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第一届气凝胶材料国际学术研讨会

召开年：2015
召开地：南京
出版时间： 2015-10-17

主办单位：南京工业大学;江苏省先进功能复合材料协同创新中心

会议文集：第一届气凝胶材料国际学术研讨会论文集

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1.SiC气凝胶制备方法
- Kong Yong;孔勇;Shen Xiaodong;沈晓冬;Cui Sheng;崔升;Fan Maohong;Maohong Fan
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：作为一种三维网络结构的纳米材料,气凝胶凭借其独特的性质和可以进行化学剪裁的溶胶-凝胶制备工艺吸引了广泛关注,是当前材料科学重点研究的领域之一.碳化物气凝胶是气凝胶家族的最新成员,SiC气凝胶是唯一被成功制备的块状碳化物气凝胶.本文综述了块状SiC气凝胶的制备工艺和国内外研究进展,总结了制备完整块状SiC气凝胶制备的关键技术,并通过实验给出了获得块状SiC气凝胶的技术要领和相关工艺参数.本文可为相关研究的开展提供一定的理论和实践借鉴.
2.原料配比对间苯二酚甲醛气凝胶性能的影响
- Li Xiafei;李夏菲;Feng Jian;冯坚;Feng Junzong;冯军宗;Jiang Yonggang;姜勇刚
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：为获得较低热导率和较高强度的高性能隔热材料,通过常压干燥制备间苯二酚-甲醛(RF)气凝胶,研究了原料配比对气凝胶性能的影响规律.结果表明:催化剂浓度减小,气凝胶密度和收缩率减小,同时强度降低;反应物浓度减小,气凝胶密度和收缩率增大,强度也增大,但热导率降低.制备的气凝胶最大密度为0.8471g/cm3,弯曲强度提高18.2倍(从1.22MPa增加至22.26MPa),较佳热导率为0.058～0.076W/(m·K).
3.碳纳米管掺杂对柔性气凝胶性能的影响
- Lei Yaofei;雷尧飞;Chen Xiaohong;陈晓红;Wang Meiyue;王美月;Hu Zijun;胡子君;Song Huaihe;宋怀河
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以甲基三乙氧基硅烷为前驱体,碳纳米管为添加物,采用溶胶-凝胶法,在常压干燥条件下制备了碳纳米管掺杂改性的柔性SiO2气凝胶.通过扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)及机械测试对制备的气凝胶进行表征,研究了碳纳米管对柔性SiO2气凝胶性能的影响.结果表明:碳纳米管的添加使柔性气凝胶有效地增加了柔性SiO2气凝胶的强度.使柔性气凝胶的热稳定性从455℃升到563℃.提高了气凝胶的使用性.
4.溶胶凝胶-水热法制备耐高温二氧化硅气凝胶材料
- Li wenjing;李文静;Zhang lijuan;张丽娟;Zhou yugui;周玉贵;Liu tao;刘韬;Liu bin;刘斌;Zhan wanchu;詹万初;Zhao yinming;赵英民
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以硅溶胶为前驱体,采用溶胶凝胶-水热法制备耐高温SiO2气凝胶材料,系统研究水热温度对SiO2气凝胶结构、性能的影响.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、气体吸附仪、X射线衍射仪(XRD)等分析不同水热温度制备的气凝胶样品的微观结构、晶相组成,以及在高温下的演变.结果表明:水热处理对气凝胶的微观结构有显著的影响,水热温度的提高使气凝胶纳米颗粒粒径增大,耐温性能明显提高,当水热处理温度提高至180℃时,气凝胶在1200℃处理30min,仍能保持原有的比表面积和孔结构,表现出优异的高温稳定性.
5.几丁质纳米纤维/壳聚糖复合气凝胶微球制备与表征
- Liu Liang;刘亮;Lv Hechan;吕鹤婵;Jiang Jie;蒋杰;Zheng Ke;郑可;Fan Yimin;范一民
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：本文利用壳聚糖高分子溶液与部分脱乙酰几丁质纳米纤维分散液复合制备水凝胶及气凝胶微球,所制备的几丁质纳米纤维/壳聚糖复合水凝胶微球的机械性能较单一壳聚糖水凝胶有所提高,并且复合气凝胶微球的孔隙性能相对于单一壳聚糖气凝胶得到显著改善.当复合凝胶微球中几丁质纳米纤维与壳聚糖的质量比为1∶5时,几丁质纳米纤维/壳聚糖复合气凝胶的孔隙率从单一壳聚糖凝胶微球的46.47m2/g提高至229.71m2/g,SEM分析发现添加了几丁质纳米纤维的复合气凝胶微球的表面及内部的网状结构更为丰富.
