SiO2气凝胶改性岩棉复合材料的制备及性能

分别以酚醛树脂-岩棉纤维毡(PR-RWF)、丙烯酸酯类树脂-岩棉纤维毡(ACR-RWF)2种不同纤维取向的岩棉纤维毡作为增强体,制备SiO₂气凝胶改性岩棉复合材料,即PR-SiO₂-RWF和ACR-SiO₂-RWF复合材料。研究溶剂置换时间对复合材料密度和热导率的影响,研究纤维取向对材料压缩强度、抗撕裂强度的影响,探讨气凝胶对材料的疏水性、抗湿性的影响。结果表明：将溶剂置换改为湿凝胶静置24 h为最合适的工艺过程,且制得的SiO₂气凝胶改性岩棉复合材料具有低密度、低热导率以及良好的抗湿性的优点,PR-SiO₂-RWF复合材料的密度为0.136 g/cm³、热导率为0.024 59 W/(m·K),ACR-SiO₂-RWF复合材料的密度为0.116 g/cm³、热导率为0.014 97 W/(m·K),与复合前的岩棉纤维毡相比,热导率分别降低了31.9%和49.0%,短期吸水率分别降低了97.95%和95.10%。...     

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。     

污水处理用气凝胶的研究进展

污水中常见的污染物有重金属离子、油类和染料等,气凝胶以其密度低、孔隙率高、比表面积大等特点,拥有作为新型高效吸附材料的潜力。在污水处理方面具有应用前景的气凝胶材料主要有SiO₂气凝胶、石墨烯气凝胶、碳纳米管气凝胶、氮化硼气凝胶、纤维素气凝胶和壳聚糖气凝胶等。本文主要介绍了各种气凝胶制备、改性以及复合工艺对气凝胶吸附性能的影响,重点阐述了各种气凝胶对重金属离子、油类和有机染料类物质的吸附性能,最后指出以纤维素和壳聚糖为原材料开发低成本、高吸附性能的气凝胶材料是未来工作的重点。     

超疏水聚丙烯纤维/SiO2气凝胶复合材料的 制备及吸油性能

以聚丙烯纤维为增强相,与SiO_2进行复合,经疏水改性与超临界CO_2干燥制备超疏水聚丙烯纤维/SiO_2气凝胶复合材料。采用N_2吸附-脱附法、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定仪对疏水性聚丙烯纤维/SiO_2气凝胶复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:所制得的样品比表面积为800～950 m~2/g,平均孔径为8～13 nm,属于介孔材料。水接触角随改性剂浓度的增大而增大,且能达到超疏水水平。对各类油吸附倍率最高可达7.54倍,且具有一定的循环使用效率。     

水玻璃为原料常压干燥制备疏水SiO2气凝胶

采用溶胶-凝胶法,以自制水玻璃为原料、三甲基氯硅烷(TMCS)为疏水改性剂,通过常压干燥制得疏水SiO₂气凝胶。研究多步溶剂置换-表面改性和一步溶剂置换-表面改性两种改性工艺对SiO₂气凝胶结构与性能的影响,探讨一步溶剂置换-表面改性机制。结果表明：采用乙醇/TMCS/正己烷对凝胶进行一步溶剂置换-表面改性,可快速制备SiO₂气凝胶,所制得的气凝胶具有纳米多孔结构,孔洞分布密集、均匀,比表面积为654.24 m²/g,孔体积为2.72 cm³/g,平均孔径为12.38 nm,线收缩率为14.37%。改性后的气凝胶表现出较强的疏水性,接触角达到143°,且382℃左右仍可保持疏水特性。一步溶剂置换-表面改性过程中凝胶表面的Si—OH被Si—OSi(CH₃)₃取代,凝胶的疏水改性和孔隙水的置换是同步完成的,乙醇的存在减缓了TMCS与孔隙水的剧烈反应,避免了改性时凝胶发生破碎。     

中远程相位式激光测距系统设计与实现

该文介绍了一种适用于中远程范围的激光测距系统,采用相位法计算待测距离,根据反射信号携带的相位信息计算得出测量距离.采用差频测相的方法,通过自动增益控制的预处理,将计算的相位差由高频转变为低频,提高了相差测量的稳定性并降低了测距误差.在数据处理方面,采用最大似然估计法对信号进行处理.采用DDS和PLL环外混频方法,使得到...