纤维素气凝胶材料研究进展

 气凝胶是一种具有纳米孔洞结构的新型固体材料,具有低热导率、低折射指数和低电阻率等特点,在隔热保温、吸附催化和高性能电容器等方面具有广阔的应用前景。本文综述气凝胶发展的历史及气凝胶的制备方法和应用,探讨了纤维素气凝胶研发中存在的问题,展望了纤维素气凝胶的未来发展。     

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.     

气凝胶材料的研究进展

气凝胶材料是一种由纳米粒子或聚合物分子链组成的具备三维纳米结构的多孔材料,具有低密度、高孔隙率、高孔体积和高比表面积等结构特点,显现出优异的光、热、声、电和力学等特性,在航空航天、石油化工、环境保护、建筑保温、能量储存与转化等领域具有广泛的应用价值。迄今为止,气凝胶的种类已由最初的SiO_2气凝胶发展到了具有特定功能的各类新型气凝胶,从而有效拓宽了气凝胶的应用范围。气凝胶材料通常采用溶胶-凝胶、老化、溶剂置换并结合超临界干燥、冷冻干燥或常压干燥等过程制备。气凝胶材料按照组成可以分为单组分气凝胶和多组分气凝胶,其中单组分气凝胶主要包括氧化物气凝胶、碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、石墨烯气凝胶(GA)、量子点气凝胶、聚合物基有机气凝胶、生物质基有机及C气凝胶和其他种类气凝胶,而多组分气凝胶由两种及以上单组分气凝胶构成或者由纤维、晶须、纳米管等作为增强体所形成的气凝胶复合材料。本文主要介绍各类单组分及其复合气凝胶材料的制备方法及其在隔热、吸附、催化、储能转化和生物医用等领域的应用,对近年来气凝胶在制备及应用方面所取得的突破性进展进行了综述。同时也指出在基础研究方面亟需通过理论计算和实验研究相结合,实现气凝胶网络结构生长调控、表面组成及化学结构调控和高温组织结构稳定性调控;在功能型气凝胶材料开发方面,通过反应机制深入研究气凝胶材料结构和性能关联,实现高性能的多功能型气凝胶材料突破性进展;在规模化应用方面,寻找成本低廉的前驱体原料和降低气凝胶干燥成本是气凝胶产业化进程长远发展的关键。     

碳气凝胶的制备及结构

以甲醛和间苯二酚溶胶凝胶制备有机气凝胶(OA),将有机气凝胶在半密封的情况下干燥,再在高温下碳化,制备得到碳气凝胶(CA),并分析了有机气凝胶的形成机理.通过红外(IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等考察了有机气凝胶到碳气凝胶的结构变化,从具有丰富的官能团结构的有机物,最后碳化得到具有纳米尺度、无序的、连续三维网络结构的碳材料.     

有机气凝胶研究进展(Ⅰ)──有机气凝胶发现、制备与分析

有机气凝胶是一类由高聚物分子构成的多孔非晶凝聚态材料,具有独特的纳米多孔和连续的三维网络结构及极低的密度,高的比表面积和高孔隙率等特点．综述了目前各种有机气凝胶的制备方法,骨架结构、多孔结构和形态等的表征方法以及其结构可裁剪等特性,展望了其在理论研究、催化剂及载体、高效隔热材料、激光约束驱动靶以及作为碳气碳胶前驱体等方面的应用前景．     

碳气凝胶的制备及其物性研究

气凝胶是一种新型非晶固态材料,有着广泛的应用前景,为此详细论述了有机气凝胶和碳气凝胶的制备工艺;采用高分辨率航向电镜观察气凝胶的纳米显微结构;喇曼光谱测试结果表明碳气凝胶颗粒内部存在有微晶化结构;低温氮吸附法测试结果表明,有机气凝胶和碳气凝胶的比表面积主要由溶液的配比浓度和催化剂的量决定,后者还受碳化温度的影响。     

三聚氰胺甲醛气凝胶-木材复合材的性能分析

采用真空加压浸注法将三聚氰胺甲醛(MF)溶胶填充于木材内部,并经超临界干燥可得MF气凝胶-木材复合材。扫描电镜(SEM)显示,MF气凝胶在木材内部呈三维网络结构,X射线衍射仪(XRD)分析结果表明,MF气凝胶的填充也对木材的结晶特性并无破坏。傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析表明,MF气凝胶和木材之间可通过化学实现有机结合,制备的复合材热稳定性有较大提高。对MF气凝胶/木材复合材的物理力学性能的检测分析表明,其具有良好的尺寸稳定性、优良的力学性能和热稳定性。     

RF气凝胶的性能测试和应用研究

间苯二酚－甲醛气凝胶是一种无序，多孔的纳米非晶固态材料，其碳化产物碳化气凝胶具有大的比表面和面积，好的导电性和电化学稳定性，成为制备超级电化学双层电容器的理想电极材料。文中研究了ＦＲ，ＣＲＦ气凝胶的网络结构，成分组成，孔径分布及电导率等特性．研究了ＲＦ气凝胶的碳化过程，并研制出了静电容量为３０Ｆ．ｇ＾－１的ＳＥＤＬＣＳ的实验室原理性器件，从而为该材料的应用开了奠定了基础。     

三聚氰胺甲醛气凝胶-木材复合材的性能分析

 采用真空加压浸注法将三聚氰胺甲醛（MF）溶胶填充于木材内部,并经超临界干燥可得MF 气凝胶-木材复合材。扫描电镜（SEM）显示,MF 气凝胶在木材内部呈三维网络结构,X 射线衍射仪（XRD）分析结果表明,MF 气凝胶的填充也对木材的结晶特性并无破坏。傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）分析表明,MF 气凝胶和木材之间可通过化学实现有机结合,制备的复合材热稳定性有较大提高。对MF 气凝胶/木材复合材的物理力学性能的检测分析表明,其具有良好的尺寸稳定性、优良的力学性能和热稳定性。     

