不同超临界干燥工艺制备SiO2气凝胶的研究

以正硅酸乙酯为硅源,采用酸碱二步溶胶–凝胶法及CO_2超临界干燥工艺制备SiO_2气凝胶复合材料,研究不同超临界干燥工艺对SiO_2气凝胶制备的影响,结果表明液态CO_2置换干燥工艺和超临界CO_2萃取干燥工艺的干燥时间、乙醇回收率、乙醇分离效率等相差不大,但超临界CO_2萃取干燥工艺制备的产品导热系数优于液态CO_2置换干燥工艺,且工艺过程简单易操作,更适合规模化生产。     

二氧化硅气凝胶复合毡热力管道保温性能分析

本文介绍了采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为硅源,以玻璃纤维毡为基体材料.采用超临界CO_2干燥工艺,成功地制备了常温下导热系数为0.021W/(m·K)的玻璃纤维/二氧化硅气凝胶复合毡。制备的二氧化硅气凝胶复合毡在高温下仍有较低的导热系数,在350℃时为0.043W/(m·K)。以室内DN150蒸汽管道为例,系统研究了二氧化硅气凝胶复合毡在不同温度下的保温层厚度。结果表明:在满足最大允许热损失量的前提下.二氧化硅气凝胶复合毡所用的保温层厚度与玻璃纤维毡相比大幅度地减薄。空间节省率在40%~54%。二氧化硅气凝胶复合毡在对空间有严格要求的管道保温工程中具有较大的应用前景和优势。     

膨胀珍珠岩/SiO_2气凝胶复合保温材料制备研究

以正硅酸乙酯为硅源制备SiO_2气凝胶溶胶,通过真空吸附法将溶胶吸附到膨胀珍珠岩内部孔隙中,再凝胶老化。常压干燥制备膨胀珍珠岩/SiO_2气凝胶复合保温材料。研究了凝胶时间的影响因素,膨胀珍珠岩粒径对复合材料性能的影响,并通过SEM、FT-IR对样品的微观形貌和结构进行了表征。实验结果表明,膨胀珍珠岩吸附SiO_2气凝胶后导热系数由0.050 W/(m·K)降低到0.038 W/(m·K)。     

适用于建筑隔热的二氧化硅气凝胶制备与性能

采用正硅酸乙酯作硅源、利用酸-碱两步催化法和常压梯度干燥法制备纳米SiO2气凝胶;适量掺杂纤维增强材料和胶黏剂,再与PET等基材复合制成隔热膜试样.对SiO2气凝胶及其复合材料的隔热效果、力学性能、吸湿性能进行了测试,并对微观形貌进行了表征.结果表明:气凝胶毡厚0.1～0.2 mm或1.0 mm时,其隔热效果大致相同,...     

氧化硅气凝胶与氧化铝气凝胶的性能对比

分别以正硅酸乙酯和仲丁醇铝为先驱体,陶瓷纤维毡为增强材料,采用溶胶-凝胶工艺及超临界干燥技术制成氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化硅及氧化铝气凝胶-陶瓷纤维毡复合材料。测试氧化硅、氧化铝气凝胶的比表面积、高温收缩率以及对应复合材料的强度及导热系数。结果表明:氧化硅气凝胶在600℃温度以下比表面积较大,热收缩小,相应的复合材料强度高,导热系数低,性能优于氧化铝气凝胶;而氧化铝气凝胶则具有更好的耐高温性能。     

多孔SiO_2减反射薄膜的制备研究及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化正硅酸乙酯在乙醇溶剂中水解制备SiO_2溶胶,研究反应物浓度、退火温度及匀胶速率对多孔SiO_2减反射薄膜的光学性质的影响.结果表明,SiO_2溶胶颗粒尺寸随着乙醇用量的增加而减小,匀胶速率可以对薄膜厚度进行调整及制备出不同折射率的薄膜.乙醇用量为120 m L和转速为2000 r/min时,制备出的SiO_2薄膜具有最佳减反射性能.不同退火温度下,SiO_2溶胶颗粒尺寸、薄膜的光学性质均无明显改变.采用优化后的工艺制备出的多孔SiO_2减反射薄膜应用于Cd Te薄膜太阳电池上,在400 nm-800 nm波段,量子效率得到提高,积分短路电流密度提高了4.83%,光电转化效率由14.92%提高到15.45%.     

