SiO_2气凝胶的凝胶化过程理论研究（英文）

将理论研究的凝胶点pH值、颗粒尺寸、较高的孔隙率等参数与实验参数直接对应,对于凝聚结构的研究来说是一件有巨大挑战性的课题。但是分形模拟可以用一个幂律指数来处理粒子尺度的分布和气凝胶凝胶时的自相似性质。在凝胶过程中,胶体颗粒在高分子溶液骨架中的凝聚具有分形的特性。所以,研究SiO_2气凝胶的胶粒生长过程和内部结构的分形特性对于研究高分子骨架的形成过程具有很重要的意义。本文采用有限扩散集团凝聚模型(DLCA)模拟气凝胶的凝聚过程。所得结果也得到了讨论。     

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。     

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。     

氧化铜气凝胶的制备与结构表征

以CuSO₄·5H₂O为前驱体,聚丙烯酸为分散剂,采用溶胶 凝胶法制备出铜基复合气凝胶,该气凝胶经高温热处理后得到氧化铜气凝胶。通过场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）以及N₂吸附对气凝胶的结构进行了表征。结果表明：铜基复合气凝胶是由大量球状颗粒堆积而成的;经不同温度热处理,气凝胶逐渐由三维网络状结构转变为致密结构。XRD谱表明,该材料为无定形态,随处理温度的升高,气凝胶的晶型不断变化,并最终变为氧化铜气凝胶。N₂吸附结果表明,经不同温度处理后,气凝胶样品具有较高的比表面积。     

聚丙烯酰倍半硅氧烷(MPMS-SSO)有机/无机杂化气凝胶中的N_2等温吸脱附特性分析

采用自制的甲基丙烯酰多羟基倍半硅氧烷(MPMS-SSO)制备了UV固化的有机/无机杂化湿凝胶。N2等温吸脱附实验表明,气凝胶样品具有典型低压吸附滞后现象。将POSS分子中的笼形结构抽象为不同形状的极微孔模型,并对其进行了相关的数据计算,表明低压区吸附滞后现象可能与笼形结构对N2分子的强吸附有关。场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明构成气凝胶三维珍珠链结构的骨架的颗粒尺寸为20～30nm,骨架上具有约5～10nm的孔洞结构,珍珠链之间的孔洞结构尺寸约20nm,HRTEM表明气凝胶骨架的基本颗粒有机、无机组分分布均一,没有明显的相界面,初级颗粒约为几个纳米大小,由不同数目的倍半硅氧烷分子聚合而成。     

氧化镍气凝胶的制备与表征研究

以聚丙烯酸作为模板,NiCl2·6H2O为前驱体,采用环氧化物法制得了镍基复合气凝胶,该气凝胶经过400℃处理后得到氧化镍气凝胶。通过场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸附对气凝胶的结构进行了表征,结果表明气凝胶是由大量纳米颗粒堆积而成的,其骨架是由大量含氧化镍的胶体颗粒组成的;N2吸附表明气凝胶具有较高的比表面积为192m2/g。X射线衍射(XRD)谱图表明,室温下合成的镍基复合气凝胶为无定形态,该样品经过400℃处理后气凝胶的晶型发生了变化,得到氧化镍气凝胶。     

PMMA／丙烯酰倍半硅氧烷共聚物的合成与性能表征

采用自制的甲基丙烯酰多羟基倍半硅氧烷(MPMS-SSO)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)制得块体PMMA/MPMS-SSO杂化材料.通过透射电镜、差热分析、热重和红外吸收光谱表征了杂化材料的的微观结构和热性能.结果表明,杂化材料的热性能有明显提高,玻璃化转变温度比纯PMMA提高约57 ℃,分解温度提高约112 ℃;杂化体系不是简单的物理混合,两相之间存在共价键,形成了均一体系,杂化材料的透光率达到85%.     

低收缩块状PMMA/SiO_2杂化材料制备及性能表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂(MPMS)为原料,采用溶胶-凝胶法制备出低收缩、具有良好光学性能的PMMA/SiO2杂化材料。通过透射电子显微镜、差热分析、红外吸收光谱和紫外光-可见分光光度计表征了杂化材料的微观形貌、热性能和透明性。结果表明材料的网络结构相对比较均匀,在可见光波长范围内材料均一性好;有机相和无机相之间是通过共价键相互连接的,没有出现有机相、无机相分离现象;杂化材料的透光率约90%。     

紫外光固化块体PMMA/SiO2有机/无机杂化材料

以正硅酸乙酯（TEOS）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）为原料,采用溶胶－凝胶法和紫外光固化技术制备块体PMMA/SiO2有机/无机杂化材料,通过透射电镜（TEM）、红外光谱（FTIR）和差热分析（DSC）研究了杂化材料的微观特性和热性能,研究表明该方法制备的二氧化硅溶胶粒径在100 nm左右,分散良好;杂化材料中有机相和无机相是以共价键的形式相互连接的,没有出现有机相和无机相的相分离现象,并且两相之间形成了互穿的网络结构。     

氧化锡纳米晶气凝胶制备及其表征

介绍一种低体密度、高表面积、具有纳米量级骨架和晶粒尺寸的块状多孔氧化锡(SnO2)气凝胶的制备方法。场发射扫描电子显微镜（FESEM）表明,气凝胶是由大量纳米粒子堆积而成的三维多孔材料。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）表明,气凝胶的骨架粒子由平均粒径为2～3nm的纳米微晶构成。N2吸附表明,气凝胶具有较高的比表面积,约为355.65m2/g,通过该方法计算出的气凝胶的骨架颗粒粒径为2.4nm,与HRTEM结果吻合较好。