二氧化硅气凝胶隔热材料

SiO2气凝胶是一种由SiO2胶体粒子相互团簇聚集形成的纳米多孔网络结构材料,由于在常温下具有很低的密度和极低的热导率,因此成为最具有开发潜力的一种超级绝热材料.     

非水溶液盐效应的静电作用研究

本文应用B.E.Conway等的静电盐效应理论计算了各种质子型和非质子型非电解质溶质在环丁砜+盐溶液中的盐效应常数。讨论了不同类型溶质和电解质相互作用的差别。结果表明:用单纯的静电模型描述离子与质子型溶质的相互作用是不全面的。     

玻璃纤维增强气凝胶防护性能的研究

在改进的霍普金森压杆上对玻璃纤维增强气凝胶的防护性能进行了初步研究,使用高速摄影技术研究了气凝胶的防护机理,并通过靶试实验验证了气凝胶/钢复合靶板对实弹的防护效果.结果表明,使用12mm厚的气凝胶对入射波进行整形后,输入杆上应力时间曲线的形状由矩形逐渐变为准三角形.输入杆上的最大应力由700MPa降低为311MPa,应力持续时间由80μs延长为210μs.气凝胶在子弹冲击作用下发生爆炸,改变了应力状态并消耗大量能量.纤维可以延缓气凝胶的爆炸过程,有利于能量的散失.气凝胶/钢复合靶板能够有效地防护弹丸的冲击,气凝胶对内层的钢板起到了很好的保护作用.     

二氧化硅气凝胶的性能受热过程的影响

成功地以水玻璃为硅源,经乙醇溶剂替换及六甲基二硅醚和盐酸的混合液对SiO₂湿凝胶表面基团改性后,常压干燥制备出低密度、高比表面积、超疏水、低热导率的高性能SiO₂气凝胶块体.SiO₂气凝胶在室温至400℃附近具有稳定的疏水性能,460℃附近气凝胶由疏水型完全转变成亲水型.重点研究了室温至400℃之间,SiO₂气凝胶的微观结构和物理性能受热处理过程的影响.SiO₂气凝胶即使经过400℃高温热处理后,仍能保持优异的疏水性能、较高的比表面积和较低的热导率等.     

碳纳米管增强气凝胶隔热复合材料的性能研究

以碳纳米管为增强相,通过溶胶-凝胶和常压干燥制备出碳纳米管增强SiO2气凝胶隔热复合材料,对复合材料的形貌和微观结构进行了表征,测试了材料的红外透射率、有效导热系数及抗压强度.研究结果表明加入碳纳米管后气凝胶平均孔径略有减小、红外辐射遮挡效率提高,使碳纳米管增强气凝胶复合材料具有超级绝热性能;而且碳纳米管明显改善了气凝胶的抗压强度,如加入1wt%碳纳米管后气凝胶在10%形变下的抗压强度提高了1.7倍.     

低密度二氧化硅气凝胶微观结构与隔热性能表征

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法及超临界流体干燥技术制备了密度为11kg/m³的低密度二氧化硅气凝胶块体材料,并与密度为25kg/m³和38kg/m³的二氧化硅气凝胶块体材料进行性能对比。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET等检测方法对样品的微观结构进行表征,对比了不同密度低密度气凝胶的微观结构,并测试了不同温度下的导热系数。结果表明：相比于密度更大的气凝胶材料,11kg/m³低密度气凝胶具有更为纤细的骨架结构和更大的孔洞尺寸,以及较小的比表面积,室温条件下具有最大的导热系数;在气凝胶密度小于40kg/m³的范围内,呈现出密度越小,导热系数越大的规律。     

低温真空环境下不同密度二氧化硅气凝胶复合材料隔热性能研究

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m³的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130～25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导热系数,研究了复合材料的密度及组成对于气凝胶材料隔热性能的影响规律。结果表明：在常压、25℃条件下,在不同密度的气凝胶复合材料中,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小(0.013 W/(m·K));密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小;密度为120、260、320 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而增大。在真空、-130～25℃的条件下,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小;密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小。在130℃时,由于密度为320 kg/m³的气凝胶复...     

二氧化硅气凝胶改性方法及研究进展

为了提高采用溶胶-凝胶法制备的二氧化硅气凝胶的网络强度,介绍了对二氧化硅气凝胶进行改性的3种方法. 以正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法和表面修饰工艺,在常压条件下制备了SiO2气凝胶. 傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)测试结果表明,SiO2气凝胶具有较好的疏水特性. 表面修饰剂三甲基氯硅烷在正己烷中的体积分数为6%,表面修饰时间为24h时,气凝胶具有优化的性能.     

二氧化硅气凝胶最佳表面改性条件的研究

采用共前躯体法和衍生法两种改性方法,选用甲基三甲氧基硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅烷三种疏水试剂,对二氧化硅气凝胶的表面改性进行了研究.结果表明,选用三甲基氯硅烷为疏水试剂通过衍生法在浓度为10%(V/V)改性12 h得到的二氧化硅气凝胶物理性能和疏水性能良好.     

二氧化硅气凝胶的常压制备及其特性研究

以正硅酸乙酯为原料,先采用溶胶-凝胶法制备湿凝胶,然后浸泡在反应溶液中进行老化,再利用正己烷进行溶剂交换,三甲基氯硅烷进行表面改性,最终获得轻质多孔二氧化硅气凝胶. 进一步考察了凝胶时间随乙醇和水的不同加入量和pH值的变化,利用FTIR、XRD和SEM等方法对二氧化硅气凝胶表征. 结果表明,所制备的疏水SiO2气凝胶的密度、比表面积和孔隙率分别为77～200 kg·m-3,500～750 m2g-1和85%～95%,其颗粒尺寸为50～200 nm.     

