硅气凝胶超细粉的室温制备及结构研究

利用溶胶凝胶法经室温超临界干燥（ＳＣＤ）制备出具有ｎｍ结构的硅气凝胶超细粉,研究了硅气凝胶超细粉的化学组成和微观结构．实验结果表明,硅气凝胶超细粉的平均粒径约为４μｍ,而这些微粒则是由直径为１０～１００ｎｍ的ＳｉＯ２原粒子和孔径为１０～９０ｎｍ的气孔构成的．在硅气凝胶中含有一定量的羟基,具有较强的吸附性,比表面积高达５４６ｍ２·ｇ－１．     

硅气凝胶的结构与改性研究

利用溶胶－凝胶法,结合超临界干燥技术制备出硅气凝胶．通过热分析、红外光谱分析及Ｘ射线衍射,研究了硅气凝胶在热处理过程中的组成及结构变化规律．利用扫描电镜观察其组织形貌随热处理工艺的变化特点,为硅气凝胶的结构改性提供了依据．     

环境气压干燥新工艺快速合成SiO2气凝胶研究

以廉价的水玻璃为硅源，用乙醇（EtOH）／三甲基氯硅烷（TMCS）／庚烷混合溶液浸泡水凝胺，使对水凝胶的溶剂交换和表面改性在一步完成，在环境干燥条件下合成了SiO2气凝肢．所合成的SiO2气凝肢为轻质透明的块状固体，密度为0．128～0．165g／cm^3，孔隙率92．4％～94．2％．利用FT—IR、SEM、TEM和BET吸附对气凝肢的微观结构和形貌进行了研究，结果表明，气凝胶为纳米介孔结构，粒子直径和孔径分布均匀，断面呈现明显的蜂窝状结构，孔径13nm左右，比表面积约618m^2／g，表面带有较多的Si—CH3基团．     

用气凝胶形式保存纳米TiO2光催化剂防团聚的研究

以钛酸正丁酯为原料,用溶胶—凝胶过程超临界CO2萃取法制备具有锐钛矿晶型结构的纳米TiO2气凝胶,用XRD、TEM、BET等分别对初生态气凝胶粒子、在常态下以气凝胶形式保存了360d的TiO2纳米粒子及以初生态气凝胶的粉体保存了360d的TiO2粒子进行表征,以光催化降解罗丹明B为模型反应.结果表明,以气凝胶形式保存纳米粒子能有力地防止纳米粒子的团聚,并基本保持初生态气凝胶粒子光催化降解罗丹明B的能力.     

硅气凝胶保温材料的绝热机理研究

硅气凝胶是目前质量最轻的固体材料,俗称固体烟。其独特的纳米孔三维骨架结构使其在绝热保温领域性能卓越。该文从热量传递的三大途径入手,分析研究了硅气凝胶保温材料在气相绝热、固相绝热和辐射绝热方面的绝热机理。气相绝热方面硅气凝胶的纳米孔阻隔了气体分子的碰撞传热,固相绝热方面硅气凝胶极低的密度使得固相绝热性能优异,辐射绝热方面通过提高硅气凝胶的消光系数可以提高其高温辐射绝热性能。经过该文研究为进一步提高硅气凝胶综合绝热性能奠定了理论基础。     

亚临界干燥制备Sio2气凝胶

以Ｅ－４０（多聚硅氧烷）为硅源,ＨＦ为催化剂,采用异丁醇为干燥介质,用溶胶凝胶法在亚临界条件下制备了ＳｉＯ２气凝胶,用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、孔径分布测定仪、比表面积测试（ＢＥＴ）等方法对其微结构进行了研究,结果表明,所制备的ＳｉＯ２气凝胶具有纳米网络结构（平均颗粒大小约１０ｎｍ,平均孔径为１４．５ｎｍ）和大比表面积（约７０８．３ｍ＾２．ｇ＾－１）。由于亚临界干燥使得制备压力从６．４ＭＰａ降低到     

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.     

