耐高温氧化铝气凝胶研究进展

在众多气凝胶中,氧化铝气凝胶不仅热导率低,而且高温稳定性好(长期使用温度高达950℃),在高温催化、高温隔热等领域是一种理想的材料。但在工作温度超过1000℃时,氧化铝气凝胶的使用受到限制。简要介绍了氧化铝气凝胶的制备工艺,分析了氧化铝气凝胶的失效理论,并对其耐高温性能的改善进行了探讨。     

掺杂TiO2对硅气凝胶高温绝热性能的影响

以TiO2作为红外遮光剂,采用溶胶凝胶工艺,研究了遮光剂添加量、超声功率和时间、pH值等对硅气凝胶性能的影响,从而制备出具有高温绝热性能的硅气凝胶。利用扫描电子显微镜(SEM),BJH比表面积及孔结构测定,红外线光谱分析仪(FT-IR)等手段对所得样品进行表征。结果表明:当TiO2掺量为5%时,表观密度为0.122g/cm3,比表面积497.23m2/g,平均孔径24.8nm,孔隙率高达95%。     

氧化铝气凝胶的合成与性能

氧化铝气凝胶具有大比表面积、高孔隙率以及比氧化硅气凝胶更优异的热稳定性, 在高温隔热和催化领域有广阔的应用前景, 但其复杂的合成工艺和较低的强度限制了其应用。本文首先介绍氧化铝气凝胶合成工艺, 指出溶胶-凝胶过程中存在的问题, 不同干燥方式的特点以及最新发展的干燥工艺; 然后介绍了近年来氧化铝气凝胶在比表面积、热稳定性、强度、导热系数等性能改善方面所取得的代表性研究成果; 最后介绍了氧化铝气凝胶在高温催化、隔热领域的应用, 并展望了未来氧化铝气凝胶的发展方向以及应关注的问题。     

掺杂锶对莫来石光谱特性的影响

采用高温固相法合成了Eu激活的掺杂锶的莫来石发光材料.通过XRD分析合成后样品的组成.利用荧光分光光度计测量激发光谱和发射光谱并分析发光机理.结果表明,纯莫来石的激发光谱为位于300nm的单峰,对应Eu3+的7F0-5H3跃迁,而掺杂锶后所得激发光谱主峰分别位于260和328nm,为典型的宽波段双峰结构,分别来自于Eu2+的4f7(8S)→4f65d1(t2g)和4f7(4S)→4f65d1(eg)跃迁.机理分析表明,掺杂Sr形成的SrAl2Si2O8中,Sr2+占据Al3+位置后导致出现负电空位,经基质作用传递给Eu3+,使Eu3+还原为Eu2+,使体系出现Eu2+的特征发光.     

耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化铝气凝胶是一种高孔隙率、低密度、高比表面积、耐高温和低热导的纳米多孔材料,在高温隔热领域(如航天飞行器热防护系统、工业窑炉保温材料等)具有广阔的应用前景.但是,纯氧化铝气凝胶因耐温性(1000℃以上)、力学性能和高温隔热性能相对较差难以直接应用,需要引入增强相和遮光组分制备成气凝胶复合材料以进行改善.本文对耐高温氧...     

氧化镧掺杂氧化铝的高温物相转变

本文以碳酸钠和氯化铝为原料,采用沉淀法制备活性氧化铝,对氧化镧改性的氧化铝的高温相变过程进行了研究。运用差热分析法对样品进行热分析,运用XRD和TEM进行物相分析和形貌表征。结果表明:掺杂的镧能够有效的抑制氧化铝在升温过程中的相变,同时能够抑制氧化铝粉体的团聚,保持其高比表面积。     

轻质高效保温材料掺杂硅气凝胶

利用正硅酸甲脂（ＴＭＯＳ）为原料的溶胶－凝胶过程，摸索了不同反应条件下形成凝胶的规律，并选用ＴｉＯ２粉末及玻璃纤维作为掺杂剂，采用超临界干燥处理制备出掺ＴｉＯ２的硅气凝胶，通过对红外光谱以及不同温度和气压条件下热导率的测量，讨论了不同成份配比以及相应的热传输过程对材料热导率的影响。结果表明，密度为２６０ｋｇ／ｍ＾３的掺杂硅气凝胶在８００Ｋ时的热导率为０．０３８ｗ／ｍ．ｋ，是一种新型的轻质高效保温材     

氧化铝气凝胶隔热材料的制备和热学性能

以仲丁醇铝为前驱体,以硝酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在室温条件下制备出半透明且无明显裂纹的块体氧化铝气凝胶,密度为120 kg/m~3。用场发射扫描电镜、HotDisk热分析仪、孔径分布仪、X射线衍射仪以及FT-IR红外光谱仪表征了氧化铝气凝胶的结构和热学性能,并根据气凝胶的微结构解释了传热机制。结果表明:所制备的气凝胶是一种多晶勃姆石相明显的纳米多孔材料,具有由球状颗粒组成的多级孔洞纳米网络结构。这种多级结构极大降低了气凝胶的热传导,其常温热导率低至0.020 W/m·K。     

