C-S-H凝胶的制备与性能研究

利用水热合成法制备了C-S-H凝胶,重点研究了不同的制备工艺、原材料与钙硅比对C-S-H凝胶结构的影响。经过详尽的X衍射(XRD)与核磁共振(NMR)分析表明,制备的样品都具备C-S-H凝胶的峰型特征;活性反应法相对于沉淀反应法制备的C-S-H凝胶层间距小、聚合度低;证实了C-S-H凝胶的层状结构,且层间距随钙硅比的增大而减小;Q~2/Q~2值与直链平均长度随钙硅比的增大而减小。     

水热法与溶胶-凝胶法复合制备锂离子筛前驱体膜

以表面孔径为0.1μm的α-Al2O3陶瓷管为支撑载体,以硝酸锰和硝酸锂为主要原料,先采用水热法进行预成膜,再采用溶胶-凝胶法复合制备膜状含锂锰氧化物,利用XRD和SEM对合成产物进行表征,并进行单一气体渗透性能测试.结果表明,合成产物为膜状的锂离子筛前驱体LiMn2O4;膜的表面连续致密,没有明显的晶间孔和裂缺,膜厚度约为1 μm;室温下膜对H2的渗透率为1.09×10-6mol·s-1·m-2·Pa-1,H2/N2的理想分离因数达3.63,具有较好的选择分离性.研究结果为基于锂离子筛膜的连续化海水提锂技术开发提供了材料支撑.     

基于分子动力学的C-S-H凝胶性能研究进展

分子动力学是水泥基材料原子级尺度研究的基本方法之一,在混凝土的精细化设计中具有重要应用.C-S-H凝胶是水泥的主要水化产物,决定硬化水泥基材料的宏观性能.本文详细阐述了C-S-H凝胶分子结构模型和分子动力学力场的常见类别(这是决定模拟准确性的关键因素),探讨了C-S-H凝胶分子动力学模型与宏观性能的关系,总结应用分子动力学研究C-S-H凝胶的相关研究进展.本文对在工程应用中提升水泥基材料物理化学性能具有指导意义.     

三元FeCl3-AlCl3-GIC的制备及其插层反应过程的研究

采用混合熔融盐法制备以天然鳞片石墨作宿主、以FeCl3和AlCl3为插层剂的GIC。通过考察反应温度、碳与金属氯化物的摩尔比以及保温时间对产物阶结构的影响，探讨了FeCl3和AlCl3在石墨层间的插层反应过程。实验结果表明：调节和控制插层反应条件，可以得到一阶FeCl3-GIC和一阶AlCl3-GIC相对含量不同的三元FeCl3-AlCl3-GIC。插层过程中存在通过生成中间产物AlFeCl6，以FeCl3逐渐替换AlCl3的插层反应机制。替换量随插层反应温度的升高、保温时间的延长和碳与金属氯化物的摩尔比的降低而增大。     

溶胶-凝胶法制备C2S粉末

以正硅酸乙酯 (TEOS)和 Ca(NO3 ) 2 · 4 H2 O为前驱物用溶胶 -凝胶法制备单矿物C2 S粉末。用甘油乙醇法测定 C2 S粉末的游离 Ca O含量 ;用 X射线衍射、红外光谱分析探讨了加水量、溶剂种类以及热处理制度等工艺参数对 C2 S粉末形成的影响 ;用扫描电镜观察水化 2天的 C2 S粉末以证实其活性。     

石墨烯/炭气凝胶的制备及其结构与性能研究

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为炭前驱体原料, 通过溶胶-凝胶法制备石墨烯/炭气凝胶复合材料。采用XRD、Raman、SEM和N₂吸附/脱附等对样品进行结构表征。结果表明: 石墨烯为R和F的聚合提供形核场所, R和F首先在氧化石墨烯(GO)表面聚合, 随着RF含量的增加, 复合炭气凝胶(RF)结构从石墨烯薄片层为骨架的三维网络, 经RF基炭球包裹于石墨烯的网络结构, 最终转变为球形团簇交联的三维网络。石墨烯/炭气凝胶复合材料的比表面积随着RF的增加先增大后减小。当GO与RF质量比为1︰100时, GO/RF-100用作超级电容器电极材料, 在6 mol/L KOH电解液中的比电容达169 F/g, 具有较好的电容特性。     

