SiO2气凝胶的制备及其在隔热涂层织物中的应用

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂,通过溶胶-凝胶法,采用常压干燥工艺制备疏水改性SiO2气凝胶,并应用于隔热涂层织物的制备.研究TEOS、H2O、EtOH物质的量比,pH,TEOS、TMCS物质的量比对气凝胶密度和导热系数的影响,优化工艺条件;采用SEM、全自动比表面积与孔径分析仪、水接...     

杂化壳聚糖气凝胶的制备及其疏水改性

以壳聚糖为骨架材料,水为溶剂,掺杂锂皂石/氧化石墨烯复合物,采用溶胶凝胶、冷冻干燥法制备了杂化壳聚糖气凝胶,接着采用六甲基二硅胺烷对气凝胶进行疏水改性。结果表明:当复合物掺杂含量为20%时,气凝胶比表面积达到84m2/g;SEM测试结果表明,样品呈现出显著的疏松多孔结构;热重测试表明,随着复合物掺杂量增加,气凝胶的起始分解温度提高,热稳定性增强;接触角测定分析表明,HMDS疏水改性气凝胶与水的接触角为124°,表现出良好的疏水性。     

纤维素基气凝胶制备及其超疏水改性研究进展

随着工业化快速发展对能源需求的急剧增加,海上输油管线的泄露溢油和工业有机废水处理故障风险提高,溢油和工业有机废水泄露给海洋水体生态系统带来了巨大危害。为了应对这一海洋生态风险,开发绿色环保、低成本、高效的原油和有机污染物清除方法和材料意义重大。采用吸附材料处理有机污染物被认为是有效的方法之一。纤维素基气凝胶具有轻质、多孔、可生物降解和环境友好等特点,对其进行超疏水改性并应用于吸附处理原油和有机污染物泄露事故,具有较好的应用前景。本文综述了纤维素基气凝胶的制备及其疏水改性方法与试剂,并对纤维素基超疏水气凝胶材料的发展进行了展望。     

ZrO2/SiO2改性隔热纤维素微纤维气凝胶复合织物的制备及其性能

为制备一种隔热的功能纺织品,分别以涤棉混纺机织物、PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布为骨架材料,将经2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化后的纤维素微纤维与Zr⁴⁺、SiO₂前体溶液的混合液浇筑到织物表面,经冷冻干燥后制备ZrO₂和SiO₂改性的隔热纤维素微纤维(CMF)气凝胶复合织物。通过傅立叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热成像仪、厚度仪、强力拉伸仪等对气凝胶复合织物进行表面形貌、化学组成、隔热性能及服用性能分析。结果表明：气凝胶复合织物具有较高孔隙率,且气凝胶层与织物表面结合良好;FTIR和XRD表明Zr和Si成功附着在织物表面构成耐高温层;随着气凝胶层厚度的增加,复合织物的隔热性能也有所提升。本文制备的气凝胶复合织物具备优良的隔热性能,且服用性能良好。     

基于SiO2-TiO2复合气凝胶制备超疏水光催化自清洁棉织物

采用水基溶胶-凝胶方法成功制备SiO2-TiO2复合气凝胶.分别通过一步浸渍法、一步喷涂法和两步法将复合气凝胶粉末与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)整理到棉织物上,得到PDMS/SiO2-TiO2整理棉织物,对整理棉织物进行了表征和分析.研究发现:不同方法得到的整理棉织物均具有优异的超疏水、光催化和抗紫外线性能;...     

淀粉基气凝胶的制备及其表征方法研究进展

淀粉基气凝胶是一种新型生物可降解材料,用于食品配料、营养素、药品的包埋与输送、包装、隔热等。淀粉基气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、优良生物活性及可降解性等特点,是优良的载体材料。根据淀粉基气凝胶的形状不同,可分为淀粉基微球气凝胶和淀粉基块状气凝胶,淀粉基微球气凝胶应用范围较广,但其制备工艺较为复杂,本文主要对其制备及影响因素进行综述,分析其特性与结构表征,为淀粉基气凝胶的高效制备、有效表征、拓展应用提供参考。     

淀粉基气凝胶的制备、改性与应用

淀粉基气凝胶是一种密度低、比表面积大、孔隙率高的三维多孔网络新型轻质材料。淀粉基气凝胶的制备过程简单、清洁,是将淀粉糊化和回生制备水凝胶后脱水干燥而得。本文探讨影响气凝胶性能的主要因素,如淀粉来源、淀粉浓度、糊化温度、回生条件和干燥方式。阐述淀粉基气凝胶的改性方法,如交联处理、复合改性、表面涂层等,以及改性后淀粉基气凝胶的应用。目前有关淀粉基气凝胶的应用研究主要围绕食品营养和生物医药方面,其在隔热材料、环境污染处理等领域存在应用潜力。本文对构建高品质的淀粉基气凝胶,拓展其应用具有重要意义。     

淀粉疏水改性及其应用研究进展

淀粉作为一种天然可再生资源,具有来源丰富、绿色安全、可再生、可生物降解等特点,天然淀粉亲水性相对较强,限制了其在很多领域中的应用,对淀粉进行疏水性改性的相关研究已成为当前国内外研究的热点.基于此背景,文章综述了采用化学、物理和生物等方法对淀粉进行的疏水性改性,并对其未来的发展进行了展望.     

