超临界流体干燥技术制备NiO-SiO2二元纳米材料及其结构特征

简要介绍了超临界流体干燥技术的发展及其基本原理, 着重阐述了采用溶胶-凝胶(sol-gel)法和超临界流体干燥技术制得的NiO-SiO2二元纳米材料的组成对其结构的影响规律.用比表面与孔隙度分析仪、TEM等分析手段研究了这种复合材料的结构特性.结果发现在NiO-SiO2二元纳米材料中, 随着NiO含量的不断提高, 二元纳米材料的比表面积和孔体积不断减小, 而堆密度和孔尺寸不断变大, 同时显微形貌由纤维放射状、束状变为椭圆状并逐渐过渡到颗粒更大的圆球状.     

中外新材料研究趋势和热点

介绍了新材料发展的特点和趋势,以及发达国家新材料的发展战略,讨论了我国新材料研究在全球格局中所处的位置和新材料产业发展的热点。     

气体流量对多壁纳米碳管形貌和产率的影响

以CH4为碳源气，以H2为还原气，以纳米NiO-SiO2气凝胶为催化剂，探讨了气相化学沉积法制备多壁纳米碳管工艺过程中，气体流量对产物形貌和产率的影响。实验结果表明，CH4和H2流量保持为2：1，气体总量一定时可以经济地制备出长径比大，形态较好的纳米碳管，且产率较高。     

纳米莫来石粉体的合成及其表征

以异丙醇铝和正硅酸乙酯为主要原料,采用溶胶-凝胶-超临界流体干燥技术(sol—gel—supercritical fluid drying)制备了n(Al2O3):n(SiO2)为3:2的Al2O3-SiO2二元纳米气凝胶,通过中温煅烧,获得了纳米级莫来石粉体。用热重-差示扫描热量计(TG—DSC)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)及物理吸附分析仪等手段研究了经不同温度处理后样品的显微形貌、比表面积、微孔孔容分布及物相变化等规律。TG—DSC分析表明:在煅烧过程中,气凝胶的大部分质量损失(15.98％)在700℃左右已完成,在DSC曲线上450℃和1 105℃时存在2个因结构重整晶化的放热峰和850℃时存在1个非晶化的吸热峰;借助于TG—DSC,XRD和TEM分析手段,可以确定在纳米Al2O3-SiO2二元材料内,在1 015℃左右开始形成莫来石,在1 100～1 200℃期间就已完全转变成莫来石,1 200℃可得晶粒发育良好的纳米莫来石粉体;TEM和物理吸附分析仪测试结果表明:1 100℃和1 200℃所得纳米莫来石的微粒大小分别为30 nm和50 nm左右,比表面积分别为138.91 m2/g和95.81m2/g。     

制备参数对多壁碳纳米管形貌的影响

以甲烷为碳源气,以氢气为还原气,以纳米级NiO/SiO2气凝胶为催化剂,探讨了气相化学沉积法制备多壁碳纳米管工艺过程中,制备参数对产物形貌的影响。实验结果表明,随着反应时间的延长,多壁碳纳米管的直径没有明显改变,长度增加,长径比随之增加。CH4与H2的流量比例为2∶1时,可制得形貌规整、长径比大的多壁碳纳米管。     

气体种类对CVD法制备碳纳米管的影响研究

以甲烷(CH4)和丙烷(C3H6)为碳源气,以纳米级NiO/SiO2气凝胶为催化剂,采用化学气相沉积法(CVD),在合适的工艺条件下,制备出碳纳米管.通过XRD、TEM、BET吸附等手段对制得的碳纳米管进行了表征,考察气体种类对碳纳米管的影响.结果表明:采用两种碳源气制备的碳纳米管,其形貌和结构均有所不同.由CH4制备的碳纳米管长径比大,管壁光滑,形貌规整;而由C3H6制备的碳纳米管,产物中有少量无定形物,且管壁不光滑,有折点出现.     

反应时间对CVD法制备多壁碳纳米管产率和形貌的影响

以甲烷为碳源气,以氢气为载气和还原气,以自制纳米NiO/SiO2气凝胶为催化剂,探讨了气相化学沉积法制备碳纳米管工艺过程中,反应时间对产物产率和形貌的影响.实验结果表明,随反应时间的延长,碳纳米管的产率不断提高,一定时间后增长趋于平缓,TEM图象表明碳纳米管的长径比也随之增加.     

碳纳米管的制备和吸附特性研究

采用CVD法制备了碳纳米管,并用TEM、BET吸附和~(129)Xe NMR对碳纳米管的表面和内部结构进行了表征.通过BET吸附和~(129)Xe NMR的结果对比分析,可以推断碳纳米管并非全部是中空的,而是被许多隔膜分隔成多个锥帽形空腔,这些隔膜一般为无定形碳,五元环或七元环.经过纯化后的碳纳米管具有优异的吸附性能,有望作为新一代的储氢材料.     

纳米技术在耐火材料中的应用

纳米技术作为一门崭新的技术，将广泛应用于各个领域。纳米材料由于具有表面效应、量子尺寸效应和隧道效应，以添加剂的形式加入耐火材料中，可显著提高耐火材料物理性能和使用性能。将纳米技术与传统耐火材料生产技术相结合，有望使耐火材料呈现新的生机。     

Al2O3-SiO2纳米复合粉体材料的超临界制备及其性能

采用sol-gel法和超临界流体干燥技术合成了Al2O3-SiO2纳米复合粉,并研究了该复合粉经不同温度处理后的显微结构形貌、比表面积、孔容分布、物相变化及分形维数等的变化规律.结果表明热处理温度直接影响粉体的显微结构特征,并决定其比表面积、孔容和分形维数;该复合粉体材料的莫来石化温度为1015℃左右.