收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

低密度高绝热性能SiO_2气凝胶的常压制备及结构性能研究

康爽  
【摘要】:SiO_2气凝胶是一种具有极高的比表面积、低密度、低热导率和低声速的纳米轻质多孔材料,隔热性能优异,在保温隔热材料领域具有广阔的应用前景。作为SiO_2气凝胶制备中的重要发展方向,常压干燥法在凝胶的干燥过程中经常发生凝胶的开裂、破碎,气凝胶性能不理想。本文通过对两步法溶胶-凝胶工艺和凝胶陈化工艺的探讨,重点研究常压干燥制备SiO_2气凝胶工艺中如何避免气凝胶孔结构塌陷、凝胶开裂,以期得到一种低密度、低导热系数的SiO_2气凝胶。 本文对溶胶-凝胶过程中,酸碱间隔时间、凝胶pH值、氨水浓度对SiO_2气凝胶性能的影响做了单因素实验分析。结果表明,凝胶pH值对SiO_2气凝胶的影响较大,确定溶胶-凝胶工艺为用HCl将pH调至1~2,静置24h用4mol/L的氨水调节pH值至5~6;两步法溶胶-凝胶与一步法对比得出:两步法制得样品孔洞较多,扫描电镜图片显示样品更疏松,孔分布均匀,气凝胶密度仅是一步法44.9%,导热系数较一步法降低28.3%。对陈化过程中,老化时间、溶剂交换时间、陈化工艺顺序及陈化溶液配比对SiO_2气凝胶的性能影响进行实验分析。结果表明,不同陈化工艺顺序对SiO_2气凝胶性能影响显著,确定陈化工艺为老化48h-溶剂交换24h-老化48h-溶剂交换48h-表面修饰12h,老化溶液配比为V(TEOS):V(EtOH)=2:8。 采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、和BET比表面积对SiO_2气凝胶典型样品的物相、比表面积、粒径、形貌和疏水及隔热性能进行测试表征。结果表面:SiO_2气凝胶为非晶态、无定形结构材料,密度为0.0903g/cm~3,孔隙率为95.9%,平均孔径9.35nm,平均粒径9.39nm,比表面积635m~2/g,导热系数0.02103W/(m·k)。样品表面呈白色,微微泛蓝,半透明状;微观形貌显示由纳米级颗粒组成,颗粒细小均匀,结构疏松,孔洞较大;疏水性能良好,接触角为125°,红外光谱分析表面有疏水的-CH_3基团;SiO_2气凝胶的导热系数随着密度的降低而降低。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 邓忠生,张哲,翁志农,王珏,周斌,沈军,陈玲燕;SiO_2-TiO_2两元气凝胶的制备及其结构表征[J];功能材料;2001年02期
2 杨桂英;;性能奇特的气凝胶[J];中国建材科技;1990年03期
3 蒋伟阳,沈军,周斌,王珏;CRF气凝胶的结构特性研究[J];功能材料;1996年04期
4 何文,张旭东,韩丽;Al_2O_3/SiO_2气凝胶纳米粉的制备与表征[J];中国陶瓷;2000年06期
5 甘礼华,李光明,岳天仪,陈龙,武沈军,周斌,王珏;氧化铁气凝胶的制备及其表征[J];高等学校化学学报;1999年01期
6 余高奇,赵惠忠,张光德,汪厚植,张宗锁,杨洁;超临界流体干燥法制备超细镧锰铝气凝胶研究[J];中国稀土学报;2005年02期
7 相宏伟,钟炳,彭少逸,吴东,范文浩;后处理温度对ZrO_2气凝胶超细粉织构和结构的影响[J];分子催化;1994年04期
8 邓忠生,张哲,翁志农,张玉龙,王珏,周斌,沈军,陈玲燕;TiO_2-SiO_2复合半导体气凝胶制备及光催化活性研究[J];功能材料与器件学报;2000年01期
9 赵大方,陈一民,洪晓斌,许静;疏水SiO_2气凝胶的低成本制备[J];硅酸盐学报;2004年05期
10 倪文,张大陆;SiO_2气凝胶制备过程中缩裂问题的研究[J];河南化工;2005年01期
11 姚连增,李小毛,蔡维理,李远红,牟季美,陈志强,何国良,张立德;SiO_2气凝胶的制备与表征[J];硅酸盐学报;1998年03期
12 王玉栋,郝志显,甘礼华,王自慎,陈龙武;TiO_2/SiO_2气凝胶对吡啶的光催化降解[J];应用化学;2004年10期
13 ;纳米多孔二氧化硅气凝胶块体的制备方法[J];中国粉体工业;2009年01期
14 沈军,王珏,甘礼华,陈龙武;溶胶-凝胶法制备SiO_2气凝胶及其特性研究[J];无机材料学报;1995年01期
15 姜鸿鸣,高金华;气凝胶透明绝热材料的研究[J];山东科学;1997年01期
16 秦国彤,李文翠,郭树才;气凝胶结构控制[J];功能材料;2000年01期
17 魏高升,张欣欣,于帆;超级绝热材料气凝胶的纳米孔结构与有效导热系数[J];热科学与技术;2005年02期
18 相宏伟,钟炳,彭少逸,吴东,范文浩;M(Fe,Co,Ni)/ZrO_2气凝胶超细粒子催化剂织构和结构热稳定性的研究[J];催化学报;1994年06期
19 陈龙武,甘礼华,岳天仪,李光明,王珏,沈军;超临界干燥法制备SiO_2气凝胶的研究[J];高等学校化学学报;1995年06期
20 孙海龙,刘源,刘全生,金恒芳;锰、铈氧化物气凝胶的制备和其对CO氧化的催化性能[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王真;戴珍;赵宁;徐坚;;桥联倍半硅氧烷的合成及其气凝胶的制备[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 周斌;沈军;吴广明;孙骐;黄耀东;王珏;;气凝胶的制备及其在惯性约束聚变实验中的应用[A];第三届北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2004年