纤维SiO_2气凝胶复合材料在湿热地区应用研究

采用凝胶-溶胶法和常压干燥技术制备一种SiO_2气凝胶/玻璃纤维复合材料,将其运用于湿热地区建筑外保温,实验通过搭建房屋测试盒模型,用T型热电偶探头布点并测试记录粘有10mm厚度的纤维SiO_2气凝胶复合材料的房屋模型外表面温度变化以及内外温度差,与其他条件完全相同的未粘有纤维SiO_2气凝胶复合材料的房屋模型对比。结果表明,气凝胶/玻璃纤维复合材料隔热效果显著,相同时间内,外部有纤维SiO_2气凝胶复合材料的小盒子的内部温升比没有纤维SiO_2气凝胶复合材料的小盒子的内部温升低3℃左右;有保温材料的盒子的各个面内外壁面温差比无保温材料的要大6℃左右。     

气凝胶中可溶出氟氯离子工艺研究

以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶–凝胶法,结合CO₂超临界干燥工艺制备SiO₂气凝胶复合材料,并对不同配方制备产品可溶出氟氯含量进行了研究。结果表明,盐酸配方、“一步法”配方、硝酸配方均能制备出可溶出氟氯离子含量满足GB/T 17393—2008《覆盖奥氏不锈钢用绝热材料规范》要求的合格产品;但是硝酸配方制备的产品性能最好,满足工程使用要求。     

硅藻土/SiO_2气凝胶复合材料的制备

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为硅源,硅藻土为增强相,通过常压干燥法制备硅藻土/SiO_2气凝胶复合材料。研究了硅藻土用量对复合材料导热系数、孔隙率及抗压强度的影响,并通过SEM对其微观形貌进行分析。结果表明,硅藻土与SiO_2气凝胶实现了一定程度的复合;随着硅藻土含量由5%逐渐增加至25%时,复合材料的导热系数由0.0312 W/(m·K)增大到0.0447 W/(m·K);平均孔径和比表面积则分别由16.98 nm、817.2142 m~2/g减小到了9.87 nm和594.8543 m~2/g;此外,硅藻土的加入可以极大提高复合材料基体的耐压性能,鉴于材料本身仍需具备一定的保温隔热性能,硅藻土的最佳含量为15%。     

SiO_2气凝胶复合保温材料的热湿性能研究

以洗水棉纤维毡为支撑体,以超级绝热SiO_2气凝胶为填充介质,采用溶胶-凝胶法和常压干燥制备了纤维毡/SiO_2气凝胶复合保温材料,对复合材料的微观结构和疏水性能进行了表征,测试了不同湿度环境下纤维毡及其复合材料的吸湿率和透湿率,并采用瞬态热平面法测试了导热系数。结果表明,随着环境湿度的增大,纤维毡的吸湿率和导热系数均明显增大,与SiO_2气凝胶复合后,两者显著降低,且随湿度变化很小,复合材料的吸湿率在1%左右,导热系数在0.0176~0.0187 W/(m·K),该复合材料对潮湿地区的隔热保温具有很好的应用价值。     

建筑墙体用气凝胶绝热板的隔热性能实验研究

气凝胶具有纳米级孔结构和超低导热系数,在建筑节能领域日益受到关注。本文采用小尺寸测试盒,分别以新型气凝胶隔热材料(SiO_2气凝胶/玻璃纤维复合毡)与4种常用隔热材料(如模塑聚苯板、挤塑聚苯板、聚氨酯泡沫板、玻璃纤维毡等)为保温层,在外温恒定35℃、盒内初始温度25℃条件下实验测试了不同保温材料的动态热工特性;采用热电偶测试了测试盒内外温度分布。结果表明,当盒内温度上升至32℃时,EPS板、PU板、气凝胶绝热板分别需要1.5 h、2.3 h、8.8 h,气凝胶绝热板温度上升最慢,具有最好的温度延迟性能;从初始到10 h时间内,气凝胶测试盒得热量是其它测试盒的75%～85%,具有最好的隔热效果。因此,气凝胶绝热板对温度波的延迟和隔热性能均明显优于传统隔热材料,在建筑绝热节能应用领域具有广泛前景。     

二氧化硅气凝胶材料在建筑领域的应用研究及发展概述

二氧化硅(SiO_2)气凝胶具有很多独特的性能,在建筑领域有着广阔的应用前景。从原材料选择、制备工艺和干燥方法等方面综述了SiO_2气凝胶的研究现状,简单介绍了SiO_2气凝胶的改性措施和复合方法,重点论述了SiO_2气凝胶材料在建筑领域的应用形式和研究进展,分析了SiO_2气凝胶在建筑领域应用中存在的问题及解决途径,并对其在建筑领域的应用前景进行了展望。     

纤维毡种类对柔性SiO2气凝胶复合毡性能的影响

以甲基三乙氧基硅烷（MTES）为硅源,酸碱两步法制备溶液,以玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡复合、玄武岩纤维毡为基材,制备柔性SiO2气凝胶复合毡。对SiO2柔性气凝胶复合毡进行微观形貌、机械强度、导热系数、疏水角表征,探究纤维毡种类对SiO2柔性气凝胶毡性能的影响。研究表明,在相同工艺条件下,玻璃纤维复合毡导热系数最低、密度最小、疏水性能最优、机械性能最好,常温下导热系数0.294W/（m·K）,密度0.158g/cm3,疏水角149.9°,拉伸强度1.27MPa;陶瓷纤维复合毡体积收缩率最大、压缩强度最小,体积收缩率12.5%,压缩强度24N（20%ε）、44N（30%ε）;玄武岩纤维复合毡体积收缩率最小、压缩强度最大,体积收缩率7.8%,压缩强度91N（20%ε）、267N（30%ε）。     

