酚改性MF气凝胶的制备及表征

 以三聚氰胺和甲醛为原料制备MF气凝胶,在凝胶化过程中加入酚类化合物对MF体系进行改性,获得相应的湿凝胶,湿凝胶经超临界干燥,制备出密度为最低可达50 kg·m^-3的酚改性MF气凝胶。采用高分辨透射电镜、场发射扫描电镜、红外吸收光谱和热重分析表征了酚改性MF气凝胶的组成、结构以及热性能。结果表明:酚类的引入,MF气凝胶体系由堆积型结构变成链球状多孔纳米结构,同时在较低的温度下（＜300 ℃）,体系的热稳定性有所提高。     

均苯三酚改性三聚氰胺-甲醛气凝胶的制备与表征

以三聚氰胺、均苯三酚和甲醛为原料,经过溶胶凝胶、CO2超临界干燥,制备出由均苯三酚改性的最低密度为44 mg/cm3、透明、不易开裂的三聚氰胺-甲醛（MF）气凝胶,利用Materials-Studio软件模拟,结果证明了均苯三酚的引入可以缩短凝胶时间。并采用扫描电镜（SEM）, 红外（FT-IR）, 热重（TGA）对样品进行了表征,测试表明:改性后的MF气凝胶具有由直径30 nm的骨架构成三位连续空间网络结构,孔径约为100 nm,且分布均匀,热性能也有所提高。     

溶胶-凝胶工艺制备香豆素掺杂SiO_2凝胶及其荧光特性研究

本文用溶胶－凝胶工艺制备了有机染料香豆素（ｃｏｕｍａｒｉｎ）掺杂ＳｉＯ２凝胶。观察分析了水解过程中的分相与凝胶干燥过程的开裂现象。通过改变反应条件以及引入添加剂，避免了分相与开裂现象，制备出尺寸约为２０×２０×１０ｍｍ完整透明的香豆素掺杂ＳｉＯ２凝胶。用差热分析和红外光谱研究了凝胶的结构和热性能。测定了凝胶的荧光激发光谱和发射光谱     

疏水介孔SiO2的制备与性能表征

以廉价的工业级正硅酸乙酯为原料,经过酸碱两步催化制备二氧化硅凝胶,以三甲基氯硅烷/六甲基二硅氧烷混合液对凝胶进行直接表面改性,常压干燥下得到高比表面积疏水性二氧化硅气凝胶.用SEM、IR、N2吸脱附、TG-DTA、接触角的测定等分析方法对二氧化硅化学成分、结构形貌、比表面积、热稳定性和疏水性能进行了研究.结果表明,经改...     

碳气凝胶薄片的制备及表面密度致密层去除工艺

研究了不同密度和厚度的碳气凝胶薄片的制备及其表面致密层去除工艺。在以间苯二酚、甲醛为原料制备有机及碳气凝胶块体材料的基础上,结合自制活动式微模具成型工艺,制备了厚度在80~350 μm,密度在50~600 mg·cm-3范围内变化的碳气凝胶薄片。采用场发射扫描电镜、X射线相衬成像和表面轮廓仪-台阶仪等手段对其表面和内部微观结构进行了表征。测试结果表明,碳气凝胶薄片与块体的内部结构相同,但薄片表面存在一层和内部结构截然不同的致密层。采用不同粗糙程度的材料对薄片进行了表面微处理,成功去除该致密“皮”层。     

碳气凝胶薄片的制备及表面密度致密层去除工艺

 研究了不同密度和厚度的碳气凝胶薄片的制备及其表面致密层去除工艺。在以间苯二酚、甲醛为原料制备有机及碳气凝胶块体材料的基础上,结合自制活动式微模具成型工艺,制备了厚度在80~350 μm,密度在50~600 mg·cm^-3范围内变化的碳气凝胶薄片。采用场发射扫描电镜、X射线相衬成像和表面轮廓仪-台阶仪等手段对其表面和内部微观结构进行了表征。测试结果表明,碳气凝胶薄片与块体的内部结构相同,但薄片表面存在一层和内部结构截然不同的致密层。采用不同粗糙程度的材料对薄片进行了表面微处理,成功去除该致密“皮”层。     