聚合物结构对凝胶聚合物电解质热稳定性的影响

为探索聚合物结构对相应凝胶电解质稳定性，特别是中低温热稳定性的影响，本研究对于丙烯碳酸酯／高氯酸锂分别与PMMA、PMA、丁腈胶以及PVDF制备的凝胶电解质，进行了热失重和等温热失重的研究。结果表明，由PMMA和PMA形成的凝胶电解质的热稳定性都较好，优于丁腈胶为基材的体系。由PVDF形成的凝胶电解质由于不断晶化，导致对电解液的保持能力欠佳，用添加PMMA的方法改善了其热稳定性。     

自蔓延高温合成La-Zn掺杂锶铁氧体改性研究

采用高温自蔓延(SHS)方法制备了化学组成为Sr1-xLaxFe12-xZnxO19(x=0～0.4)的La-Zn联合掺杂的锶铁氧体,并研究了晶体结构与离子掺杂量对铁氧体磁性能的影响.根据相关的热力学数据,分析了合成过程中产生不同氧化物杂质的热力学机制,结果显示,通过合适控制反应体系中的Fe粉含量,可以合成单一的M型铁氧体相.SEM表明SHS方法制备的样品比传统方法制备的样品结晶更完整,粉体颗粒呈明显的六角平板状,颗粒尺寸基本分布在0.5～1.2 μm之间.La3 ,Zn2 的加入能够明显地提高试样的综合磁性能,相比于未掺杂的试样,在未取向情况下其剩磁提高了14.4%,Hcb提高了15.3%,(BH)m提高了30.7%,并且与传统制备方法相比,采用SHS方法获得的样品的内禀矫顽力Hcj提高尤为明显,最高可达322kA/m.     

碳/掺杂碳气凝胶及其研究进展

经溶胶-凝胶、超临界干燥和高温碳化过程制备的碳气凝胶及通过掺杂获得的掺杂碳气凝胶是一种新型的轻质纳米多孔材料,具有许多优异的性能和广阔的应用前景.介绍了溶胶-凝胶法的反应机理,综述了碳/掺杂碳气凝胶的制备方法、发展现状,指出了目前存在的问题并提出了新的可行的制备掺杂碳气凝胶的方法.     

反应物结构对酚醛凝胶及其气凝胶的影响

为研究反应物酚与醛的结构对酚醛凝胶过程及其气凝胶结构的影响,采用不同的酚与醛制备出了多种气凝胶。研究了反应物结构对凝胶过程的影响,并通过扫描电镜和孔径分析仪等仪器详细研究了气凝胶的结构。结果表明,酚醛反应的凝胶时间受反应物的活性及位阻效应共同影响,反应体系选择不当可能导致无法凝胶。采用不同的酚-醛体系,所得气凝胶结构也...     

Co-Mn掺杂碳气凝胶的制备与性能

为探究不同碳化温度对Co-Mn掺杂碳气凝胶（Co-Mn/CA）电催化析氢性能的影响,以资源丰富且可再生的木质纤维素为碳源、四水乙酸钴为钴源、四水乙酸锰为Mn源,通过水热法制备出Co-Mn/CA。研究发现,纤维素气凝胶碳化后表面形貌发生改变,由片层结构转变为多孔结构,使其活性位点数量增多,电催化析氢活性增加。通过XRD和N₂吸-脱附对其结构进行了表征处理分析,结果表明,经碳化处理后的CA产物以无定型碳为主,经900℃碳化处理后的CA（CA-900）比表面积和总孔隙体积均为最大,分别为958 m2g-1和0.33 cm3·g-1。电化学性能测试表明,Co-Mn/CA-900表现出最好的电催化析氢反应（HER）催化活性,在1 mol/L KOH电解液中、50 mA·cm-2的电流密度下,具有175 mV的过电势,经过10 h的计时电位测试,压降仅为7%,表现出较好的电催化析氢稳定性。      

退火温度对氢掺杂AZO薄膜热稳定性的影响

利用直流磁控溅射方法低温沉积了氢掺杂AZO(H-AZO)薄膜,研究了不同退火温度下H-AZO薄膜的电学、结构和光学性能的变化。结果表明,300℃退火时,H-AZO薄膜的电阻率和光学带隙不变。而400℃退火时,薄膜电阻由4.7×10^-4升高到1.43×10^-3Ω·cm,并且光学带隙减小。由于300℃退火时H-AZO薄膜的热稳定性好,将其用作低温制备薄膜太阳电池的透明导电膜具有很好的发展潜力。     

钯掺杂碳气凝胶的制备及表征

采用溶胶-凝胶合成、离子交换、溶剂交换、CO2超临界干燥技术制备了2,4-二羟基苯甲酸钯-甲醛有机气凝胶,并经1050℃高温碳化处理得到其碳气凝胶,获得了最高理论密度为21%、最低理论密度为2%的气凝胶,发现随着溶液浓度的降低和酸性的增强,气凝胶的凝胶时间延长.采用热重分析、扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱对样品进行了分析,观察了掺钯前后其断面形貌,掺钯后碳气凝胶中除具有碳的微晶外,还具有明显的晶体峰.     

