气凝胶研究进展

综述了多功能纳米材料-气凝胶的发展概况.根据气凝胶纳米结构的形成过程,介绍了溶胶-凝胶过程原理和气凝胶微结构的控制.结合气凝胶独特的性质介绍了其在光学、高能物理、军事、航空航天、电化学等领域的应用.     

聚合物气凝胶研究进展

气凝胶是经溶胶-凝胶过程结合一定的干燥方法制备得到的多孔纳米材料。聚合物气凝胶不仅具有聚合物材料的低介电常数、良好力学性能和灵活的分子设计性等特性,同时还具有无机气凝胶材料低密度、高孔隙率和低热导率等特点,被广泛应用于隔热、吸附和储能等领域。从合成、结构、性能和应用等方面介绍了聚氨酯(PU)、聚脲(PUA)、聚酰亚胺(PI)、聚苯并噁嗪(PBZ)和间规聚苯乙烯(sPS)类等常见聚合物气凝胶的研究进展,并对其未来的发展方向做出了展望。     

CRF气凝胶的结构特性研究

间苯二酚－甲醛气凝胶（ＲＦ气凝胶）是一种无序、多孔的纳米非晶固态材料，其碳化产物碳化气凝胶（ＣＲＦ气凝胶）具有大的比表面积，好的导电性和电化学稳定性。成为制备超级电化学双层电容器的理想电极材料。本文研究了ＣＲＦ的网络结构、成份组成、孔径分布及电导率等特性，为ＣＲＦ的实际应用奠定了基础。     

有机气凝胶和碳气凝胶的研究与应用

有机气凝胶与碳气凝胶是国际上近年来相继研制成功的新型纳米多孔性材料。介绍了有机气凝胶与碳气凝胶的制备过程、基本性质及应用前景。     

硅气凝胶纳米材料的力学性与增韧

本文综述了低温超临界干燥制备的块状硅气凝胶纳米材料的力学性能特征，论核实 了材料密度与硅气凝胶的力学性能的关系。     

耐高温气凝胶隔热材料的研究进展

气凝胶极高的孔隙率有效降低了材料的固相热传导,孔径主要分布在介孔范围内(2~50nm),有效抑制了气相传热,而遮光剂的引入可起到很好的反射、吸收和再散射作用,进一步降低气凝胶的辐射热传导,从而使得气凝胶材料具备极低的热导率,是一种优质的高效隔热材料。根据组分的不同,气凝胶主要可分为氧化物气凝胶、炭气凝胶和碳化物气凝胶。氧化物气凝胶材料在高温区(1000℃)容易发生晶型转变及颗粒的烧结,其耐温性相对较差,但是其在中高温区(1000℃)具备较低的热导率。炭气凝胶材料在真空或惰性氛围下耐温性最高可达3000℃,2000℃下热导率低至0.601W·m-1·K-1,密度可调,但是该材料在有氧氛围下容易发生烧蚀,这需要通过涂覆某些抗氧化性涂层来加以有效解决。碳化物气凝胶材料目前研究较为匮乏,报道最多的是碳化硅气凝胶,但是也仅限于对该材料的制备与表征,而对于其热学性能方面的研究仍然较少。主要介绍了这三大类耐高温气凝胶隔热材料的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。     

二氧化硅气凝胶的制备和应用研究

三维纳米网络结构的SiO2气凝胶具有许多独特的性能,在光学、热学、声学、微电子学、高功率激光等领域具有广阔的应用前景,是目前材料科学家研究的热门材料之一.简要评述了SiO2气凝胶的制备技术和应用前景.     

氨基功能化气凝胶二氧化碳吸附研究进展

高性能CO2吸附剂不仅对控制全球变暖意义重大,而且在航空航天、 国防军工、 能源、 化工等多个领域有广泛应用.多孔材料的氨基功能化是开发高性能CO2吸附剂的有效手段,其中气凝胶具有相互贯通的三维纳米多孔网络结构、 大的比表面积和发达的孔隙,是一种理想的气体吸附材料.探讨了氨基功能化气凝胶材料的CO2吸附机理和吸附性能测...     

