耐高温氧化铝气凝胶研究进展

在众多气凝胶中,氧化铝气凝胶不仅热导率低,而且高温稳定性好(长期使用温度高达950℃),在高温催化、高温隔热等领域是一种理想的材料。但在工作温度超过1000℃时,氧化铝气凝胶的使用受到限制。简要介绍了氧化铝气凝胶的制备工艺,分析了氧化铝气凝胶的失效理论,并对其耐高温性能的改善进行了探讨。     

耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化铝气凝胶是一种高孔隙率、低密度、高比表面积、耐高温和低热导的纳米多孔材料,在高温隔热领域(如航天飞行器热防护系统、工业窑炉保温材料等)具有广阔的应用前景.但是,纯氧化铝气凝胶因耐温性(1000℃以上)、力学性能和高温隔热性能相对较差难以直接应用,需要引入增强相和遮光组分制备成气凝胶复合材料以进行改善.本文对耐高温氧...     

氧化铝气凝胶隔热材料的制备和热学性能

以仲丁醇铝为前驱体,以硝酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在室温条件下制备出半透明且无明显裂纹的块体氧化铝气凝胶,密度为120 kg/m~3。用场发射扫描电镜、HotDisk热分析仪、孔径分布仪、X射线衍射仪以及FT-IR红外光谱仪表征了氧化铝气凝胶的结构和热学性能,并根据气凝胶的微结构解释了传热机制。结果表明:所制备的气凝胶是一种多晶勃姆石相明显的纳米多孔材料,具有由球状颗粒组成的多级孔洞纳米网络结构。这种多级结构极大降低了气凝胶的热传导,其常温热导率低至0.020 W/m·K。     

Al2O3-SiO2气凝胶的制备及性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和仲丁醇铝(ASB)为硅源和铝源,采用溶胶-凝胶和超临界干燥工艺制备出了高比表面积的Al2O3-SiO2块状气凝胶,研究了不同溶胶配比及热处理温度对气凝胶结构的影响,利用红外光谱、氮气吸附、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对气凝胶的性能和鲒构进行了分析.结果表明,随Al/Si摩尔比增大,Al2O3-SiO2气凝胶凝胶时间逐渐缩短,比表面积(1000℃)先增后减,当Al/Si摩尔比为4∶1时,比表面积最高,为444.5m2/g;1200℃,Al/Si为8∶1时比表面积最高,为115m2/g,具有较好的高温热稳定性.红外分析表明Al2O3-SiO2气凝胶存在Al-O-Si键;在1000℃热处理后,Al2O3-SiO2气凝胶中Si含量减少到一定程度才会出现γ-Al2O3.通过SEM观察表明Al2O3-SiO2气凝胶粒子较Al2O3气凝胶小.     

高比表面积、低密度块状Al2O3气凝胶的制备及表征

以仲丁醇铝(ASB)为前驱体,乙醇为溶剂,乙酸为催化剂,乙酰乙酸乙酯(Etac)为螯合剂,通过溶胶-凝胶和超临界干燥过程制备得到块状氧化铝气凝胶,并在不同温度下对其进行热稳定性分析。此外,通过SEM,XRD,FT-IR和N_2吸附-脱附分析等测试研究了乙醇和乙酰乙酸乙酯的用量对氧化铝气凝胶微结构及比表面积的影响。结果表明:氧化铝气凝胶具有叶片状颗粒堆积形成的纳米多孔网络结构,比表面积高达744.5m~2/g,密度低至0.063g/cm~3,随着热处理温度升高,比表面积逐渐降低,1200℃热处理2h后依旧高达153.45m~2/g;经不同温度热处理后,氧化铝气凝胶的叶片状多孔结构未发生明显变化,表明该氧化铝气凝胶具有高温稳定性。     

间苯二酚-甲醛碳气凝胶粉末的性能研究

间苯二酚-甲醛有机气凝胶粉末经过高温碳化处理得到其碳气凝胶粉末.利用全自动吸附仪进行了液氮温度下有机气凝胶粉末和碳气凝胶粉末的N2吸附孔结构表征,主要研究了有机气凝胶碳化前后孔径分布的变化.并采用透射电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对粉末进行分析,结果表明,经碳化后其比表面积有较大的提高(＞500m2/g),粉末粒径减小(＜100nm).     