3 张学同;;石墨烯气凝胶的合成及应用[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
4 赵南;冯坚;姜勇刚;高庆福;冯军宗;;耐高温气凝胶隔热材料[A];2011·中国绝热节能材料协会年会论文集[C];2011年
5 吴俊升;李晓刚;杜伟;陈华;;纳米多孔气凝胶材料在催化和吸附领域的应用[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
6 倪星元;张志华;黄耀东;周斌;吴广明;沈军;;纳米多孔SiO_2气凝胶的常压制备及应用[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
7 任洪波;毕于铁;尚承伟;;低密度可加工Ta2O5气凝胶的结构控制研究[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
8 戴珍;王真;赵宁;张小莉;徐坚;苏兆力;;桥联聚倍半硅氧烷的制备及其在气凝胶中的应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
9 任洪波;张林;杜爱民;;快速制备块状氧化铁气凝胶的研究[A];第八届全国核靶技术学术交流会论文摘要集[C];2004年
10 甘礼华;庞颖聪;陈根;梁宇峰;徐子颉;郝志显;陈龙武;;Al_2O_3气凝胶的制备和微观结构控制[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏巍;新型无机气凝胶的制备及其吸附/光催化性能研究[D];江苏大学;2014年
2 陈擘威;锌基气凝胶的研究[D];中国科学技术大学;2014年
3 武志刚;ZrO_2和ZrO_2-SiO_2复合氧化物气凝胶的制备、表征及其应用[D];山西大学;2004年
4 徐壁;基于纳米结构ZnO、SiO_2的功能棉制品及新型气凝胶的制备与应用性能[D];东华大学;2010年
5 常新红;天然高分子基有机及碳气凝胶的制备、结构和性质研究[D];山东大学;2009年
6 赵忠强;氧化物气凝胶的制备、结构和性质的研究[D];山东大学;2008年
7 陈一民;金属/二氧化硅复合气凝胶和低成本疏水二氧化硅气凝胶的研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 何飞;SiO_2和SiO_2-Al_2O_3复合干凝胶超级隔热材料的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 王英滨;常压干燥溶胶—凝胶法制备SiO_2气凝胶及其性能的实验研究[D];中国地质大学(北京);2003年
10 朱协彬;软化学法制备纳米ITO材料及其介孔组装体系研究[D];中南大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘志涛;锆类气凝胶的制备、改性及性能研究[D];国防科学技术大学;2012年
2 韩朝江;[D];西南科技大学;2013年
3 毕海江;二氧化硅气凝胶隔热材料制备及其隔热性能研究[D];中国科学技术大学;2014年
4 王文金;硅气凝胶的合成与制备[D];新疆大学;2010年
5 成一;海藻酸钠基气凝胶的制备、补强与疏水改性[D];海南大学;2012年
6 吴启坚;SiO_2气凝胶疏水隔热薄膜的常压干燥制备及其性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 魏琪青;常压制备SiO_2气凝胶工艺及其性能研究[D];中南大学;2012年
8 王后;气凝胶热导率计算[D];南京大学;2013年
9 高富强;SiO_2气凝胶/纤维复合材料的制备及性能研究[D];华南理工大学;2011年
10 尹用飞;纤维负载纳米TiO_2/SiO_2气凝胶复合光催化剂的制备及自清洁性能研究[D];东华大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 潘未末;年创产值20亿 气凝胶蕴含惊人商机[N];深圳特区报;2009年
2 蔡忠仁;纳米多孔SiO_(2)气凝胶高效隔热[N];中国化工报;2009年
3 陈文;高科技保温绝热新品受关注[N];工人日报;2009年
4 记者 朱馨;我省企业主动出击深圳高交会[N];浙江日报;2008年
5 成清;奥运工程青睐纳米材料[N];中国有色金属报;2003年
6 何屹;“勇气”号有九只眼[N];科技日报;2004年
7 张立德(中国科学院固体物理研究所);纳米专家话纳米[N];中国高新技术产业导报;2002年
8 王宪忠;“星尘”号航天器将揭示彗星“身世”[N];大众科技报;2000年
9 纪周;奥运工程带热四种涂料[N];中华建筑报;2004年
10 刘红云;李永红;生态建筑材料引领时代潮流[N];中华建筑报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978