多层结构聚丙烯酰胺水凝胶太阳能蒸发器的制备及性能

优化设计太阳能蒸发器的结构并提高光热转换效率是改善其蒸发性能的有效途径。本工作基于原位自由基聚合反应,设计了一种多层结构的聚丙烯酰胺(PAM)复合水凝胶太阳能蒸发器并研究了其性能。该水凝胶由底部PAM/纳米纤维素(PAM/CNF)水运输层、中部PAM/碳纳米管/氮化钛(PAM/CNTs/TiN)光热转换层以及顶部“孤岛”状PAM/空心MXene微球(PAM/HSMX)构成的粗糙表面层组成。这种设计构建的PAM/CNF-PAM/CNTs/TiN-PAM/HSMX多层结构水凝胶太阳能蒸发器(ML-SVG)不仅能够提高光热转换效率,减少热量的损耗,而且促进了水分的运输,从而赋予ML-SVG优良的蒸发性能。ML-SVG在2kW·m^-2太阳光照射下的蒸发速率达到2.2kg·m^-2·h^-1,同时具有优良的循环使用性能,高效的污水净化和盐水淡化性能。     

SnO2纳米颗粒制备及其对溶胶-凝胶Sb:SnO2薄膜性能的影响

以Sn(OEt)2为起始原料,采用水热晶化法合成了分散性良好的金红石结构的SnO2纳米颗粒.采用X射线衍射对其进行了表征,表明SnO2纳米颗粒的结晶性良好,颗粒尺寸小于10nm.将合成的SnO2纳米颗粒均匀分散到Sb:SnO2镀膜液中,经陈化后制成镀膜溶胶,以溶胶-凝胶浸渍镀膜工艺制备纳米颗粒掺杂Sb:SnO2薄膜.分别采用范德堡(Van Der Pauw)法、UV/VIS分光光度计和FTIR中红外分析仪测量并分析膜层的导电性能、光学性能及结构特征,研究了导电纳米颗粒添加对Sb:SnO2薄膜电性能、光学性能和结构的影响.     

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。      

改性硅气凝胶/聚甲基丙烯酸甲酯乳液的制备与性能研究

采用HMDS(六甲基二硅氮烷)改性硅气凝胶,通过乳液聚合法,将改性硅气凝胶与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行聚合,制得改性硅气凝胶/聚甲基丙烯酸甲酯复合乳液,并且讨论了硅气凝胶的表面状态,以及改性气凝胶质量分数对复合乳液性能的影响。结果表明:HMDS可成功修饰于硅气凝胶表面,将改性硅气凝胶与PMMA乳液体系复合,乳液综合性能呈现较为显著的变化。HMDS修饰的硅气凝胶有助于降低乳液的导热系数,加入3%HMDS修饰的硅气凝胶可以使成膜后的乳液具有较低的导热系数。     

水分子对无定形C-S-H凝胶微结构和力学性能的影响

基于随机系统,利用Ca离子、H2 O分子、OH基团和Si3 O10集团作为基本单元构建无定形C-S-H凝胶模型,并结合分子动力学方法进行结构优化,得到不同H 2 O/Si含量的无定形C-S-H凝胶.通过分析不同原子对的径向分布函数和近邻原子数,研究了水分子含量对C-S-H凝胶体系的微观结构特性和力学性能的影响.研究结果...     

锯齿状水凝胶传感器的制备及传感性能

针对水凝胶柔性传感器存在低灵敏度和弱稳定性的缺陷,通过设计具有优异回弹性和小横截面积的锯齿状水凝胶,以提升水凝胶传感器的灵敏度及稳定性.首先,通过3D打印制备锯齿状模具,再将聚丙烯酰胺溶液注入模具进行交联,然后,用VHB双面胶封装制备基于锯齿状水凝胶的传感器,最后,对其进行人体运动传感测试,并以无结构片状水凝胶的传感器作为对比实验,验证锯齿状水凝胶对水凝胶传感器灵敏度和稳定性的提升.结果表明,基于锯齿状水凝胶的传感器表现出更为稳定的信号输出,并且可以检测到细小应变的运动,如吞咽、皱眉等.锯齿状水凝胶传感器有望用于电子皮肤传感器和软机器人等领域,为其高度灵敏、稳定可靠的传感系统提供新策略.     