常压干燥法制备碳气凝胶及其电极性能研究北大核心CSCD

以间苯二酚-甲醛为前驱体,通过加入P123以增强有机气骨架的方法,采用常压干燥技术制备碳气凝胶电极材料,有机凝胶在干燥过程中收缩率极大降低。通过二氧化碳活化法对常压干燥获得的碳气凝胶孔结构进行了调控。研究了不同温度对其结构的影响,获得了最高比表面积达3544m2/g的碳气凝胶。6mol/L的KOH电解液中测试表明,常压干燥碳气凝胶具有稳定的充放电性能,随着活化温度的升高,比容量逐渐增加,最高比电容可达261F/g。常压干燥技术制备的碳气凝胶电极材料在降低生产成本的同时,仍具有理想的电化学性能。     

改性SiO2气凝胶制备及其在ICF实验中的应用

 以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，采用酸碱两步催化法制备了SiO₂醇凝胶。醇凝胶分别经过TEOS母液、甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）处理后，以六甲基二硅胺烷（HMDSA）为疏水改性试剂，制备了改性SiO₂醇凝胶，醇凝胶经溶剂交换后以CO₂作为干燥介质，采用超临界干燥法制备了密度在30～100 mg/cm³的SiO₂气凝胶。用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对疏水性SiO₂气凝胶进行了研究。研究结果表明,经过改性的气凝胶在潮湿环境中具有极好的尺寸稳定性和疏水性。采用精密车床加工得到了满足惯性约束聚变（ICF）物理试验要求的微柱。     

制备条件对气凝胶粉末粒径的影响

 利用超声波乳化技术，结合溶胶-凝胶反应制备了间苯二酚-甲醛有机气凝胶粉末和碳化气凝胶粉末。通过大量实验，探讨了制备条件对气凝胶粉末粒径的影响。在粉末干燥前以Zeta电位-粒径分布测试仪对乙醇悬浊液进行分析测试，对有机粉末和碳化粉末用TEM方法进行表征。研究了反应液质量分数、反应温度和时间以及分散剂与反应液体积比对产物粒径的影响。实验表明：制备条件对于制备纳米级的气凝胶粉末影响非常大，通过优化实验条件可以制备出分布较好的气凝胶粉末，超声功率较大容易实现体系均匀混合，反应液在反应过程中温度和时间的控制起着关键的作用，低质量分数的反应液所生成的产物比高质量分数的粒径要小,经碳化后粉末粒径进一步降低。     

间苯三酚-甲醛气凝胶及其碳气凝胶的制备与表征

 以间苯三酚(P)和甲醛(F)为原料，经溶胶-凝胶、溶剂交换、超临界干燥和碳化等过程制备出了间苯三酚-甲醛气凝胶(PF)及其碳气凝胶(CPF)。测试结果表明气凝胶具有比较高的比表面积、是一种连续nm级3维网络结构的多孔材料；碳化后密度和平均孔径增大，比表面积基本无变化，且仍然维持气凝胶的网络结构。催化剂摩尔比决定气凝胶的微观结构，反应物质量分数控制着气凝胶密度。通过优化制备条件，可以制备出能满足惯性约束聚变(ICF)靶需要的不同结构和不同密度的气凝胶。     

Fabrication of hydrophobic alumina aerogel monoliths by surface modification and ambient pressure drying

Hydrophobic crack-free alumina aerogel monoliths were fabricated by -Si(CH₃)₃ (trimethylsilyl substituent) modification of alcogels followed by an ambient pressure drying procedure. One-step solvent exchange and surface modification were simultaneously progressed by immersing alumina alcogels in trimethylmethoxysilane (TMMOS)/hexane solution. It is found that the hydrophobic property of alumina aerogels is affected by the contents of TMMOS from the measurements of contact angle and Fourier transform infrared spectrometry. Thermogravimetry/differential scanning calorimetry analyses reveal that the modified aerogels maintain their hydrophobic behavior up to a temperature of 260 °C. The structure and morphology of the obtained hydrophobic alumina aerogels were characterized by the measurements of N₂ physical adsorption and scanning electron microscopy, which showed that they were highly porous materials with narrow slit-like pore geometry and a high degree of pore size uniformity.     