V掺杂对Ni-Co-S/细菌纤维素基碳气凝胶电催化性能的影响

本研究以细菌纤维素基碳气凝胶(CA)为载体材料,通过水热法制备了Ni-Co-S/CA复合气凝胶,掺入钒元素调控材料的微观结构和性能。研究结果表明:Ni-Co-S的主要物相为NiCo2S4,次相为NiS2。随着镍钴盐浓度的增大,负载量增加,电催化峰电流密度先升后降。当镍钴盐浓度较低时,掺微量钒后, Ni-Co-S从结晶度较高的球形颗粒转变成低结晶度的方形微粒,电催化活性和稳定性都得到改善。在0.01 mol/L镍钴盐溶液中掺入3mol%V,制备的电极对甲醇具有最优的催化氧化性能,与不掺V的样品相比,其峰电流密度(78.18mA/cm2)提升了至少45.7%。Ni-Co-S/CA复合气凝胶电极具有轻质、高孔隙率等优点,有望用于便携式直接甲醇燃料电池。     

掺杂对锶铁氧体基复合材料吸波特性的影响

将锶铁氧体、铁砂、混合稀土加工成基础材料,通过掺入一系列的不同类型的吸收介质制成复合电波吸收材料,在8-18GHz频段内测其吸波特性.实验结果表明,在基础材料中掺入Cu粉,使吸收峰移向低频,匹配厚度变大.在基础材料中同时加入MnZn铁氧体,最大衰减量明显增加,-10dB带宽无明显变化.同时掺入几种不同类型的吸收介质,产生了部分的累积效果.     

改性剂对二氧化硅气凝胶性能的影响

本文以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过酸碱两步溶胶-凝胶法,常压干燥制备疏水性SiO2气凝胶。研究了两种改性剂(三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷)对二氧化硅气凝胶结构和性能的影响。对制备的气凝胶样品进行表面微观形态分析、热重差热分析、傅里叶红外分析以及比表面积分析。结果表明,通过改性制备的样品具有较好的性能,使用六甲基二硅氮烷改性得到的SiO2气凝胶密度为0.204g/cm3,接触角为128°,BET比表面积为973m2/g,平均孔径7.57nm;使用三甲基氯硅烷改性得到的SiO2气凝胶密度为0.115g/cm3,疏水性优良,接触角为158°,BET比表面积为1067m2/g,平均孔径13.40nm。综合考虑各种因素,采用TMCS进行改性制备得到的SiO2气凝胶综合性能更加优异。     

磁场对聚苯胺结构、掺杂行为及热稳定性的影响

在恒定磁场(0.8T) 和无磁场环境下,采用化学氧化聚合法合成了分别用磺基水杨酸(SSA)、对甲基苯磺酸(TSA)以及用十二烷基苯磺钠/盐酸(SDBS HCl)掺杂的聚苯胺盐,并采用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X粉末衍射(XRD),热重分析(TGA)等手段研究了磁场对聚苯胺结构、掺杂行为及热稳定性的影响.结果表明在合成聚苯胺的过程中,作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠在无机酸存在条件下转变成十二烷基苯磺酸并与无机酸共同掺杂进入聚苯胺链;磁场环境下合成的聚苯胺盐比无磁场下合成的聚苯胺盐的链更加规整,热稳定性更好,掺杂程度以及结晶性能也有所提高;从红外光谱分析中可知,磁场取向作用使分子链更加伸展,分子链离域程度更大,但磁场没有明显地改变聚苯胺的基本单元结构.     

掺杂六钛酸钾晶须SiO_2气凝胶复合材料的研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源,在溶胶-凝胶过程中添加六钛酸钾晶须制备SiO2复合凝胶,通过表面改性和超临界CO2干燥技术获得了大块无裂纹的SiO2气凝胶复合材料。由分析可知,SiO2溶胶的凝胶时间与溶胶体系酸碱性有密切关系,而掺杂不同含量的六钛酸钾晶须对凝胶时间无显著影响;用红外光谱(FT-IR)、BET技术等进一步对其表征,结果表明,制备的样品密度范围为0.20g/cm3~0.29g/cm3,经过疏水改性后,气凝胶表面存在大量憎水基团。BET检测显示,SiO2气凝胶复合材料比表面积达到700m2/g以上,平均孔径为18nm左右,是一种轻质纳米多孔材料。