紫外光固化聚丙烯酰/SiO2有机/无机杂化气凝胶制备

 采用自制的甲基丙烯酰多羟基倍半硅氧烷制备了UV固化的有机/无机杂化湿凝胶。湿凝胶经CO₂超临界干燥后即得到相应的杂化气凝胶，气凝胶经场发射扫描电子显微镜，高分辨透射电镜分析表明：构成气凝胶3维珍珠链结构的骨架的颗粒尺寸为20～30 nm，骨架上具有5～10 nm的孔洞结构，骨架颗粒有机、无机组分间没有明显的相界面。气凝胶的比表面积、吸附特性和微观孔结构采用经典的N₂吸附法获得，结果表明气凝胶比表面积为520.9 m²/g，孔洞结构主要由50 nm以下的介孔所构成。     

块状Ta2O5-TiO2复合气凝胶的制备与表征

 以乙醇钽、钛酸丁酯为原料，以乙醇为溶剂，通过溶胶-凝胶法及超临界干燥成功制备了Ta₂O₅-TiO₂复合气凝胶。用场发射扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、扫描电镜模式下的电子能谱仪（EDS）以及比表面积吸附仪（BET）对其进行表征。结果表明:该气凝胶是由粒径在nm量级的Ti和Ta的羟基氧化物胶体颗粒堆积而成的低密度、高比表积的多孔网络结构材料，孔径分布主要集中在5~15 nm，比表面积为492.9 m²/g，密度为90 mg/cm³左右。     

超低密度SiO2气凝胶的制备及成型研究

 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，采用酸碱二步催化溶胶-凝胶法，结合超临界干燥技术制备了超低密度SiO₂气凝胶,最低密度为3.4 mg/cm³；进一步结合成型工艺，在解决了模具设计和脱模技术后制备了具有不同密度的柱状和微型套筒样品，密度10～50 mg/cm³。研究了水、催化剂、稀释剂对二步溶胶-凝胶过程的影响，获得了制备低密度SiO₂气凝胶的最佳条件。利用扫描电镜、孔径分布及比表面积测试仪等对SiO₂气凝胶微结构进行了研究。结果表明，获得的超低密度SiO₂气凝胶具有较好的纳米网络，平均孔径18.9 nm，还具有高比表面积898 9 m²/g。     

种子法制备金掺杂二氧化硅气凝胶

 采用羟胺种子法合成了金掺杂二氧化硅气凝胶。采用紫外 可见光分光光度计研究了还原过程中体系的变化情况。使用透射电镜（TEM）研究了气凝胶的微观结构，气凝胶的比表面积和孔径分布由BET-BJH方法测试。结果表明通过种子法可以制备金掺杂质量分数0.01%~1.00%，密度25～50 mg／cm³，比表面积达800 m²/g以上的SiO₂气凝胶样品。     

MF气凝胶的制备和结构表征

 以三聚氰胺(M)和甲醛(F)为原料，经溶胶-凝胶和超临界干燥工艺制备出密度156.82 mg/cm³的MF气凝胶。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及比表面测定仪(BET)等测试手段研究了其结构和性能。XRD结果表明MF气凝胶是一种非晶材料；TEM和SEM结果表明MF气凝胶所有孔孔径均在10 nm左右；孔径分布及比表面积测试仪测得该气凝胶具有很高的比表面积（1 015.98 m²/g），孔径大小主要为5~30 nm。所得MF气凝胶是一种具有nm量级3维网络结构的轻质多孔材料，有望在ICF实验靶中得到应用。     

铜基氧化物气凝胶的制备与表征

 以CuCl₂·2H₂O为前躯体,环氧丙烷为凝胶促进剂,制得了铜基氧化物气凝胶。通过场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、X射线衍射、红外谱图及N₂吸附等方法,对气凝胶的结构进行了表征。结果表明：室温下合成的铜基氧化物气凝胶呈现3维网络状结构,其骨架由大量微小晶粒组成,颗粒粒径为几nm;随处理温度的升高,体系中的有机相逐渐被灼烧完全,气凝胶也由3维网络状结构转变为致密结构;气凝胶随温度升高不断变化,并最终生成氧化铜气凝胶。N₂吸附结果表明气凝胶具有较高的比表面积,为386 m²/g。     

间苯三酚-乙醛有机气凝胶的制备与表征

 以碳酸钠为催化剂，乙醇为溶剂，间苯三酚 乙醛为反应前躯体，经溶胶 凝胶、交联老化、二氧化碳超临界干燥制备出间苯三酚-乙醛(PA)有机气凝胶。扫描电镜观察和N2吸附测试结果表明：气凝胶具有较高的比表面积，是一种连续nm级３维网络结构的多孔材料，其比表面积为1 210 m²/g，平均孔径为11 nm，与传统有机气凝胶相比，提高了比表面积，一定程度上实现有机气凝胶的扩孔。     