气凝胶材料的研究进展

三维纳米网络结构的气凝胶材料具有许多独特的性能,在光学、热学、声学、微电子学、高功率激光等诸多领域具有广阔的应用前景,是目前材料科学研究领域的热点之一。主要从气凝胶的结构、制备机理、干燥工艺、改性以及应用等方面综述了气凝胶材料的研究进展,并展望了其今后的研究发展方向。     

气凝胶的绝热特性及应用进展

纳米材料是由粒径1～100nm超微粒子凝聚而成的块状、薄膜状和多层膜状的一类新型材料,近年来被广泛研究和使用。气凝胶是具有大比表面积、低密度、低热导率、高孔隙率的一种新型纳米绝热材料。介绍了气凝胶的种类、性能以及在建筑绝热领域的特性,指出生产质量更轻、成本更低、工艺更简单、吸附性更强的气凝胶是未来主要的研究方向。     

硅气凝胶纳米材料的力学性能与增韧

本文综述了低温超临界干燥制备的块状硅气凝胶纳米材料的力学性能特征，论述了材料密度与硅气凝胶的力学性能的关系。从材料的制备过程出发，指出了控制裂纹和提高硅气凝胶韧性的一些方法。简介了硅气凝胶纳米材料的制备与应用，讨论了热处理过程以及材料的微观结构对硅气凝胶材料强度和韧性的影响，给出了初步的结论     

聚乙烯醇气凝胶研究进展

聚乙烯醇(PVA)及其复合材料以无毒、良好的溶解性和可生物降解等优点而备受关注,已广泛应用于航空航天、环境和建筑工程领域.PVA气凝胶将PVA的优势特点与气凝胶本身的比表面积大、高孔隙率、低密度、低热导率等优异性能有效地结合起来,具有广阔的应用前景.主要总结了近年来PVA气凝胶在阻燃、吸附等方面的改性研究及应用探索,分...     

利用离子液体制备无机气凝胶的研究进展

气凝胶具有三维纳米多孔网络结构,独特的结构使它具有低密度、高比表面积和高孔隙率等性质以及低热导率、低介电常数和低声传播速率等性能,在隔热、介电、隔声、催化、吸附等领域具有广阔的应用前景。然而,溶剂-凝胶法作为目前制备气凝胶最成熟、应用最广的技术,需要使用大量的有机溶剂,严苛而危险的超临界干燥工艺进一步推高了成本,限制了气凝胶的大规模工业化生产和应用,因此,降低成本和在常压干燥条件下制备高比表面积的块状气凝胶是气凝胶产业急需解决的问题。离子液体被称为21世纪的绿色溶剂,具有低蒸气压、低表面张力、高催化性和高溶解性等特殊性质。离子液体与气凝胶材料的发展几乎同步,但直到2000年两种材料才产生交集。离子液体作为模板剂具有微观结构导向作用,使纳米孔结构均一化,其不挥发性和低表面张力保证了老化和常压干燥过程中纳米孔结构不会因毛细管力而坍塌破坏,另外其催化作用可以缩短凝胶时间。因此,离子液体为常压干燥合成气凝胶提供了新的工艺路线。目前,有关借助离子液体制备SiO_2气凝胶、TiO_2气凝胶、SiO_2-TiO_2复合气凝胶、炭气凝胶等无机气凝胶的探索均已展开,其中制备SiO_2气凝胶的研究最多,涉及工艺、微观结构、掺杂和应用等方面。通过常压干燥可获得比表面积高达677m2/g的块状气凝胶,通过选用不同的离子液体还可以控制纳米孔的微观形貌,所得SiO_2气凝胶产物在电化学、生物、吸附等领域有较高的应用潜力。利用离子液体替代有机溶剂可以使得到的TiO_2气凝胶不经煅烧即含有锐钛矿相,通过金属原子Ag、Fe、Ge等掺杂改性,可进一步提高锐钛矿相的结晶度,提升其光催化性能。利用离子液体制得的SiO_2-TiO_2复合气凝胶具有一定强度和良好的光催化活性。此外,除在传统的溶胶-凝胶法中用作模板剂或催化剂外,离子液体还可作为新型的炭源用于制备炭气凝胶,即通过熔盐法高温炭化裂解离子液体\"自上而下\"直接制备。这种方法可以制备杂原子在原子水平上均匀分布的功能化炭气凝胶,无需制备有机气凝胶前驱物,极大缩短制备周期,并且炭气凝胶产物的比表面积相对更高,得到了科研界的广泛关注。本文介绍了离子液体在气凝胶材料合成过程中的作用原理,归纳了借助离子液体制备前述几种重要的无机气凝胶的国际研究状况。     