6.常压干燥制备SiO2气凝胶保冷材料
- Ma Jia;马佳;Shen Xiaodong;沈晓冬;Cui Sheng;崔升;Kong Yong;孔勇;Wu Xiaodong;吴晓栋;Shao Gaofeng;邵高峰
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以正硅酸四乙酯为前驱体,三甲氧基硅烷和正己烷为改性剂,玄武岩纤维为增强相,结合常压干燥工艺制备了SiO2气凝胶保冷材料.运用激光法导热仪、接触角分析仪、傅里叶红外光谱仪、万能试验机对SiO2气凝胶保冷材料的结构和性能进行了测试和表征.复合材料的隔热性能及耐低温性能良好,其常温热导率为0.033W/(m·K),-120℃时的热导率为0.028W/(m·K).材料的接触角为135°、吸水率为1.3％.纤维的加入改善了材料的力学性能,其抗压强度为0.32MPa(10％应变)、0.78MPa(25％应变)及1.59MPa(50％应变).
7.廉价无机铝盐法制备SiO2-Al2O3复合气凝胶隔热材料
- Wu Xiaodong;吴晓栋;Shao Gaofeng;邵高峰;Wu Jun;吴君;Shen Xiaodong;沈晓冬;Cui Sheng;崔升;Wang Ling;王岭
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：采用溶胶-凝胶法和乙醇超临界干燥工艺,以廉价的无机铝盐为原料,制备了完整块状的SiO2-Al2O3复合气凝胶.通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线衍射技术(XRD)来研究气凝胶在热处理过程中物相结构的变化;采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对气凝胶的表面形貌和组织结构进行观察;采用N2吸附-脱附实验来研究热处理过程中气凝胶孔结构的变化.结果表明,SiO2-Al2O3复合气凝胶中SiO2相主要以无定形形式存在,而Al2O3相主要以针叶状或长条状的勃姆石多晶形式存在,当温度达到1100℃时,复合气凝胶中开始产生莫来石相.随着热处理温度的升高,SiO2-Al2O3复合气凝胶的比表面积逐渐下降,直到1000℃时,比表面积仍然高达416.23m2/g,同时高温热处理改善了气凝胶内部网络结构,使得孔径分布更加均匀.
8.自生长纳米纤维提升SiO2气凝胶机械强度的可行性
- Yi Xibin;伊希斌;Zhang Jing;张晶;Ma Jie;马婕;Liu Shuo;刘硕;Wang Xiaojun;王小军;Shen Xiaodong;沈晓冬;Cui Sheng;崔升
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：采用溶胶-凝胶法和乙醇超临界干燥工艺,并经过高温热处理制备出自生长纳米锆纤维、纳米铝纤维增强SiO2复合气凝胶,通过SEM、TEM、XRD、BET等测试方法对复合气凝胶的机构进行了表征,并对试样的机械性能进行了初步验证.实验结果表明,利用前驱溶液中酸碱不平衡的现象自生长出锆、铝氧纳米纤维的思路,将金属氧化物和SiO2前躯体在凝胶老化过程中复合成型后再经高温转化的方式来实现增强纤维与气凝胶本体的完美结合是可行的,制备出轻质、高强度、耐高温、耐氧化的纳米纤维增强SiO2复合气凝胶,机械压缩强度可达到6MPa以上.
9.碳气凝胶在双电层电容器中的应用
- Zhang Jing;张晶;Ma Jie;马婕;Liu Shou;刘硕;Yi Xibin;伊希斌;Shen Xiaodong;沈晓冬;Wang Xiaojun;王小军
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：碳气凝胶作为一种新型纳米多孔材料,具有高比表面积、高中孔含量、高导电率、稳定的物理化学性能等优点,是制备双电层电容器电极的理想材料.本文以间苯二酚和甲醛为原料,碳酸钠为催化剂,通过溶胶-凝胶法和超临界干燥技术制备出具有三维多孔结构的碳气凝胶,并对其进行硝酸活化.通过循环伏安法、恒流充放电及循环性测试等考察材料的电化学性能.结果表明:在5mAm2电流密度和1.0V充放电电位条件下,经硝酸活化后,碳气凝胶的放电比容量达120F/g,1000次循环后比电容保持率在95％以上,表现出优越的充放电效率和良好的循环稳定性能.