基于TaCl5的Ta2O2气凝胶制备工艺

 主要介绍了以TaCl₅为前驱体，低分子醇类为溶剂，分别采用环氧丙烷和环氧氯丙烷作为凝胶促进剂制备Ta₂O₂湿凝胶，湿凝胶经过CO₂超临界干燥而获得白色Ta₂O₂气凝胶。透射电镜图谱表明气凝胶是由粒度为10～20 nm的颗粒堆积而成。N₂等温吸附-脱附分析表明，气凝胶的比表面积为800～900 m²/g。     

高密度间苯二酚-甲醛碳气凝胶ICF靶的制备与吸附性能研究

 以间苯二酚和甲醛为前驱体，通过改进传统制备技术解决了高密度间苯二酚-甲醛(CRF)碳气凝胶制备过程中的龟裂问题，制备出了符合ICF实验需要的高密度CRF碳气凝胶材料。分别对CRF碳气凝胶的元素组成和物相组成进行了鉴定，采用自动吸附仪考察了CRF碳气凝胶对N₂和H₂的吸附性能。结果表明：该碳气凝胶是一种由C元素组成的类似石墨结构的非晶固态材料，结构均匀性好，具有良好的机械加工性能，比表面积达676 m²·g^-1，平均孔径为7.16 nm；氢吸附质量分数达2.28%，相应体积密度为17.83 kg·m^-3。     

纳米多孔碳气凝胶的储氢性能

 以间苯二酚和甲醛为原料,采用溶胶-凝胶工艺,结合高温碳化和溶剂替换常压干燥技术,制备了碳气凝胶。通过改变间苯二酚与碳酸钠的物质的量比和反应物间苯二酚与甲醛的质量分数,实现对碳气凝胶孔洞结构的控制。制备了钯掺杂碳气凝胶。以透射电镜、X射线衍射谱证实了钯元素以纳米单质颗粒形式存在于碳气凝胶的骨架结构中。对掺杂碳气凝胶进行了活化工艺的后处理,成功提高了比表面积有2倍之多,获得了比表面积为1 273 m²/g的钯掺杂碳气凝胶。氢吸附性能研究结果表明：最优活化工艺所得的碳气凝胶样品（3 212 m²/g）在92 K,3.5 MPa条件下的饱和储氢质量分数为3%,此样品在303 K,3.2 MPa时的储氢质量分数为0.84%。对钯掺杂碳气凝胶的常温（303 K）氢吸附测试表明,掺杂后碳气凝胶的总储氢质量分数下降了,但单位比表面积的储氢质量分数提高了。     

Preparation and characterization of metal-doped carbon aerogel for supercapacitor

Carbon aerogel was prepared by polycondensation of resorcinol and formaldehyde using sodium carbonate as a catalyst with a resorcinol to catalyst ratio of 500. Co-doped carbon aerogels were then prepared by an impregnation method with a variation of cobalt content (1, 3, 5, 7, 10, and 15 wt.%), and their performance for supercapacitor electrode was investigated by measurement of specific capacitance in 1 M H₂SO₄ electrolyte at a scan rate of 10 mV/s. Among the samples prepared, 7 wt.% Co-doped carbon aerogel showed the highest capacitance (100 F/g) and stable cyclability. The enhanced capacitance of Co-doped carbon aerogel was attributed to the faradaic redox reactions of cobalt oxide. On the basis of this result, 7 wt.% Cu-, Fe-, Mn-, and Zn-doped carbon aerogels were also prepared by an impregnation method for use as a supercapacitor electrode. Among the metal-doped carbon aerogels, Mn-doped carbon aerogel showed the highest capacitance (107 F/g) while Cu- and Fe-doped carbon aerogels exhibited the most stable cyclability.     

超低密度SiO2气凝胶的制备研究

超低密度的SiO2气凝胶是一种经典的三维网状纳米多孔材料,已经广泛应用于如保温隔热、吸附等多种领域。以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,采用酸碱两步法,利用乙醇超临界干燥技术制备了超低密度的SiO2气凝胶,分别利用SEM\TEM\BET等表征手段对该气凝胶进行了一系列的研究,发现当其密度为0.6 mg/cm3时,气凝胶拥有最佳的综合性能。该种气凝胶具有超低密度、高比表面积、加工成型性好、制备周期短等优点,有望在激光惯性约束聚变实验中作为冷冻靶发挥巨大的作用。