气凝胶纳米材料的研究进展

气凝胶材料是一种具有低密度、高孔隙率、高比表面积、低折射率、低介电常数等特性的纳米多孔材料,在航空航天、石油化工、环境处理、建筑保温、能量储存与转化等领域具有广泛的应用价值。重点介绍了国内外二氧化硅基气凝胶和有机气凝胶的组成、结构、制备和性能方面所取得的突破性进展,其中二氧化硅基气凝胶主要从耐高温气凝胶、疏水气凝胶和低成本气凝胶3方面进行论述,有机气凝胶主要包括聚合物基有机气凝胶和生物质基有机气凝胶。综述了气凝胶材料在绝热和吸附领域的最新研究和应用,最后对气凝胶材料未来的发展方向进行了展望。     

Al掺杂ZnO超细粉体的制备及表征

利用溶胶-凝胶法在一系列不同实验条件下制备出了ZAO超细粉体,用正交试验法对实验条件进行设计,确定了最佳实验条件,并利用差热-热重分析仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等对得到的ZAO超细粉体进行了分析和表征。结果表明,在煅烧温度1 150℃,乙醇与水的比例为2.5,醋酸锌浓度为2.5 mol/L,柠檬酸三胺浓度为0.5 mol/L,氧化铝与氧化锌的质量比为3%的实验条件下,能够得到具有交错柱状晶体的ZAO超细粉体。同时,在850℃处成功对ZnO进行了铝的掺杂。     

新型重金属离子吸附剂的研究进展

重金属离子废水严重威胁人类的生命安全,现有多种处理方法都存在一定问题。吸附法具有简单、方便、高效、快捷、选择性强等优势,引起了人们的日益关注。在综述了腐植酸类吸附剂、碳类吸附剂、矿物吸附剂、高分子吸附剂、生物材料吸附剂以及介孔SiO_2材料等多种现有工业应用吸附剂的基础上,着重介绍了新型特定功能组分SiO_2气凝胶的制备及其在重金属废水处理的研究现状,并就今后SiO_2气凝胶材料在水处理过程中的应用进行了展望。     

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。     

陶瓷防隔热瓦表面难熔金属硅化物涂层的研究进展

金属硅化物因具有高熔点、高辐射及高温抗氧化性而成为高超声速飞行器陶瓷防隔热瓦表面涂层最具潜力的材料。综述了难熔金属硅化物作为大面积区域采用的陶瓷隔热瓦表面高发射率涂层材料和高温区采用的陶瓷防热瓦表面抗氧化涂层材料的研究现状,介绍了涂层制备方法的优缺点,提出了陶瓷复合材料表面涂层当前研究中存在的问题及潜在的发展方向。     

基于传递函数的星箭耦合载荷分析

分别对运载火箭和卫星进行频率响应分析。在取得离散形式的频率响应分析结果基础上,采用有理多项式拟合技术,将火箭和卫星的频率响应函数转化成以部分分式表示的传递函数。根据星-箭对接的力学条件,可以在Simulink平台上建立起星箭耦合载荷系统模型。对此模型进行仿真便可得到在外力作用下星箭耦合载荷系统的瞬态动力响应。分别以简单的质量-弹簧模型、以及星箭耦合载荷模型验证了方法的正确性。基于传递函数的星箭耦合载荷分析方法,将柔性结构的动力学计算纳入到系统仿真的框架之中,为进一步实现结构-气动和伺服控制系统的耦合分析奠定了基础。该方法也为将火箭和卫星实测的频响特性直接应用于星箭耦合载荷分析创造了条件。     

白蛋白包覆纳米Fe3O4磁性粒子的制备与表征

目的：制备用于肿瘤靶向治疗的纳米级Fe3O4磁性粒子。方法：采用液相共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒,通过高温固化法使得白蛋白固化包覆磁性Fe3O4磁性粒子。结果：X-Ray衍射分析表明制得的纳米Fe3O4为反尖晶石结构,晶粒平均粒径为17．9nm;白蛋白包覆的磁性纳米粒子的平均粒径为341nm。结论：纳米Fe3O4及其白蛋白包覆的磁性粒孚可用作药物的载体,适用于肿瘤靶向治疗的进一步研究。     

丙烯酸酯/碳纳米管导电涂料的制备及其性能研究

将碳纳米管经过超声处理和表面包覆改性处理后,填充到丙烯酸酯中,制得一系列丙烯酸酯/碳纳米管导电涂料,考察了涂料相应的电性能、硬度、附着力、柔韧性等。结果表明,所制备的丙烯酸酯/碳纳米管涂料电阻达到了1×103Ω左右,涂料的附着力、硬度、冲击力等性能良好。     

超临界法制备多孔纳米Fe_3O_4/SiO_2复合磁性微球及性能

为了制备具有纳米多孔结构的磁性复合微球,采用正硅酸四乙酯(TEOS)和金属氯盐分别作为SiO2和铁氧体的前驱体,通过溶胶凝胶法制备将Fe3O4纳米颗粒分散于SiO2基体中的Fe3O4/SiO2磁性纳米复合微球,并用超临界干燥法对其进行干燥。利用X线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和振动试样磁场计(VSM)等分析测试手段对合成的材料进行性能表征。结果表明:复合粒子包覆完好、性能优良、分散性良好,制备颗粒的粒径为30 nm,比饱和磁化强度为84.09 A.m2/kg。     

甲基三乙氧基硅烷改性制备疏水SiO2气凝胶

采用原位聚合法结合超临界干燥工艺,以正硅酸四乙酯为硅源、甲基三乙氧基硅烷为改性剂制备出疏水型SiO2气凝胶．采用比表面积及微孔物理分析仪、接触角分析仪、热分析仪和红外光谱仪对其性能和结构进行表征．结果表明：所制备出的SiO2气凝胶是接触角为160°、比表面积为674．47m^2／g和孔体积为4．13cm^3／g@疏水型气凝胶．疏水SiO2气凝胶的热稳定温度为244．5℃．