10.耐高温ZrO2/SiO2复合气凝胶的制备及表征
- Zou Wenbing;邹文兵;Shen Jun;沈军;Zu Guoqing;祖国庆;Lian Ya;连娅;Zou Liping;邹丽萍;Wu Yu;吴宇
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以锆酸四丁酯为锆源,采用溶胶-凝胶法结合化学液相沉积,即在凝胶老化过程中用部分水解的锆酸四丁酯和正硅酸四乙酯进行液相修饰,经过乙醇超临界干燥成功制备出耐高温ZrO2/SiO2块体复合气凝胶.采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、N2吸附分析仪等仪器表征了ZrO2/SiO2复合气凝胶的形貌、表面基团、晶相和孔结构,着重研究了其耐热性能.结果表明:制备的ZrO2/SiO2复合气凝胶具有优秀的耐温性能,1000℃处理2h后,仍为四方相,线收缩仅为12％,比表面积高达186m2/g.制备出的ZrO2/SiO2复合气凝胶在高温保温隔热、高温催化剂或催化剂载体方面具有良好的应用前景.
11.RF树脂基气凝胶的微结构调控
- Wu Xueling;吴学玲;Zhang Zhihua;张志华;Shen Jun;沈军;Shen Yang;沈洋;Wang Fang;王芳
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：通过掺入双酚环氧树脂来调控间苯二酚-甲醛(RF)气凝胶的微结构,在常压干燥条件下获得线收缩率较小的树脂基气凝胶.利用扫描电镜、氮气吸脱附比表面积与孔径分析仪、Hotdisk热分析仪等仪器对树脂基气凝胶的微观形貌、结构进行表征.结果表明:在常压干燥后,掺杂双酚环氧树脂的RF树脂基气凝胶仍能维持较好的孔结构,极大地降低了树脂基气凝胶的线收缩率.
12.聚合物气凝胶研究进展
- Chen ying;陈颖;Shen Xiaodong;沈晓冬;Cui Sheng;崔升
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：聚合物气凝胶作为有机气凝胶的一种,不仅具有聚合物材料的性能,如低介电常数、灵活的分子设计性,同时还有气凝胶材料的特点,如低密度、高孔隙率等,使得应用领域大大拓宽,从而被广泛研究.其中对几种常见的聚合物,如聚氯酯(PU)、聚脲(PUA)、聚酰亚胺(PI)、聚苯并噁嗪(PBZ)和间规聚苯乙烯(sPS)类气凝胶的研究较为广泛,本文将对以上几种聚合物气凝胶的制备工艺、性能表征、微观形貌等最新研究进展进行综述.
13.Ca(Ⅱ)离子改性ZrO2-SiO2复合气凝胶高温稳定性研究
- Li Xiaolei;李晓雷;He Jian;何健;Hu Zhipeng;胡志鹏;Ji Huiming;季惠明;Su Dong;苏冬;Qiao Yingchen;乔迎晨
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以ZrOCl2·8H2O为锆源和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,以环氧丙烷(PO)为凝胶促进剂,采用预水解法制备ZrO2-SiO2复合湿凝胶,将湿凝胶置于硝酸钙(Ca(NO3)2)的乙醇溶液中老化,再结合高温超临界工艺制备了Ca2+改性的ZrO2-SiO2复合气凝胶.研究Ca2+引入对ZrO2-SiO2复合气凝胶的微观结构和高温稳定性的影响.结果表明:引入的Ca2+能取代气凝胶表面羟基,生成Si—O—Ca键和Zr—O—Ca键在气凝胶表面形成包覆层,有利于提高气凝胶的高温稳定性,使得改性后的ZrO2-SiO2复合气凝胶在1000℃仍具有较好的高温稳定性.