低密度气凝胶的高温结构变化及其耐温性研究

以正硅酸乙酯为原料,采用二步法制备了密度为30 kg/m³的二氧化硅低密度气凝胶块体材料。将低密度气凝胶分别在100、400、600、700、800、900、1 000 ℃下处理后,使用扫描电子显微镜（SEM）、氮吸附等手段表征高温下低密度气凝胶微观结构变化趋势,并与同等条件下处理的密度为100 kg/m³气凝胶的比表面积进行对比。结果表明：在处理温度超过700 ℃后,低密度气凝胶比表面积出现明显下降,纳米多孔结构出现收缩和坍塌,因此其高温耐受温度为700 ℃。虽然密度为30 kg/m³的二氧化硅气凝胶材料具有更为纤细的网络结构和更高表面活性的纳米组成颗粒,但是由于高温下纳米颗粒反应收缩程度大于纳米颗粒尺寸效应,其表现出与100 kg/m³密度的气凝胶材料相同的耐温性。     

气凝胶分形结构的生长机制模型与计算机模拟

探讨了气凝胶形成过程的分形动力学特征,在扩散限制集团凝聚（ＤＬＣＡ）模型的基础上,考虑溶胶粒子的密度和能量分布对凝胶化过程的影响,建立了关于气凝胶分形结构生长机制的溶胶活性粒子模型．利用Ｃ语言编制了模拟凝胶生长过程的软件,该软件具有图形模拟和数值模拟两种功能,主要输入参数为溶胶粒子密度和溶胶反应的活化能以及图形边界条件,当模拟凝聚到一定程度时,软件可自动存储图形数据．利用该软件对气凝胶的分形生长过程进行模拟,得到了形成凝胶的各阶段分形图像,以及凝胶分形维数的变化,确定了气凝胶分形结构生长的两种模式．     

单质银在多孔SiO2中的析晶

利用溶胶－凝胶工艺制备了银－多孔ＳｉＯ２凝胶玻璃。利用ＸＲＤ、ＤＴＡ、ＳＥＭ等分析技术研究了单质银粒子的晶过程。干凝胶中的银盐因制备过程不同可以硝酸银和草酸银２种形式存在。析出银粒子的尺寸的纳米量级范围内。测量出银的晶格常数为０．４１ｎｍ，比纯单质的略大。计算了银粒子在多孔ＳｉＯ２中析晶的动力学参数，并作了相应的分析。     

非超临界干燥法制备块状SiO2气凝胶

以正硅酸乙酯为原料，去离子水和异丙醇为溶剂，丙三醇为干燥控制化学添加剂，盐酸和氨水为催化剂，通过酸／碱两步溶胶-凝胶法合成SiO2醇凝胶，经过老化、表面修饰和溶剂交换等工艺后，在常压分级干燥条件下制备块状SiO2气凝胶。不均匀的毛细管力是非超临界干燥过程中造成凝胶破裂的原因，从减小不均匀毛细管力及提高凝胶强度2个方面确定工艺，采用非超临界干燥法制备具有优良性能的块状SiO2气凝胶。应用X射线衍射、扫描电镜、热失重-差热等分析手段及吸附-脱附技术对所得气凝胶样品进行结构分析和性质表征。结果表明，用此方法可以制备具有优良性能的块状气凝胶样品，该气凝胶充满两端开放的管状中孔，具有较大的孔隙率（97．1％）及比表面积（614．3m^2／g），孔径分布均匀并且集中。     

疏水型SiO2气凝胶的常压制备及吸附性能研究

以多聚硅E-40为硅源,采用溶胶-凝胶法,通过表面修饰等工艺,在常压条件下制备了高气孔率的疏水性SiO2气凝胶.用扫描电镜、红外光谱1、3C,29Si核磁共振谱以及孔径分布仪,表征测试其结构和吸附特性.研究结果显示,SiO2气凝胶具有纳米多孔结构,且有较好的疏水特性,吸附性能较活性炭纤维和活性炭颗粒更为优越,再吸附容量基本不变,是一种极好的高吸附材料,具有广阔的应用前景.     

新型碳气凝胶的制备及表征

以氨水作为间苯二酚和甲醛反应的催化剂,经溶胶-凝胶制备有机气凝胶,再经过常温常压干燥、高温碳化形成碳气凝胶。采用X射线衍射、比表面仪、扫描电镜能谱分析仪对样品进行表征。结果表明:以氨水为催化剂所得碳气凝胶比表面积在900m2/g左右,呈现连续颗粒状。     

六亚甲基四胺对硅气凝胶的扩孔研究

以正硅酸乙酯为硅源,用六亚甲基四胺为扩孔剂,采用溶胶-凝胶法,通过常压干燥制备二氧化硅气凝胶.着重考察了水解时间、焙烧温度等因素对二氧化硅气凝胶孔径的影响.采用FTIR、SEM、TG-DTA、N2吸附脱附等分析方法对二氧化硅气凝胶的骨架结构和表面基团、结构形貌和分散性、热稳定性和孔径等进行了表征.结果表明:用六亚甲基四胺扩孔后的样品保持了二氧化硅气凝胶的骨架结构以及良好的分散性、热稳定性、孔径较大;同时,二氧化硅气凝胶的孔径随着焙烧温度的增加而增大,水解时间为24h左右时二氧化硅气凝胶的孔径不再变大.     

