锌基复合气凝胶的制备与表征

以氯化锌为原料,柠檬酸为模板剂制备了锌基复合气凝胶,通过场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸/脱附以及红外谱图(FTIR)对气凝胶的结构进行了表征,结果表明:锌基复合气凝胶是由大量纳米级的球状颗粒堆积而成,具有典型的三维网络结构,其骨架是由大量非晶态的颗粒组成的;气凝胶具有较高的比表面积为177 m2/g,其孔径分布主要集中在10~60 nm,为介孔材料。     

柠檬酸为模板剂制备氧化锌气凝胶

以氯化锌为原料,柠檬酸为模板剂制备了锌基复合气凝胶,通过场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、N2吸脱附以及红外谱图（FTIR）分析对气凝胶的结构进行了表征,结果表明：锌基复合气凝胶是由大量纳米级的球状颗粒堆积而成的,具有典型的三维网络结构,其骨架是由大量非晶态的碳层包覆的氧化锌胶体颗粒所组成的;气凝胶具有较高的比表面积为177m2/g,孔径分布主要集中在10-60nm左右,为介孔材料。     

硝化棉气凝胶的制备与表征

以硝化棉为原料,分别以六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯为交联剂,二月桂酸二丁基锡为催化剂,丙酮为溶剂制备了硝化棉湿凝胶,采用超临界干燥制得硝化棉气凝胶。用FTIR、SEM以及BET比表面积分析对气凝胶进行了表征。结果表明,凝胶骨架由50nm左右的粒子堆积而成。凝胶孔隙集中在10～40nm,为介孔材料;硝化棉气凝胶的比表面积受NC交联密度控制;当硝化棉浓度为75g/L、交联剂为TDI时,硝化棉气凝胶的比表面积为133.3625m2/g,初始分解温度及最大分解温度分别提前12℃及6℃。     

SiO2气凝胶的制备与表征

ＳｉＯ２气凝胶是一种低密度的纳米非晶固体材料,以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）,乙醇（ＥｔＯＨ）和水为原料,以０．０１ｍｏｌ／Ｌ硝酸为催化剂,摩尔比为ＴＥＯＳ：ＥｔＯＨ：Ｈ２Ｏ＝１：５：８,采用溶胶－凝胶法和超临界干燥技术制备了ＳｉＯ２气凝胶,首先,ＴＥＯＳ在室温下水解０．５ｈ制得醇凝胶,然后将乙醇注入醇凝胶以置换其中的水,最后将醇凝胶放入压力容顺并加入适量乙醇,升温至２７０℃,压力可达１０．６ＭＰａ,采     

SiO_2气凝胶的制备及性能表征

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用酸碱两步法来制备SiO_2气凝胶,从溶胶-凝胶反应原理出发,分别研究用水量、乙醇用量以及反应温度对凝胶时间的影响,从而确定溶胶-凝胶反应的基础配比。在此基础上,研究干燥化学控制剂用量对凝胶时间和开裂程度的影响,并采用多种材料分析手段对SiO_2气凝胶进行测试分析。结果表明,制备得到SiO_2气凝胶具有三维纳米多孔结构且无裂纹,比表面积576.64 m~2/g,接触角145°。     

钴基气凝胶的制备及微观结构

以氯化钴为原料,聚丙烯酸(PAA)为模板剂制得了钴基复合气凝胶,通过场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸脱附以及红外谱图(FTIR)对气凝胶的结构进行了表征,结果表明:钴基复合气凝胶是由大量纳米级的球状颗粒堆积而成的,具有典型的三维网络结构,其骨架是由大量非晶态的碳层包覆的氧化钴胶体颗粒所组成的;气凝胶具有较高的比表面积为177 m2/g,孔径分布主要集中在4 nm左右,为介孔材料。通过退火处理后,钴基复合气凝胶中的有机物被完全氧化、分解,制备出了Co3O4气凝胶,其微观结构较为致密,具有立方的多晶结构,比表面积为54 m2/g,孔径分布主要集中在7 nm左右。     