SnO2纳米颗粒制备及其对溶胶-凝胶Sb:SnO2薄膜性能的影响

以Sn(OEt)2为起始原料,采用水热晶化法合成了分散性良好的金红石结构的SnO2纳米颗粒.采用X射线衍射对其进行了表征,表明SnO2纳米颗粒的结晶性良好,颗粒尺寸小于10nm.将合成的SnO2纳米颗粒均匀分散到SbSnO2镀膜液中,经陈化后制成镀膜溶胶,以溶胶-凝胶浸渍镀膜工艺制备纳米颗粒掺杂SbSnO2薄膜.分别采用范德堡(Van Der Pauw)法、UV/VIS分光光度计和FTIR中红外分析仪测量并分析膜层的导电性能、光学性能及结构特征,研究了导电纳米颗粒添加对SbSnO2薄膜电性能、光学性能和结构的影响.     

冷冻多孔温敏凝胶的制备与性能研究

以聚乙二醇2000为致孔剂,采用冷冻法合成了聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酰胺)温敏凝胶。结果表明,PEG2000作为致孔剂未参与反应,但可使凝胶生成多孔结构,导致溶胀率和响应速率提高。冷冻法由于使凝胶局部结构更加紧密,可使凝胶弹性模量大为增加。致孔剂法与冷冻法结合使用,可使温敏凝胶在加快响应速率的同时拥有较好的力学性能。     

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。     

有机蛭石的制备工艺与催化性能

为了研究制备工艺对蛭石有机化效果的影响以及有机蛭石在催化领域的应用,以硝酸为酸化剂,氯化钠为钠化剂,十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,采用"酸化-钠化-插层"工艺制备了有机蛭石,并研究了有机蛭石对高密度聚乙烯基复合材料的催化作用;探讨了了不同硝酸、氯化钠浓度和十六烷基三甲基溴化铵用量对有机化效果的影响。有机蛭石的XRD和阳离子交换容量(CEC)测试表明,采用0.1mol/L的硝酸,饱和浓度的氯化钠和1.5倍蛭石CEC的十六烷基三甲基溴化铵时,插层效果最佳。高密度聚乙烯基复合材料的热降解分析测试显示,有机蛭石对高密度聚乙烯-膨胀型阻燃剂复合材料的交联成炭反应有催化作用。     

溶胶—凝胶法制备SiO2气凝胶及其特性研究

本文以ＴＥＯＳ为原料，采用溶胶－凝胶法和超临界干燥工艺制备了轻质纳米多孔材料ＳｉＯ２气凝胶。研究了溶剂用量ｐＨ值对溶胶的凝胶化过程和最后制成的气凝胶的特性的影响。并用ＢＥＴ、ＸＲＤ、ＳＥＭ等实验手段研究了这些气凝胶的结构和一些基本物理现象。     

石墨层间化合物的发展、合成及应用

石墨层间化合物属于２１世纪的新材料－纳米材料,具有广阔的应用前景。近２０年来,人们对石墨层间化合物的研究兴趣与日俱增。综术字石墨层间化合物的发展简况,合成方法及应用。概述了插层反应的影响因素。     

氧化铝超滤膜的制备及性能

由溶胶-凝胶法与水热法相结合,成功制备了氧化铝超滤膜。利用SEM、XRD等表征手段,研究膜层晶型、粒子形貌、孔径大小及其分布、膜层厚度等的合理调控,并表征其通量、截留率和耐酸碱性能。结果表明,水热处理溶胶并于合适温度下烧结,可有效调控超滤膜膜层的晶型和粒子的形貌;通过分散剂PEG合适型号的选择,可有效调控膜孔孔径及其分布;合适的涂膜液浓度并适量的成膜助剂PVA,可有效调控膜层厚度并避免其开裂;当氧化铝呈α态时,超滤膜具有优秀的耐酸碱性能。