超疏水弹性丝素蛋白纤维气凝胶的制备及其吸油性能

为提升丝素蛋白(SF)气凝胶力学弹性,以SF微-纳米纤维(SMNF)为前驱体,通过冷冻干燥和硅烷改性策略成功构筑了超疏水高弹性SMNF气凝胶(简称MS气凝胶),并对其微观结构和力学性能进行测试表征,系统研究了MS气凝胶的吸油性能。结果表明：MS气凝胶的网络骨架由微-纳米纤维组装而成,并具有分级多孔的胞腔结构,这赋予气凝胶超低的密度(5.36 mg/cm³)和超高的孔隙率(99.63%);此外,MS气凝胶还表现出优异的力学性能,在80%纵向压缩应变下的最大应力为15.72 kPa, 100次循环压缩后气凝胶保留了81%以上的初始相对高度。能量色散光谱和红外光谱分析证实：硅烷改性后气凝胶的表面形成了硅氧烷网络结构,使其具有超疏水特征(水接触角为150.9°);MS气凝胶对氯仿的吸收能力为188.75 g/g,并具有优良的循环使用性能。     

用SiO2/TiO2复合气凝胶制备超疏水光催化防紫外线织物

为制备一种多功能纺织品,采用溶胶-凝胶法制备SiO₂/TiO₂复合气凝胶,并将聚二甲基硅氧烷(PDMS)与SiO₂/TiO₂复合气凝胶混合后制备PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料,采用浸—轧—烘工艺将其处理到棉织物表面,同时借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪、原子力显微镜等对处理后织物进行表征,分析其超疏水性、光催化性能与抗紫外线性能。结果表明:处理后棉织物表面具有PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料所构筑的微纳米粗糙结构,PDMS/SiO₂-TiO₂复合材料已成功处理到棉织物上;处理后棉织物接触角为157.7°,紫外线防护系数值为122.47,光照4 h后对亚甲基蓝光催化降解率达到87.08%。     

SiO2气凝胶在非织造布加工中的应用

SiO2气凝胶是一种新型低密度纳米无机材料,具有比表面积大、导热率低等优良性能,已在电力、化工、建材等领域得到广泛的应用。通过涂层和浸轧的方法将纳米SiO2气凝胶应用于聚酯非织造布加工中,探讨纳米SiO2气凝胶对其力学、热学等相关性能的影响。实验表明,采用涂层或浸轧方式将SiO2气凝胶施加于聚酯非织造布上,无益于隔热效果的改善,但可以改善非织造布的机械性能,并具有一定的阻燃效果。     

疏水纳米纤维素气凝胶的制备及保温隔热性能

针对废旧纯棉织物再利用率较低的问题,以废旧纯棉织物为原料制备纳米纤维素气凝胶,并分别采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和三甲基氯硅烷(TMCS)为改性剂对气凝胶进行疏水改性。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪、表面接触角测试仪以及导热系数测试仪研究了疏水改性剂种类和添加量对气凝胶结构和性能的影响。结果显示,采用MTMS为改性剂制备的疏水纳米纤维素气凝胶的结构和性能优于TMCS。综合考虑MTMS添加量对气凝胶结构、疏水性、热稳定性和保温隔热性的影响,得出MTMS与CNF的最佳质量比为2∶1,此时疏水气凝胶的结构比较平整均匀,疏水性、热稳定性分别增加了1.22倍和1.43倍,导热系数降低了12.3%。     

疏水木质纤维气凝胶的制备及其油水分离性能

本研究以苯甲酰氯和不同碳链长度的脂肪酰氯（乙酰氯、辛酰氯和硬脂酰氯）为酯化剂、吡啶为催化剂,在二氯甲烷中对大豆茎秆气凝胶进行疏水改性,并对气凝胶的羟基取代度（DS）、多孔结构、压缩强度、水接触角（CA）、油水分离效果及循环使用性能进行探究。结果表明,疏水酯化后气凝胶的孔隙率减少,导致其吸油倍率略微降低,但压缩强度和CA显著增加。乙酰氯改性气凝胶的DS值较高（1.07）,但疏水效果不佳;空间位阻和共轭效应使得苯甲酰氯改性气凝胶的DS值较低（0.58）,CA仅为91°,但压缩强度显著提高,为855 kPa;辛酰氯和硬脂酰氯改性气凝胶的DS值分别为0.88和0.64,CA分别为123°和144°,具有良好的油水分离效果和循环使用性。     