二氧化硅气凝胶合成新工艺

以Ｅ－４０（多聚硅氧烷）为硅源,以ＨＦ为催化剂,用溶胶－凝胶法制备出了ＳｉＯ２气凝胶法时研究了催化剂、溶剂、水等制备因素对其溶胶－凝胶过程的影响,用孔径分布测定仪、透射电镜（ＴＥＭ）、比表面测试（ＢＥＴ）等方法对其微结构进行了研究。研究结果表明,ＨＦ的加入大大加束字溶胶－凝胶反应速度;ＢＥＴ以及ＴＥＭ测试结果表明所制备的ＳｉＯ２气凝胶具有大的比表面积和纳米多孔结构（骨架颗粒约为１０纳米,孔洞尺政变     

RF有机气凝胶的合成

有机气凝胶是一种８０年代末问世的新型纳米材料。本研究以间苯二酚和甲醛为原料,在碳酸钠催化作用下,经水相溶胶－凝胶聚合、溶剂转换和超临界二氧化碳干燥合成了透明、暗红色、无裂纹的块状ＲＦ有机气凝胶,所得气凝胶密度可低至０．０３２ｇ．ｃｍ＾－３。考察了溶胶－凝胶过程中的催化剂浓度、反应物总浓度及酸交联对气凝胶特性的影响。ＴＥＭ表征表明,所得气凝胶具有典型的纳米网络结构,固体相由直径约１０ｎｍ的粒子组成,孔直径小于１００ｎｍ。     

炭气凝胶及其有机气凝胶前驱体的吸附性能

间苯二酚和糠醛的醇溶液在六次甲基四胺催化下经溶胶-凝胶过程合成醇凝胶,常压干燥后得到有机气凝胶,经炭化获得炭气凝胶.利用TEM和N2吸附表征了炭气凝胶及其有机气凝胶前驱体的结构,并通过有机蒸汽吸附实验研究了气凝胶的结构-吸附性能关系.实验结果表明：有机气凝胶和炭气凝胶对极性有机蒸汽的静态饱和吸附量高于对非极性有机蒸汽的静态饱和吸附量;提高热处理温度,有利于气凝胶对低浓度极性有机蒸汽和各种浓度非极性有机蒸汽的吸附,但不利于对高浓度极性有机蒸汽的吸附;随着有机蒸汽浓度的提高,气凝胶对极性有机蒸汽的吸附量明显增大,但对非极性有机蒸汽的吸附量影响不大,仅略微上升.此外,气凝胶的室温脱附率高达60 %～85 %.     

Al2O3气凝胶的制备技术研究

Al2O3气凝胶是一种新型、轻质的纳米多孔材料,具有许多独特的物理、化学性质和潜在的应用价值.综述了Al2O3气凝胶的超临界干燥及非超临界干燥制备方法以及各种制备参数(醇铝盐与水的比例、醇盐的类型、溶剂的类型、温度、乙醇的用量、由催化剂所决定的溶液的pH值、老化时间以及干燥过程)对Al2O3气凝胶性质的影响,并探讨了Al2O3气凝胶进一步研究的方向.     

氢氧化铝粒度和比表面积的表征

随着氧化铝市场的竞争日益激烈,国际价格时有跌落,冶金行业或是非冶金行业对氢氧化铝的物理和化学性质要求越来越严格,粒度和比表面积的测量及形貌的观察,在氢氧化铝生产中具有重要的地位。本文中对氢氧化了铝的粒度和比表面积研究,通过量化,更准确地了解氢氧化铝产品的性能,从而及时准确地组织生产,生产出砂状、超细、高白许多品种的氢氧化铝产品。     

气体吸附法测定低比表面积氧化铝粉体的比表面积

采用气体吸附法原理,以低比表面积氧化铝粉体标准物质为例,利用美国麦克仪器公司的ASAP2020比表面积和孔隙度分析仪测定其比表面积,通过改变测试条件分析各项参数值对测定结果的影响。结果表明:吸附系统"死体积"、样品用量和脱气条件等对测定结果都有比较明显的影响;对于低比表面积氧化铝粉体的理想测定条件为脱附温度250℃,脱附时间2h,样品用量2.5~3g。试验所得结果可为低比表面积粉体的比表面积准确测定提供参考。     