基于Tent映射的混沌粒子群优化算法

针对粒子群算法在迭代后期易陷入局部最优的不足,采用Tent映射所产生的混沌序列在粒子个体最优点和全局最优点附近进行混沌搜索,利用混沌搜索的全局遍历性和随机性提高了粒子群优化算法的全局搜索能力和抗早熟收敛性能。几个典型测试函数的仿真结果证明了该算法的可行性。     

基于Tent映射NSGA-II算法的微电网多目标优化方法

为提高微电网运行的经济性、降低网络中的碳排放量和有功功率损耗,文中提出一种基于Tent混沌映射NSGA-II算法的微电网能量优化管理方法。该方法采用双层能量优化管理：上层采用模糊管理系统确定微电网运行模式,下层采用改进NSGA-II算法对能量进行优化管理。首先在多约束条件下,建立以微电网运行经济性、网络中碳排放量和有功功率损耗为目标函数的多目标优化数学模型。其次在多目标优化数学模型求解过程中,引入Tent混沌映射方法来增加NSGA-II算法的种群多样性,以提高算法的全局搜索能力,同时利用隶属度函数确定微电网能量优化管理策略。最后运用欧洲一典型微电网作为算例,验证所提出的能量管理方法、容量配置优化模型以及改进NSGA-II算法的合理性和有效性。仿真结果表明：改进NSGA-II算法具有良好的优化效果,使得微电网运行的经济性得到了显著提升,较传统算法提高了14.55%;碳排放量有所降低,较传统算法减小了3.10%,可实现对微电网多目标的优化。     

高性能聚氨酯多孔支撑膜的研制

采用溶液相转换法制备聚氨酯（PU）多孔支撑膜，通过改变聚氨酯制膜液中聚氨酯含量、添加剂颗粒大小及含量、溶剂的组成、凝固浴的组成，研究了PU多孔支撑膜的制备条件与多孔支撑膜性能的关系。研究结果表明，制膜液中聚氨酯和添加剂含量对膜性能影响较大；使用混合溶剂可有效改善膜的孔结构，提高支撑膜的性能；控制凝胶浴中溶剂含量，可进一步提高聚氨酯支撑膜的性能稳定性。     

反应性阳离子聚氨酯对羊绒针织物起球性能的影响

以自制的反应性阳离子水性聚氨酯对纯羊绒针织物进行抗起毛起球整理,研究整理剂对纯羊绒针织物整理效果及其服用性能的影响。研究结果表明：在整理剂最佳的应用工艺下（整理剂质量浓度50g/L、浴比1：35、整理液pH5.5、40℃下处理20min、100℃烘干）,可显著提高羊绒针织物的抗起毛起球性能,其起毛起球等级从2.0级提高到4.0级,且织物的手感和白度等风格不受整理剂的影响。     

复混肥防结块技术研究

分析、研究了复肥生产以及储存过程中形成结块的原因以及结块对肥料应用和销售所造成的影响，并选择多种结块剂进行肥料防结块实验，得出了防结块剂能够有效克服肥料颗粒间的盐桥形成，阻止肥料结块的结论，且给出了实验效果较好的防结块剂及矿物油用量。     

四向矩形编织物内部纱线上接触点的分布

研究了由四步１：１法编织的三维四向矩形复合材料预成形件内部纱线之间的接触情况,找出了内部纱线上接触点的分布规律和纱线间传力特点。确定出有关的几何参数值和内部纱线有限单元及节点的一种新取法。     

弹力牛仔织物的设计与生产工艺探讨

本文在论述了牛仔布的发展趋势，弹力牛仔织物的特点、性能的基础上，重点讨论了弹力牛仔织物的结构设计及主要生产工艺。     

基于组合混沌的伪随机数算法研究

为了克服常见混沌映射在生成伪随机数过程中出现的缺点,在分析了常用混沌映射方法优缺点的基础上,提出了一种基于Logistic混沌映射与Tent混沌映射的组合混沌映射算法。经过分析验证表明该算法生成的伪随机数具有更好的随机性。     

复杂环境条件下的逐孔松动爆破技术试验研究

采用逐孔松动爆破方法解决复杂环境条件下土石方爆破对振动、飞石等危害有严格要求的难题,并在小径湾华润大学土石方爆破开展现场试验研究.依据爆破方案、岩体工程条件与周围环境,合理选择爆破参数和装药结构,计算确定了孔间微差时间和排间微差时间,采用电子雷管V形爆破网络起爆.试验结果表明,采用电子雷管逐孔松动爆破方法,显著降低了爆破振动,现场无飞石,爆堆规整,能适用周边环境复杂的土石方爆破.     

碱处理对剑麻连续长纤增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

以丙纶长纤为经纱,剑麻连续长纤为纬纱,织成剑麻/PP平纹机织物.采用不同浓度的氢氧化钠对织物进行碱处理,将处理后的织物与聚丙烯薄板模压成型,制备出剑麻连续长纤增强聚丙烯复合材料.采用SEM对碱处理前后的剑麻纤维形貌进行分析,讨论不同碱处理浓度对复合材料力学性能的影响.结果表明:碱处理对剑麻连续长纤的表面具有刻蚀作用,以及对剑麻连续长纤增强聚丙烯复合材料的动态热机械性能、拉伸性能、弯曲性能均有一定的影响.