可加工气凝胶复合隔热材料的制备及性能表征

针对中高温领域热防护需求,以正硅酸乙酯作为硅源,通过溶胶-凝胶(sol-gel)工艺结合超临界干燥技术制备了可加工高效气凝胶复合隔热材料。对气凝胶复合隔热材料的微观结构、热物理性能及力学性能进行了表征和分析。结果表明:气凝胶纳米粒子均匀分布在复合材料中,组成三维网络结构,孔径在70nm以下,比表面积在800-1000m2/g。热学性能显示,气凝胶复合材料在300℃的导热系数为0.03W/mK,800℃/20min,线收缩1%;力学性能显示,压缩强度为0.2MPa。此外,复合材料具有优异的加工性能。     

二氧化硅气凝胶的制备工艺与应用

三维纳米孔隙结构的二氧化硅气凝胶具有孔隙率高、密度低、比表面积大等基本特征,这些优异的特性使二氧化硅气凝胶在许多领域得到广泛研究和应用。二氧化硅气凝胶一般通过溶胶-凝胶过程、老化、干燥处理得到。主要总结了二氧化硅气凝胶的制备过程及机理,介绍二氧化硅气凝胶的相关领域的应用,并对二氧化硅气凝胶材料的发展前景进行了展望。     

超临界干燥制备疏水型二氧化硅气凝胶

文章以正硅酸乙酯为原料,经溶胶-凝胶过程制备二氧化硅醇凝胶,采用三甲基氯硅烷作为表面改性剂,对醇凝胶进行化学表面修饰,超临界干燥,制备了疏水性二氧化硅气凝胶粉末。运用红外光谱、BET、扫描电镜、XRD对其结构、形貌及化学组成进行了分析。结果表明：该样品是表面连有疏水基团-CH3的疏水性SiO2气凝胶,呈连续网络结构的球状纳米粒子,孔径分布主要集中在2～4nm,是热稳定性较高的非晶、多孔、轻质介孔材料。     

疏水性二氧化硅气凝胶的合成及表征

本文以正硅酸乙酯为原料,经溶胶-凝胶过程制备二氧化硅醇凝胶,再利用二甲基二氯硅烷对醇凝胶进行化学表面修饰,最后用超临界干燥方法制备了疏水性二氧化硅气凝胶.运用红外光谱、BET、扫描电镜、X射线衍射等测试方法对制得样品的结构、形貌及化学组成进行了分析.结果表明该样品是表面存在疏水基团-CH3 的疏水性SiO2 气凝胶,是呈连续网络结构的球状纳米粒子,孔径分布主要集中在2～10 nm,是热稳定性较高的非晶、多孔、轻质介孔材料.     

钴基气凝胶的制备及微观结构研究

以氯化钴为前驱体,聚丙烯酸（PAA）为模板剂制得了钴基复合气凝胶,通过场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、N2吸脱附以及红外谱图（FTIR）分析对气凝胶的结构进行了表征,结果表明：钴基复合气凝胶是由大量纳米级的球状颗粒堆积而成的,具有典型的三维网络结构,其骨架是由大量非晶态的碳层包覆的氧化钴胶体颗粒所组成的;气凝胶具有较高的比表面积为177m2/g,孔径分布主要集中在4nm左右,为介孔材料。通过退火处理后,钴基复合气凝胶中的有机物被完全氧化、分解,制备出了Co3O4气凝胶,其微观结构较为致密,具有立方的多晶结构,比表面积为54m2/g,孔径分布主要集中在7nm左右。     