SiO2气凝胶提高岩棉保温性能的试验研究

以无水乙醇为溶剂,SiO_2气凝胶为溶质,制取SiO_2气凝胶改性溶液。采用浸润及常压干燥制备岩棉/SiO_2气凝胶复合板,研究SiO_2气凝胶的质量分数和浸润时间对岩棉/SiO_2气凝胶复合板的短期吸水量,导热系数以及抗压强度的影响。并选取某办公楼建筑为研究对象,利用建筑能耗模拟软件DeST,研究岩棉/SiO_2气凝胶复合板在以西安为代表的寒冷地区的建筑能耗。结果表明:随着SiO_2气凝胶的质量分数的增加,岩棉/SiO_2气凝胶复合板的短期吸水量逐渐变小,导热系数逐渐减小,其抗压强度略有提高。与未进行保温措施相比,厚度为30 mm的岩棉/SiO_2气凝胶复合板能耗节能率大于25%。     

气凝胶超级绝热复合材料对钢结构的防火性能

以耐火硅酸铝纤维为支撑体,超级绝热SiO_2气凝胶为填充介质,制备了硅酸铝纤维/气凝胶超级绝热复合材料,表征了复合材料的微观结构和导热系数,测试了不同厚度复合材料对钢结构防火性能的影响。结果表明,复合材料具有纳米多孔结构和超低导热系数[0.0251 W/(m·K)],钢板在3 mm厚复合材料保护下,经800℃持续加热1 h后钢板表面温度为121.55℃,远低于钢结构的软化温度,具有优异的防火和安全性能。     

复合气凝胶的制备及对甲苯的吸附试验

以氧化石墨烯(GO)、氧化碳纳米管(CNTs-COOH)作为添加物,以乙醇为分散介质,按不同比例负载到以正硅酸乙酯为硅源的SiO2气凝胶上,对产物进行溶剂置换、表面改性、常压干燥等后续处理,高温还原后得到不同石墨烯/碳纳米管掺杂量的复合气凝胶(GCS),并进行性能表征。结果显示:GO/CNTsCOOH的最佳添加量为3%,其振实堆密度为300 kg/m3,比表面积为1 030 m2/g,平均孔径为16.10 nm。选取几种吸附剂进行对比实验,每克GCS对甲苯的吸附量可达活性炭吸附量的3倍,约为243 mg。动力学分析表明,Langmuir等温吸附模型、准二级动力学吸附模型可以很好地拟合吸附过程。     

建筑用氧化硅气凝胶的研究进展

正SiO_2气凝胶是一种新型的以分散介质为气体的凝胶材料,是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结在一起,从而构成一种结构可控制的轻质纳米多孔材料。由于SiO_2气凝胶具有的纳米结构的多孔性和网络状,使其在宏观上表现出了纳米材料特有的界面效应和小尺寸效应,因此SiO_2气凝胶在力学、声学、热学、光学等方面的特性都显著优于其他普通材料,是一种被广泛应用的轻质纳米多孔材料。近年来研究者对SiO_2气凝胶的研究方向主要有以     

微纳米铁尾矿砂/SiO2气凝胶复合材料的制备及其隔热特性

探讨了将铁尾矿砂作为制备保温隔热复合材料原料的可行性,其核心技术是先将铁尾矿砂微纳米化,再掺混SiO2气凝胶并添加少量粘合剂和玻璃纤维等制成性能优良的微纳孔保温隔热材料。通过正交试验得到保温性能最优状态下的各因素配方;研究了微纳米化对基体材料性能的改善状况及不同掺量气凝胶对基体材料性能的影响;通过扫描电镜观察了复合材料内部各成分在基质中的存在状态,微观结构显示气凝胶形态保持完好。     

建筑用二氧化硅气凝胶光学特性分析

建筑用二氧化硅气凝胶具有良好的保温性能。但是,当有太阳光照射的时候,二氧化硅气凝胶的光学性能对其传热性能有着较大的影响,进而影响其保温性能。从二氧化硅气凝胶的光学特性入手,利用溶胶–凝胶法制备了多组不同水解时间、蒸馏水体积、反应物体积比和pH值下的二氧化硅气凝胶样品。利用TU-19双光束紫外可见光光度计分别测量这些样品的紫外可见光透射光谱,并定性分析了这些不同因素对二氧化硅气凝胶光学物性参数的影响规律。结果表明,随着水解时间、蒸馏水体积和pH值的增加,二氧化硅气凝胶的紫外可见光透过率逐渐升高;随着正硅酸乙酯(TEOS)和无水乙醇(EtOH)体积比的增大,二氧化硅气凝胶的紫外可见光透过率逐渐降低。     

二氧化硅气凝胶-玻璃纤维针刺毡复合材料制备研究

文章采用溶胶浸渍结合常压干燥手段,利用二氧化硅气凝胶导热系数较低、保温隔热性能好的特性,将其与玻璃纤维针刺毡融合,制备出具有良好疏水性的硅气凝胶-玻璃纤维针刺毡复合材料,推荐在民用及工业建筑保温领域应用。