二氧化硅气凝胶的纳米结构与分形特性研究

二氧化硅气凝胶的纳米结构与分形特性研究沈甲，王珏，吴翔二氧化硅气凝胶是用溶胶一凝胶法经超临界干燥工艺制得的新型轻质纳米多孔材料．用ＢＥＴ、ＳＥＭ、ＳＡＸＳ等手段研究了其纳米结构．发现不同催化剂条件下制备的气凝胶纳米结构不同，且具有不同的分形特性．同时...     

纤维增强型二氧化硅气凝胶的制备条件优化研究

为了改变纯二氧化硅气凝胶的低强度和低韧性,用水镁石纤维来增强二氧化硅气凝胶,条件的优化是制备增强型硅气凝胶材料的关键,通过优化分散剂的种类和用量、纤维的用量以探寻最佳的制备条件.结果表明:当选择十二烷基磺酸钠做分散剂、分散剂的用量为纤维质量的15%、纤维为纯二氧化硅质量的4%的条件下,制得的纤维增强型SiO_2气凝胶的机械性能最佳.     

基于β–环糊精聚合物气凝胶的制备及吸附性能

以环氧氯丙烷为交联剂,采用交联聚合的方法,并辅以聚乙二醇为软段聚合物,制备β–环糊精聚合物水凝胶,然后经冷冻干燥得到β–环糊精聚合物气凝胶新材料.探索环氧氯丙烷、聚乙二醇及凝胶固含量等条件对β–环糊精聚合物气凝胶的性质及微观结构的影响,研究β–环糊精聚合物气凝胶对芳香类微污染水样的吸附性能,并对吸附过程中的热力学数据进行了拟合.结果表明:β–环糊精聚合物气凝胶表观密度为0.138～0.739 g/cm3,具有三维贯通的多孔网络结构,其机械强度可通过改变环氧氯丙烷比例或聚乙二醇相对分子质量大小调节;当加入60 mg表观密度为0.138 g/cm3的气凝胶时,甲苯的去除率在85%以上,其实验最大吸附容量为167.6 mg/g.     

甲基修饰二氧化硅气凝胶的红外光谱和热分析研究

采用红外光谱(FTIR)和热重一微分热重(TG-DTG)法研究了甲基修饰二氧化硅气凝胶样品在空气环境中的热分解,利用Coast-Redfern积分法和Achar微分法相结合的方法,求出了甲基修饰二氧化硅气凝胶在热分解过程中的活化能和指前因子.结果表明:Si-CH3的热稳定温度在450℃左右,至600℃时样品中的-CH3已完全分解;在空气气氛下,-CH3的热分解过程经历了4个阶段,各阶段具有不同的热动力学机理函数,其活化能分别为60.36、191.25、77.34和203.53 kJ/mol,指前因子分别为7.71×107、6.02×1018、2.49×103和2.04×1011 S-1.     

PMMA添加量对PVDF-HFP聚合物电解质结构及性能的影响

采用溶剂挥发法,以丙酮和DMF做混合溶剂制备PVDF-HFP/PMMA聚合物电解质,通过X射线衍射、热失重分析、交流阻抗、恒流充放电循环及倍率充放电等测试手段,考察了PMMA的添加量对聚合物电解质性能的影响.研究发现当PMMA的添加量为50%时,聚合物电解质表现出最佳性能,室温离子电导率从0.26 m S/cm提升到1.35 m S/cm,以Li Co O2作正极材料,锂片作负极材料组装的聚合物锂离子电池初始容量从80.1 m Ah/g提升到143.6 m Ah/g,在0.2 C倍率条件下,50个循环后容量保持率还能达到80%,表现出优异的锂离子电池性能.     

气凝胶复合材料抗弹性能的研究

使用球形弹丸对硅气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶复合材料进行靶试实验,研究3种气凝胶复合材料的抗弹性能.实验表明:气凝胶作为面板可以有效提高复合靶板的抗弹能力;在子弹冲击过程中,气凝胶表现出明显的应变率强化效应,吸收子弹动能的能力显著提高;当气凝胶作为夹层,铝合金为面板和背板时,面板由于没有足够的背强作用而发生弯曲破坏,导致靶板整体抗弹性能提高不明显;有机气凝胶具有较高的动态压缩强度和较大的动态失效应变,因此其抗弹性能较好;硅气凝胶的动态压缩强度虽然低于碳气凝胶的动态压缩强度,但是其动态失效应变高于碳气凝胶的动态失效应变,因此硅气凝胶与碳气凝胶的抗弹能力相当.     

CRF气凝胶的电化学性能测试研究

对CRF气凝胶在H2 SO4电解液中的电化学行为进行研究 ,表明CRF气凝胶在H2 SO4电解液中电化学性能稳定 ,得到的单电极的电容值比实测的双电层电容器的电容值要大 ,完善双电层电容器的制备工艺使得电解液供应充分 ,有望进一步提高双电层电容器的电容值 .理论计算得出的双电层电容器的电容值要大于实测电容值 ,优化电极制备条件使得CRF气凝胶电极的比表面积并没有被全部利用     

玄武岩纤维增强地质聚合物性能的研究

以偏高岭土和碱激发剂水玻璃为主要原材料,掺入玄武岩纤维制备地质聚合物.研究了玄武纤维长度、表面形态、体积掺量对地质聚合物抗压强度、抗折强度和干燥收缩性能的影响规律.试验结果表明:随着玄武岩纤维长度和体积掺量增加,地质聚合物的抗压强度和抗折强度呈逐渐增加趋势,干燥收缩率呈降低趋势.掺入有捻的玄武岩纤维比无捻的玄武岩纤维更...