Synthesis and Characterization of Low-Dielectric Silica Aerogel Films

Thin films of silica aerogel on a silicon wafer have been synthesized via supercritical drying of wet gel films that were obtained by spin coating the polymeric silica sol, followed by aging in an isopropanol (IPA) or tetraethoxysilane/isopropanol (TEOS/IPA) solution. The viscosity of the sol and the spin rate required to form uniform coating layers were optimized. The film thickness and microstructures could be controlled by adjusting the concentration of the sol, the spin rate, and the aging conditions. The porosities and the dielectric constants of the thin films were in the range of 76%–90% (densities of 0.59–0.22 g/cm³) and 2.0–1.5, respectively. The degree of planarization in the aerogel thin film was ∼100%, and the gap-filling capability on a 0.2 μm tungsten patterning wafer was excellent. In particular, aging the wet gel film in the TEOS/IPA solution was very effective in improving the properties of the aerogel films.     

含硫改性壳聚糖气凝胶的合成及对Cu2+吸附的研究

以壳聚糖和二硫代二丙酸二甲酯为原料,通过乙酰化改性,成功制备了壳聚糖衍生物。然后以壳聚糖/壳聚糖衍生物为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,合成了壳聚糖气凝胶/壳聚糖衍生物气凝胶。通过红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TG）研究了壳聚糖/壳聚糖衍生物的结构性能;同时采用扫描电镜（SEM）对壳聚糖气凝胶/壳聚糖衍生物气凝胶的形貌进行了表征;并且探究了壳聚糖气凝胶/壳聚糖衍生物气凝胶对Cu²⁺的静态吸附实验。FT-IR结果表明壳聚糖衍生物被成功地合成;XRD和TG分析表明相较于壳聚糖,壳聚糖衍生物的结晶度和热稳定性均降低;SEM显示衍生物气凝胶的孔的数量增多。吸附实验结果表明壳聚糖衍生物气凝胶的吸附性能有了较大提高;在25℃,吸附剂添加量50.0mg且Cu²⁺溶液初始质量浓度100mg/L,pH值5时,壳聚糖衍生物气凝胶在60min时达到吸附平衡,最大吸附量为48.26mg/g,比未改性的壳聚糖气凝胶的吸附量提高了63.37%。     

低密度SiO_2气凝胶的制备及性质表征

通过二步溶胶－凝胶法和ＳＣＦＤ过程制备了低密度ＳｉＯ２气凝胶,并应用ＳＥＭ,自动吸附仪,元素分析仪对气凝胶样品进行了结构和性质表征,且分析了ＴＥＯＳ浓度和Ｈ２Ｏ／ＴＥＯＳ值对气凝胶结构和性质的影响。结果表明,用此方法可以制备密度低至０．０２ｇ·ｃｍ－３的ＳｉＯ２气凝胶,具有较高比表面积和孔体积,充满两端开放的管状中孔（ｒｐ＝１３．６ｎｍ）,且含有少量以物理和化学状态结合的碳与氢。     

疏水纤维素/SiO2复合气凝胶的制备和表征

以微晶纤维素和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过溶胶-凝胶法制备了4种再生纤维素/SiO₂复合气凝胶,并利用十八烷基三氯硅烷(OTS)对复合气凝胶进行疏水改性,利用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等对4种再生纤维素/SiO₂复合气凝胶及其疏水改性产物进行表征分析。结果表明:4种再生纤维素/SiO₂复合气凝胶均为白色固体,密度范围43.6~50.7 mg/cm³;XRD、EDS和FT-IR分析表明4种再生纤维素/SiO₂复合气凝胶中均含有硅元素,疏水纤维素/SiO₂复合气凝胶中均含有硅、氯元素;SEM分析表明4种再生纤维素/SiO₂复合气凝胶及其改性产物均呈现三维网状结构,改性产物的三维网状结构的孔隙变小。疏水纤维素/SiO₂复合气凝胶的接触角测试结果表明,4种样品接触角均大于90°,达到疏水状态,且随着TEOS用量的增加,接触角逐渐增大(最大接触角144.5°),疏水性能提高。