无催化法制备低密度三聚氰胺-甲醛气凝胶

 以三聚氰胺和多聚甲醛为原料,二甲基亚砜为溶剂制备三聚氰胺-甲醛(MF)气凝胶,湿凝胶经超临界干燥,制备出密度最低可达70 kg/m3的MF气凝胶。采用红外吸收光谱、场发射扫描电镜、N2吸附-脱吸附分析和热失重分析表征了MF气凝胶的组成、微结构以及热性能。结果表明:以二甲基亚砜为溶剂制备的MF气凝胶,虽然其微观结构较以水为溶剂的气凝胶差,比表面积及孔径分布均一性均降低,但是其热稳定性有所提高。     

Visible,near-infrared and infrared optical properties of silica aerogels

Silica aerogel is an excellent thermal insulation material with a low thermal conductivity and a high porosity and has attracted great concern in applications. This paper was to experimentally investigate the optical properties of optically thick silica aerogel in the visible, near-infrared and infrared spectrum region. The fiber-loaded silica aerogel sample was prepared through sol–gel technique and supercritical drying process. Silica fibers were added into the aerogel during the preparation procedure to strength the skeleton of aerogel. As a comparison with the fiber-load silica aerogel, a silica fiber composite sample with the same chemical component and different physical structure was also prepared. A simplified two-flux model neglecting the boundary effect was used to describe the radiation propagation characteristics inside the samples. The spectral normal-hemispherical reflectances, transmittances, and normal emittances of silica aerogel and silica fiber samples were measured and compared in the wavelengths of 0.38–15 μm. Then the spectral optical constants of samples were determined using the experimental data. The spectral absorption and scattering coefficients of silica aerogel were within (0.01 cm⁻¹, 31.0 cm⁻¹) and (1.4 cm⁻¹, 25.8 cm⁻¹). The results showed that the spectrum region where the scattering coefficient is low usually corresponds to a high absorption coefficient. In addition, the total radiation properties of samples were predicted at high temperatures. The analysis of optical properties of silica aerogel is necessary to provide valuable data in applications.     

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。     

间苯二酚-甲醛凝胶自发成膜技术研究

 以间苯二酚和甲醛为原料，对水相溶胶-凝胶聚合自发成膜技术获得间苯二酚-甲醛(RF)凝胶薄膜进行了研究。主要研究了溶胶-凝胶过程中冰醋酸（HAC）含量和反应温度对凝胶过程的影响，分析了RF有机凝胶自发成膜的形成机理。IR和SEM分析表明，所得到的凝胶膜具有典型的RF有机气凝胶结构，薄膜厚度大约为50 μm，膜由直径10 μm左右的粒子组成，没有观察到明显的孔洞结构。分析认为，在间苯二酚和甲醛占总溶液的质量分数为67％左右及控制pH值在一定的酸性范围，RF凝胶自发成膜过程和机理可以用RF凝胶的收缩机理加以解释，RF自发膜的表面形貌及形成机理与均匀泡沫的连续相分离机理类似。     

Z箍缩准球形负载用TAC气凝胶的制备与表征

以三醋酸纤维素(TAC)为原料,并利用模具成型与溶胶凝胶方法,成功制备了Z箍缩准球形负载用球形及椭球形超低密度TAC气凝胶靶材料。研究了TAC溶胶凝胶化过程中光透过率随温度的变化,确定了球形与椭球形TAC气凝胶模具成型最佳凝胶化温度控制范围。TAC气凝胶微结构的扫描电子显微镜表征结果表明,该气凝胶材料结构为20~40nm的纤维丝交错形成具有纳米孔洞的三维网络微结构;TAC气凝胶的热分析结果表明,TAC气凝胶的热分解性能与其原料接近,热分解起始温度约为320℃。目前该材料已成功应用于Z箍缩准球形负载物理实验中。     

Alumina nanotubes: preparation and textural,structural and morphological characterization

Alumina nanotube was synthesized by hydrolysis of aluminum isopropoxide followed by gelation and drying under hypercritical condition. The influence of temperature on the structural, textural, and morphological properties of the material was studied by powder X-ray diffraction, infrared spectroscopy, nitrogen adsorption, thermal analysis, scanning and transmission electronic microscopy. The as-prepared alumina (300°C) was formed by boehmite crystallites. Its structure collapsed after heating (500–1200 °C) yielding γ, δ and θ alumina nanophases. The aerogel surface area changed from 254 to 99 m² g⁻¹ in this heating range. The formation of alumina nanotubes was verified by transmission microscopy analysis at the heating range.