电子碰撞Ag的L壳层电离截面的测量

作者用Si(Li)探测器测量了能量为5～2keV的电子碰撞Ag的L壳总平均电离截面；用Monte Carlo方法计算的电子反射能谱，修正了来自衬底的反射电子对测量结果的影响．作者对实验结果与Cryzinski的理论计算结果进了比较．     

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.     

^129Xe^30＋入射Au靶表面的X射线辐射

当不同动能（350-600keV）高电荷态离子129Xe30＋入射Au表面过程中,发出了1.65keV的X射线和靶原子的Mα特征X射线.分析表明：高电荷态离子与Au表面相互作用过程中,Xe离子3d壳层的电子被激发,形成空穴,4f电子偶极跃迁辐射1.65keVM-X射线.同时,靶原子Au的3s电子被激发,退激辐射M-X射线.利用经典过垒模型解释了Xe的M-X射的产额随入射离子的动能增加而减小,靶原子的特征X射线产额随入射离子的动能增加而增加的原因.     

SiO2气凝胶的常压制备及其热传输特性

以相对廉价的多聚硅 (E - 4 0 )为硅源 ,通过溶胶 -凝胶工艺制备了SiO2 气凝胶 .采用以三甲基氯硅烷(TMCS)为表面修饰剂 ,硅油为干燥介质的表面修饰工艺 ,实现了在常压条件下的制备 .气凝胶热导率的测试采用的是瞬态热线法 ,同时还采用BET(brunaner emmett teller)方法 ,对气凝胶的孔径等特性进行了测试 ,系统研究了密度、温度、气压、湿度及掺杂物等因素对材料导热性能的影响 .     

PECVD生长nc-Si:H膜的掺杂特性研究

采用常规ＰＥＣＶＤ工艺,以高Ｈ２ 稀释的ＳｉＨ４ 作为反应气体源,以ＰＨ３ 作为Ｐ原子的掺杂剂,在Ｐ型（１００） 单晶硅（ｃ－ Ｓｉ） 衬底上,成功地生长了掺Ｐ的纳米硅膜（ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）：Ｈ） 膜。通过对膜层结构的Ｒａｍａｎ 谱分析和高分辨率电子显微镜（ＨＲＥＭ） 观测指出：与本征ｎｃ－ Ｓｉ：Ｈ 膜相比,ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）：Ｈ 膜中的Ｓｉ 微晶粒尺寸更小（～３ ｎｍ） ,其排布更有秩序,呈现出类自组织生长的一些特点。膜层电学特性的研究证实,ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）：Ｈ 膜具有比本征ｎｃ－ Ｓｉ：Ｈ 膜约高两个数量级的电导率,其σ值可高达１０－ １ ～１０１ Ω－１ｃｍ －１ 。这种高电导率来源于ｎｃ－ Ｓｉ（Ｐ）： Ｈ 膜中有效电子浓度ｎｅ 的增加、Ｓｉ 微晶粒尺寸ｄ 的减小和电导激活能ΔＥ的降低。     

Preparation of Al2O3–SiO2 composite aerogels and their Cu2+absorption properties

In order to remediate heavy metal ions from waste water,Al2O3–SiO2 composite aerogels are prepared via a sol–gel and an organic solvent sublimation drying method.Various characterisation techniques have been employed including X-ray diffraction(XRD),Fourier transform infrared spectrometry(FTIR),scanning electron microscope(SEM),Energy-dispersion X-ray spectroscopy(EDX),Brunauer–Emmett–Teller(BET)N2 adsoprtion isotherm,and atomic absorption spectrometer(AAS).XRD and FTIR suggest that the aerogels are composed of mainly Al2O3 and minor SiO2.They have a high specific surface area(827.544 m^2/g)and high porosity(86.0%)with a pore diameter of~20 nm.Their microstructures show that the distribution of Al,Si,and O is homogeneous.The aerogels can remove~99%Cu^2+within~40 min and then reach the equilibrium uptake(~69 mg/g).Preliminary calculations show that the Cu2+uptake by the aerogels follows pseudo second-order kinetics where chemical sorption may take effect owing largely to the high surface area,high porosity,and abundant functional groups,such as Al–OH and Si–OH,in the aerogel network.The prepared aerogels may serve as efficient absorbents for Cu^2+removal.