芳纶非织造布的抗压性能,且降低其导热系数;混杂SiO₂气凝胶后芳纶非织造布总的吸收能量值降低,说明SiO₂气凝胶可明显增强芳纶非织造布的热防护效果。     

基于芳纶纳米纤维的芳纶纳米纸结构与性能研究进展

芳纶纳米纤维和芳纶纳米纸作为近年来开发的新型先进纳米材料,其应用研究已成为国内外高分子纳米纤维领域的研究热点与发展趋势之一。本文对比分析了基于芳纶纳米纤维的芳纶纳米纸与传统芳纶纸在制备方法、纸张结构、光学性能、机械性能、耐温性以及绝缘性能方面的差别,探讨了芳纶纳米纸在大规模、低成本制备及应用可能存在的问题,指出了芳纶纳米纸未来发展面临的挑战与展望。     

气凝胶材料在消防服中的应用研究进展

为了促进气凝胶材料在消防服领域的应用,提升消防服的综合服用性能,从而推动新型消防服的开发,评估了近年来气凝胶材料应用于消防服的优缺点。分析了气凝胶材料的热学性能,包括隔热性能和热稳定性;从作为涂层材料和直接嵌入多层织物系统2个方面,综述了其在消防服中的应用及研究现状,分析了气凝胶型消防服热防护性能和热湿舒适性能的优劣。最后归纳了气凝胶材料在应用过程中存在的问题,并展望了其未来的应用方向,指出热防护与热舒适的平衡、气凝胶力学性能和热稳定性的提升、气凝胶复合材料的开发与应用有望成为今后的研究趋势。     

碳纳米管质量分数对纳米芳纶复合气凝胶纤维电磁屏蔽性能的影响

为了研究碳纳米管(CNTs)的质量分数对纳米芳纶(ANF)复合气凝胶纤维的电磁屏蔽性能的影响。将CNTs与ANF分散在通过二甲基亚砜(DMSO)中,改变CNTs与ANF的比例。对复合气凝胶纤维的力学性能、导电性能、微观形貌、 X射线光电子能谱、红外光谱、热失重等性能进行测试,确定实验范围内的CNTs的最佳参数。结果表明：当CNTs在分散液中的质量分数达到25%时,复合气凝胶纤维的电磁屏蔽效能达到-18 dB。CNTs/ANF复合气凝胶纤维可以屏蔽80%的电磁波,满足工业要求。     

气凝胶纤维制备方法及应用研究

气凝胶具有密度低、孔隙率高和比表面积大等优点,可广泛应用于隔热、保温、水修复、空气净化和药物运输等领域。气凝胶通常以粉末或块体存在,关于气凝胶纤维状的研究还比较少,这主要是因为气凝胶纤维制备复杂,且机械性能差。因此,开发制备简单、力学性能优异的气凝胶纤维具有重要意义。文章对近些年国内外制备气凝胶纤维的工作进行了总结,阐述了气凝胶纤维四种主流制备方法的制备过程,还探讨了气凝胶纤维的相关应用,最后提出了相应的展望。     

芳纶纳米纤维及其复合材料研究进展

综述了近年来芳纶纳米纤维的制备方法和国内外研究进展,重点阐述了碱/二甲基亚砜化学裂解法制备芳纶纳米纤维的原理和应用优势;归纳了芳纶纳米纤维在高强高韧材料、过滤材料、透明材料、电池材料、电磁屏蔽材料、隔热材料和电加热材料方面应用的研究进展,并对芳纶纳米纤维未来的研究方向进行了探讨和展望。     

气凝胶用于环境净化的研究进展

气凝胶是一种具有超低密度、高孔隙率、高比表面积的三维网络结构材料,因其优异的物理特性在诸多领域均有广阔的应用前景。文章综述了气凝胶的制备方法以及各类气凝胶于环境净化领域的研究应用现状,分析了气凝胶材料发展中存在的问题,并展望了气凝胶材料在环境净化领域的未来发展方向。     

纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附分离应用研究进展

纤维素基功能材料的产业化是传统造纸行业转型升级的重要发展方向。纳米纤维素基气凝胶是一种基于纳米纤维素制备而成的轻质固体材料,具有孔隙率高、比表面积大、低密度和可生物降解等优点,在吸附分离领域有广泛的应用。本文对纳米纤维素基气凝胶的制备方法进行了总结,探讨了制备过程对纳米纤维素基气凝胶结构的影响,综述了纳米纤维素基气凝胶在吸附分离领域中的应用进展,并展望了其应用前景。     

生物质基柔性气凝胶的制备及应用

气凝胶是一种新型多孔材料,具有许多优异的性能.无论是有机的、无机的还是混合的气凝胶,都被证明具有生物相容性.基于独特的三维网状结构和优异的力学性能,以气凝胶为基础合成的材料在建筑学和医学等领域引起了广泛的关注.本文综述了气凝胶材料的一般特性及合成方法,重点介绍了生物质基柔性气凝胶的制备及应用.     