石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶材料的制备及其吸附性能研究

目的以石墨烯量子点为填充材料,纤维素为基体,制备石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶。方法以原生木浆纤维为原料,氯化锌溶液为溶剂来溶解纤维素,以无水硫酸钠为成孔剂,石墨烯量子点为填充材料,经水洗固化、低温冷冻干燥制备纤维素气凝胶复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、吸附实验等研究气凝胶的微观结构和对甲基蓝的吸附性能。结果制备的气凝胶材料具有三维多孔结构,大孔较多,密度低,纤维素气凝胶的密度为0.113 g/cm^3,吸附率为5.85%;复合气凝胶的密度为0.116 g/cm^3,吸附率为11.22%。结论石墨烯量子点的加入改善了纤维素气凝胶对甲基蓝的吸附效果。     

高比表面积砂状氧化铝制备研究进展

比表面积是砂状Al_2O_3的重要参数,对产品的溶解性能、吸氟能力等特性有显著影响。介绍了影响Al_2O_3比表面积的微观孔结构因素,分析了铝酸钠溶液分解过程和氢氧化铝煅烧过程的调控措施对砂状Al_2O_3产品形貌、粒度、比表面积等参数的影响,概述了外场强化、改变溶液体系等新的制备技术及其产品性能。指出各种强化技术可与现行生产工艺相匹配,为产出冶金级砂状Al_2O_3和化学品活性Al_2O_3等不同种类的高比表面积产品提供了新的途径。认为突破强度随比表面积增大而降低这一瓶颈并开发出高质量的砂状Al_2O_3依然是今后的一个研究热点。     

聚对苯二甲酰对苯二胺-芳醚共聚物的合成与成纤性能

通过共聚的方法将第三单体4,4′-二氨基二苯醚引入聚对苯二甲酰对苯二胺链中从而改善了二元聚合物的溶解能力,当第三单体添加量占二胺类单体物质的量总数达到40%时,制得的聚合物ηinh为2.5 dL/g,此时聚合溶液由凝胶体系变为透明均匀稠厚的浆液状态,这与X射线衍射(XRD)观察其结晶状态的结果相一致。利用红外对共聚物的结构进行表征,热重分析(TG-DTG)研究表明共聚物在460℃才开始分解,最大分解速率对应温度为545℃。通过沉析法结合扫描电镜对制得的共聚物进行成纤形态观察,结果表明,共聚物在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)/H2O为30/70的凝固浴体系中具有良好的成纤能力。     

氧化镧掺杂氧化铝的高温物相转变

本文以碳酸钠和氯化铝为原料,采用沉淀法制备活性氧化铝,对氧化镧改性的氧化铝的高温相变过程进行了研究。运用差热分析法对样品进行热分析,运用XRD和TEM进行物相分析和形貌表征。结果表明:掺杂的镧能够有效的抑制氧化铝在升温过程中的相变,同时能够抑制氧化铝粉体的团聚,保持其高比表面积。     

多巴胺还原氧化石墨烯气凝胶的制备与吸附性能

石油和有机液体的泄漏对水体资源构成严重危害,带来不可挽回的经济损失。因此,高效的吸油及油水分离材料极具应用价值。以天然石墨为原料,通过Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。将定量氧化石墨烯水溶液与多巴胺(DA)溶液进行混合,利用多巴胺在水中的自聚合以及还原性能,在常压、较低温度(95℃)下经水热反应制备了绿色无污染的多巴胺还原氧化石墨烯水凝胶,再经冷冻干燥得到结构完好的三维结构的多巴胺还原氧化石墨烯气凝胶(DGA)。通过Raman、XRD、SEM、接触角对其形貌结构进行了表征。研究了气凝胶对不同油品的吸附性能,其最大吸附量可达66~120 g/g,是一种良好的吸附材料。     

LP-15增韧用聚酰亚胺齐聚物的合成及性能研究

以ODA和ODPA为单体,NA为封端剂合成了不同相对分子质量和端基结构的LP-15增韧用聚酰亚胺齐聚物,对合成工艺参数进行了优化。得出在聚酰胺酸阶段的最佳反应时间为40 min,在化学环化阶段的最佳温度为80℃;对不同齐聚物的耐热性和热稳定性进行了分析,结果表明,齐聚物的玻璃化转变温度随其封端剂NA含量的增大而升高,随相对分子质量增大而降低;热稳定性随封端剂NA含量增大而降低,随相对分子质量增大而增加。