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。     

干燥方法对木薯淀粉基碳气凝胶制备和吸附性能的影响

为研究干燥方法对淀粉基碳气凝胶的结构及吸附能力的影响,以木薯淀粉为碳源,采用常压干燥和冷冻干燥制备气凝胶,再将其高温碳化制备相应的碳气凝胶。利用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜和全自动物理/化学吸附仪对所制备的淀粉基气凝胶和碳气凝胶进行表征,并考察了淀粉基碳气凝胶对阳离子染料的吸附能力。研究结果表明,2种干燥方法制备的淀粉基气凝胶化学结构与晶体结构基本相同,但采用冷冻干燥制备的淀粉基气凝胶（SA-FD）成孔数量更多,所对应的淀粉基碳气凝胶（SCA-FD）具有更大的比较面积（887.4 m2/g）、孔容积（0.444 cm3/g）和更强的阳离子染料吸附能力,与常压干燥法相比更具优势。     

PP/SiO2和PET/SiO2复合气凝胶的制备及性能研究

为改善传统SiO2气凝胶脆性较大和易碎等缺陷,选取聚丙烯(PP)针刺非织造布和涤纶(PET)吸声棉非织造布作为增强体,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步法和溶胶-凝胶法,以三甲基氯硅烷(TMCS)为疏水改性剂,再通过常压干燥法制备PP/SiO2和PET/SiO2复合气凝胶.对SiO2复合气凝胶的微观形貌结构及...     

基于疏水型二氧化硅气凝胶制备无氟自清洁超疏水棉织物

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为硅源,水为溶剂,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下,通过溶胶-凝胶反应,并采用环境压力干燥法(APD)制备了超疏水二氧化硅气凝胶.将二氧化硅气凝胶粉和聚二甲基硅氧烷(PDMS)通过喷涂法整理到棉织物上,分别采用扫描电镜、红外光谱仪、接触角测量仪对整理棉织物的结构、形貌和疏...     

冷冻干燥法制备纳米氧化镁条件的研究

较详细地介绍了以卤水和工业氨水为原料，以冷冻干燥法制备纳米氧化镁的方法，对其影响条件作了研究，并对产品作了表征。结果表明，冷冻干燥法能有效地改善凝胶干燥过程中粒子间的团聚性能，制备出的纳米氧化镁粒子的平均粒径为20nm，粒子分布均匀，分散性好。     

二氧化硅气凝胶填充蔺草纤维复合材料的制备及其热隐身性能

天然蔺草纤维具有良好的物化性能和独特的中空多髓结构,被编织为草席、榻榻米等家居产品使用。然而,蔺草纤维木质素含量较高导致柔韧性较差,并且其官能团种类较少导致功能欠缺,限制了它的进一步应用。采用亚氯酸钠和冰醋酸混合溶液对蔺草纤维进行预处理,得到脱木质素蔺草纤维(CTFs),随后通过溶胶-凝胶法在CTFs内部生长二氧化硅气凝胶,制得二氧化硅气凝胶/蔺草纤维(SiO₂/CTFs)。进一步通过真空浸渍的方式制得聚乙二醇/二氧化硅气凝胶/蔺草纤维复合材料(PEG/SiO₂/CTFs)。对纤维复合材料的形貌、结构、物化性能进行表征,并探究纤维复合材料的隔热和热隐身性能。结果表明：由于二氧化气凝胶具有较好的隔热性能,SiO₂/CTFs材料的隔热性能进一步提高,导热系数低至0.039 W/(m·K),隔热能力比CTFs提高了71.7%,比表面积最大可达270.01 m²/g,比CTFs提高了37.8倍;由于PEG的出色的储热能力以及吸收红外热辐射的功能,故PEG/SiO₂/CTFs具有明显的红...     

不同淀粉基气凝胶的制备及其结构表征

为探究不同来源淀粉基气凝胶的微观结构及物理性能,采用扫描电子显微镜、全自动比表面及孔径分析仪、X射线衍射仪和质构仪等,对大米、豌豆、马铃薯和玉米淀粉气凝胶的微观形貌和功能特性进行表征。结果表明,4种淀粉气凝胶均具有较低的密度与较高的孔隙度,通过扫描电子显微镜观察大米淀粉气凝胶为片状排列结构,豌豆和马铃薯淀粉气凝胶为多孔结构,孔径分布不均匀,且部分区域孔壁过厚,而玉米淀粉气凝胶呈现良好的三维空间网络结构。4种淀粉气凝胶平均孔径相差不大,主要分布于5～13 nm附近,比表面积存在差异,其中豌豆淀粉气凝胶最小(0.330 m²/g),玉米淀粉气凝胶最大(0.562 m²/g)。X射线衍射结果显示,4种淀粉糊化回生后结晶度均有所降低,玉米淀粉结晶度降低最大,由30.71%降至8.13%。经溶解性和力学性能比较分析,玉米相较于豌豆、马铃薯淀粉气凝胶的溶解度和吸水率最高,承受的应力最大,杨氏模量为6.233 MPa,具有较强的抵抗形变能力,为性能优良的淀粉基气凝胶材料。