柳絮纤维的研究现状与展望

柳絮通常被视作废弃物,但其实质为优质的生物质资源.从柳絮纤维的微观结构出发,针对柳絮纤维质轻、截面中空、表面褶皱、孔隙多等特点,介绍了柳絮纤维在电极材料、重金属吸附、纳米气凝胶、CO2捕获和吸油材料等领域的研究现状及应用展望.     

芳纶纳米纤维基导电复合材料的发展与应用

以芳纶纳米纤维为基底的导电复合材料既保留了原始导电材料的电学性能,又提高了复合材料的机械性能和热稳定性,为导电材料的多功能性提供新的思路。本文主要介绍芳纶纳米纤维的制备方法及其与不同导电材料结合制备导电复合材料的研究进展,并总结了其在电磁屏蔽、超级电容器、压力传感器及氧还原电催化领域的应用。     

气凝胶保暖服装面料湿舒适性的研究

气凝胶是一种纳米多孔固体材料,在其纳米量级的孔隙中充满了气态分散介质,具有孔隙率高、导热系数低等特点,是理想的服装保暖材料.为探究气凝胶保暖服装面料的湿舒适性,本文对其组成部分,即气凝胶层片以及絮片的回潮率、透湿率进行了测试分析.试验结果表明,通过在气凝胶层片上扎孔增加其孔隙率或选择合适的纤维絮片材料与之复合,可提升气...     

阻燃纤维素气凝胶研究进展

纤维素作为天然高分子材料一直受到研究人员的广泛关注。其中,纤维素气凝胶凭借其可生物降解性、多孔性等特点,在阻燃隔热等领域展现出应用潜力。本文介绍了纤维素气凝胶的特点及制备方法,并对不同阻燃纤维素气凝胶的阻燃原理、优缺点和研究现状进行了详细综述。最后对阻燃纤维素气凝胶现有难点和发展前景进行了展望,提升阻燃效果和探索绿色、经济、可连续的生产方法是今后阻燃纤维素气凝胶重要的研究方向。     

纤维素纳米纤维/纳米蒙脱土复合气凝胶制备及其结构与性能

针对纤维素纳米纤维(CNF)气凝胶易燃、强力低等问题,利用纳米蒙脱土(MMT)共混改性纤维素纳米纤维,基于冷冻干燥的方法制备阻燃隔热的CNF/MMT复合气凝胶。研究了MMT质量分数对CNF/MMT复合气凝胶形貌结构、压缩性能、热稳定性、热导率和阻燃性能的影响。结果表明:MMT的引入使气凝胶具有更加紧密的片层结构,气凝胶力学性能、热稳定性和阻燃性能得到改善;在MMT质量分数为50%时,CNF/MMT复合气凝胶的表观密度最大且仅为0.016 8 g/cm³,应变为10%的应力最大为12.45 kPa,应变为70%的应力最大为77.93 kPa,导热系数最大为 0.04 W/(m·K); 气凝胶中MMT质量分数不低于42.9%时,复合基气凝胶的极限氧指数得到明显提升。     

纳米纤维基催化材料的制备及其在环境领域中的应用研究进展

纳米粒子催化剂具有优异的催化活性,但在使用时其易团聚且回收较为困难。鉴于此,以纳米纤维为载体,将纳米粒子催化剂负载于纳米纤维上制得纳米纤维基催化材料,从而有效解决了纳米粒子催化剂的回收难题。为更好了解纳米纤维基催化材料的制备及应用研究进展,综述了近年来纳米纤维基催化材料的制备方法和工艺流程,介绍了纳米纤维基催化材料在催化染料降解、有机物降解、重金属离子还原等领域的应用研究进展。最后指出：纳米纤维基催化材料具有催化活性高、催化剂易回收等优点,但仍存在力学性能差和制备效率低的缺点,尚无法满足大规模实际应用;为满足实际应用,提高纳米纤维基催化材料力学性能,寻求批量化制备工艺,是未来研究的重点。     

冷冻干燥法制备淀粉气凝胶及其疏水改性研究

利用溶胶-凝胶-冷冻干燥技术制备了淀粉气凝胶材料，测试并分析了淀粉种类及直链/支链比例对气凝胶材料形貌、密度、收缩率、孔隙结构以及隔热性能的影响。优选出木薯淀粉为最适宜制备隔热气凝胶材料的原料，其所制备的气凝胶具备大孔、介孔及部分片层结构，密度低至0.094 g/cm³,孔隙率高达88.63%,导热系数低至0.043 W/(m·K),具有优良的保温隔热性能。通过一步法制备柠檬酸交联改性木薯淀粉气凝胶，以甲基三甲氧基和十六烷基三甲氧基硅烷包覆疏水纳米SiO₂制备疏水溶液，然后制备加入交联剂和自制硅烷疏水溶液的改性木薯淀粉气凝胶。扫描电镜测试结果表明，制备的改性气凝胶材料具有更加坚实的网络结构和致密的孔隙。导热系数测试结果表明，改性木薯淀粉气凝胶导热系数低至0.048 W/(m·K)。接触角测试结果表明，水滴滴入立即测量接触角达139.5°,5 min后测量接触角仍有129.5°,且表面和内部均有疏水效果。改性气凝胶具有优良的保温隔热以及疏水性能，其在食品保温材料领域具有广阔的应用前景。