14.质子交换膜燃料电池用碳气凝胶载铂催化电极
- Liu Shuo;刘硕;Gao Yuan;高远;Ma Jie;马婕;Zhang Jing;张晶;Yi Xibin;伊希斌
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：采用乙二醇还原法,以碳气凝胶为载体制备碳气凝胶载铂催化电极(Pt/CA/CP),并制成燃料电池单电池.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)对碳气凝胶戴铂催化剂进行表征,铂颗粒均匀分散于碳气凝胶载体上,粒径集中为3-5nm.采用循环伏安法(CV)对碳气凝胶载铂催化电极进行电化学性能评价,碳气凝胶载铂催化电极具有较高的催化剂利用率,采用燃料电池测试系统对单电池进行性能评价,碳气凝胶载铂催化电极单电池工作电压可大于0.9V,电流密度接近1A/cm2.
15.气凝胶毡绝热工程设计及分析
- Ren Fujian;任富建;Zhang Rui;张蕊;Zhou Xiaofang;周小芳
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：结合纳米SiO2气凝胶与无机纤维材料通过特殊工艺复合而成的绝热毡在管道绝热工程中的应用需求,采用数据拟合的方法,得到了气凝胶毡导热系数随温度变化的方程式.采用经济厚度法、最大允许热损失量法、表面温度法3种方法对气凝胶毡的绝热设计厚度进行了计算,并将其与岩棉毡进行了对比分析.进一步,对气凝胶毡和岩棉的工程造价和节能效益进行了对比分析.可以看出,气凝胶毡的导热系数方程需要统一规定,以岩棉毡为基准,气凝胶毡的绝热厚度较小,其绝热工程投资回报年限约为一年,在管道绝热工程中有较好的应用价值.
16.气凝胶材料的不同制备方法
- Wang Meiyue;王美月;Chen Xiaohong;陈晓红;Yaofei Lei;雷尧飞;Hu zijun;胡子君;Song Huaihe;宋怀河
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：气凝胶是一种新型轻质、多孔纳米材料,其极高的孔隙率有效降低了材料的固相热导率,其纳米级孔结构可显著降低气体分子热传导和对流传热,因此气凝胶具有极低的热导率,是一种性能优异的高效隔热材料,广泛应用于航空、建筑、民用等领域.重点介绍了课题组氧化物气凝胶、碳气凝胶、多元气凝胶的制备方法.
17.耐高温氧化铝基气凝胶的制备和特性研究
- Wu Yu;吴宇;Shen Jun;沈军;Zu Guoqing;祖国庆;Zou Liping;邹丽萍;Zou Wenbing;邹文兵
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以仲丁醇铝为前驱体,盐酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法再经过超临界修饰和干燥,制备出块体氧化铝气凝胶.将莫来石纤维跟法合氧化铝溶胶混合,用同样的方法制备出纤维复合氧化铝气凝胶.用场发射扫描电镜,HotDisk热分析仪,孔径分布仪,X射线衍射仪表征了氧化铝气凝胶及复合样品的结构和热学性能.结果表明:经过超临界修饰的氧化铝气凝胶具有更高的结晶度和耐温性能,并通过与莫来石纤维复合,其机械强度得到了有效地提高.
18.N杂化石墨烯气凝胶的组成和热导率
- Yue Chenwu;岳晨午;Feng Jian;冯坚;Jiang Yonggang;姜勇刚;Feng Junzong;冯军宗
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：通过对苯二胺还原和CO2超临界干燥制备了N杂化石墨烯气凝胶,研究了其在1000℃裂解前后的微观结构、组成和热导率变化.结果表明:裂解后N杂化石墨烯气凝胶孔径增大,石墨烯上的杂化原子部分去除,其常压和低压(5Pa)热导率分别由0.031W/(m·K)和0.014W/(m·K)增大到0.057W/(m·K)和0.019W/(m·K).裂解后气态热导是N杂化石墨烯气凝胶传热的主要方式.
19.2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化纤维素衍生物的制备、交联及其裂解炭化
- Zhang Sizhao;张思钊;Feng Jian;冯坚;Huang Xing;黄兴;Feng Junzong;冯军宗;Jiang Yonggang;姜勇刚
- 《第一届气凝胶材料国际学术研讨会》 | 2015年
摘要：以木质纤维素衍生物为原料,通过2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基(TEMPO)使其伯羟基选择性氧化为羧基,然后在酸性条件下发生化学交联,最后经高温裂解使其炭化制得三维炭基材料.结果表明:红外波谱在1632cm-1处发现了经TEMPO氧化的纤维素衍生物产生了COO-特征吸收峰,证实了氧化的纤维素衍生物具备发生化学交联反应的能力.高温裂解处理得到的炭基材料基本保持了炭化处理前的三维网状结构.