硅气凝胶材料的研究进展

硅气凝胶是一种具有许多奇异性质和广泛应用前景的轻质纳米多孔性材料，近年来受到物理学家，化学家和材料学家们的重视，本文系统归纳了近年来有关硅气凝胶的研究成果，对硅气凝胶的制备原理，结构与性能以及应用开发等研究的进展作了简要的论述。     

气凝胶材料的研究进展

航空航天作为目前最前沿、最基础和最具影响力的科学技术研究领域,其科学研究发展水平是衡量国家科学技术创新性的重要标志。航空航天保温隔热材料作为航空航天技术发展最重要的技术支撑,如何制备出具有良好保温隔热性能和机械强度的材料对航空航天技术的发展具有重要意义。SiO₂气凝胶凭借超低热导率、高孔隙率、高比表面积和超低密度等优异性能,在深空探测器、太阳能翻板、航天飞机发动机、固体火箭助推器和返回舱底座等特种工程设备材料中具有较好的应用前景。近年来,随着SiO₂气凝胶研究方法与制备技术的不断发展,通过将其与具有高强度、耐高温性等功能材料进行复合,可协同提升其保温隔热和机械强度等性能,对航空航天特种工程材料发展至关重要。鉴于此,本文简述了SiO₂气凝胶的发展历程,详细分析总结了SiO₂气凝胶与常见氧化物、纤维增强和有机聚合物等增强材料复合形成的气凝胶复合材料在航空航天领域的研究进展,主要从SiO₂气凝胶复合材料的制备方法、结构特征、保温隔热、力学性能等方面进行评述,并展望了SiO₂气凝胶复合材料在该领域研究应用所存在的问题、面临的挑战和未来发展方向。     

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。     

柔性气凝胶材料的制备及应用研究进展

气凝胶是一种纳米级多孔固体材料,具有高比表面积、极高的孔隙率、极低的密度、极低的热导率等优点,但也存在脆性高、柔韧性差的问题。近年来,具有良好压缩回弹特性和抗弯折性能的柔性气凝胶克服了传统气凝胶柔韧性差的缺点,受到研究人员的广泛关注。本文首先概括了柔性气凝胶的种类,根据气凝胶材料组成成分的不同,将其分为氧化硅柔性气凝胶、碳基柔性气凝胶、生物质柔性气凝胶和纤维质柔性气凝胶;然后,系统总结了柔性气凝胶常用的制备方法,如溶胶-凝胶、老化、干燥等工艺,对比分析了不同制备工艺生产的气凝胶在性能上的差异;此外,介绍了柔性气凝胶在环保、光学、生物医学、柔性电子传感器以及航空航天等领域的应用;最后对柔性气凝胶的发展做了总结和展望。     

无机气凝胶研究进展

综述了无机气凝胶的最新研究进展。分析了无机气凝胶的溶剂置换常压和和次临界干燥法制备以及硅烷基化处理常压干燥法制备,介绍了纤维增强气凝胶、多组分气凝胶和搀杂改性气凝胶。     

新型纳米甲酚-甲醛气凝胶的制备及表征

首次以混甲酚（J）和甲醛（F）为原料,在NaOH(C)催化作用下制备混甲酚甲酸气凝（JF）,考察了制备条件与气凝胶性能的关系,并用TG,TEM,NMR,FT－IR,N2吸附表征了气凝胶结构,结果表明,JF气凝胶的密度随反应物浓度和催化剂含量的增加而增加,混;甲酚与甲酝酿落空－凝胶过程中形成的交联键是亚甲基醚键和亚甲基键,JF气凝胶是可孔约30nm,网络粒子直径约20nm,是典型的中孔材料,有机气凝热解可以得到炭气凝胶,在300－600度之间,JF气凝胶失重显著。     

石墨烯基气凝胶的制备及应用进展

石墨烯基气凝胶(GAs)不仅具有超高的比表面积和孔隙率、高导电性、高比热容、低密度,而且还有优异的力学性能、稳定的化学性质,在超级电容器、催化剂载体、吸波材料等方面有广阔的应用。针对石墨烯基气凝胶的制备方法(如模板法、自组装法、3D打印法、溶胶-凝胶法等),以及在环境净化、能源及催化等领域的应用和GAs的发展前景进行了综述。