为研究纳米隔热材料孔隙结构内部的气体热传输特性, 采用溶胶-凝胶工艺结合超临界干燥技术, 制备了一系列具有不同孔隙结构特征的样品, 通过热导率、氮气吸-脱附和真密度测试, 全面、准确获取了其孔隙结构信息, 并专门、系统研究了孔隙结构特征与气体热传输特性之间的关系.研究结果表明: 与气相贡献热导率相对应, 材料具有双尺度孔隙结构特征, 并且当大孔隙尺度不及小孔隙的10倍时, 可进一步等效为单尺度孔隙.考虑气固耦合传热的本征气相贡献热导率随孔隙尺度的增大而升高, 与气相热导率变化类似且成一定的比例关系, 孔隙尺度小于200 nm和大于500 nm时的比例系数分别为2.0和1.5, 200~500 nm时则为2.0~1.5.当大、小孔隙尺度的比值不超过10时, 或者这一比值为100~1000且大孔隙含量低于10%时, 气相贡献热导率随环境气压的降低依次呈现快速下降、缓慢下降和无变化三个阶段; 当这一比值超过3000时, 即使大孔隙含量很低(不超过10%), 气相贡献热导率也会依次呈现快速下降、缓慢下降、快速下降和无变化四个阶段

用正硅酸乙脂为硅源,采用溶胶-凝胶二步法结合CO2超临界干燥制备了经三甲基氯硅烷表面修饰和未经表面修饰的硅石气凝胶.对两类硅石气凝胶的吸水性进行了研究,同时研究了热处理温度对未经表面修饰硅石气凝胶吸水性的影响.结果表明:经三甲基氯硅烷修饰的硅石气凝胶具有优良的疏水性能、未经表面修饰的硅石气凝胶,随热处理温度的升高,300~500℃范围内吸水率快速增加,500~700℃范围内吸水率变化不大,800℃以上吸水率再次增加,1000℃热处理后,由于样品的玻璃化,吸水率又快速下降

以水玻璃为硅源,甲酰胺为催化剂,乙二醇为干燥控制化学添加剂(DCCA),采用溶胶-凝胶法常压下干燥制备了硅石气凝胶粉体．研究发现：微过量的甲酰胺,有利于高孔隙率气凝胶的合成；过量的乙二醇的引入不利于低密度气凝胶的形成；pH值对合成气凝胶的性质也有较大的影响．经二甲基二乙氧基硅烷(DMDEOS)表面改性处理后的气凝胶表现出了很好的疏水性能．采用傅里叶变换红外分析(FTIR)、热重分析(TG)、示差扫描量热分析(DSC)等对疏水型气凝胶的结构和性能进行了研究．

为解决SiO2气凝胶质脆和硬硅钙石热导率偏高的问题,以正硅酸乙酯为硅源采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶先驱体,而后将其与硬硅钙石复合经超临界干燥制备了硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料.采用瞬时热带法测试样品常温下1.01×105~1×10-2Pa范围内的热导率,研究了制备条件对复合材料热导率的影响.结果表明,复合材料热导率随硬硅钙石体积质量的减小以及复合增重率的增加而降低,但随气凝胶体积质量的增大先降低后升高

第一节分散系的分类 第二节混合物和溶液的组成标度 第三节稀溶液的通性 第四节溶胶 第五节高分子溶液 第六节凝胶

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,利用溶胶凝胶工艺制备出不同硅含量的TiO2-SiO2复合醇凝胶.结合老化液浸泡和小孔干燥工艺,在常压下干燥得到完整的TiO2-SiO2复合气凝胶块体.采用扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线粉末衍射等测试手段对复合气凝胶的微观结构和物化性能进行了测试和表征.测试结果表明,复合气凝胶具有良好的性能,Ti和Si元素在气凝胶中分布均匀.随着SiO2含量的增加,复合气凝胶的密度逐渐变小,比表面积增大,孔隙率增加,转变为锐钛矿相的相变温度升高.经高温煅烧晶化处理,复合气凝胶转变为锐钛矿相结构.以乳化后的渤海原油水溶液作为含油污水模拟溶液,测试了复合气凝胶对含油污水的催化降解性能.污水降解结果显示复合气凝胶对渤海原油污水具有较好的催化降解活性.在SiO2摩尔分数低于30%时,随着硅含量的增加,复合气凝胶的光催化降解率升高;但当SiO2摩尔分数高于30%后,继续增加SiO2掺入量,反而造成复合气凝胶催化能力下降.对于SiO2摩尔分数为30%的复合气凝胶,获得了最佳的催化降解效果,90 min催化降解率达95%

采用凝胶溶胶法制备TiO2以及摩尔比分别为1:1和4:1的TiO2-ZrO2三种载体,然后浸渍负载一定量的活性组分MnOx制备相应催化剂.通过X射线衍射和扫描电镜对载体和催化剂进行表征,并进行氨气低温选择性催化还原NO(NH3-SCR)实验来考察催化剂的活性.三种载体中TiO2-ZrO2(4:1)的颗粒粒径最小且高度分散,加入氧化锆后,Zr4+离子取代Ti4+离子掺杂进入TiO2晶格内,引起TiO2晶格畸变,抑制TiO2晶型转变,并促进载体上活性组分Mn的均匀分布,从而提高催化剂的低温选择性催化还原活性.TiO2-ZrO2(4:1)加入质量分数10%的Mn后催化剂的活性最高,在130℃采用该催化剂催化时NO的转化率达到92.6%;150℃时通入体积分数10%的水蒸气会降低10%Mn/TiO2-ZrO2(4:1)催化剂的活性,撤消后活性可逐渐恢复;而200℃时10%Mn/TiO2-ZrO2(4:1)的活性基本不受水蒸气的影响

采用溶胶凝胶法制备石墨烯气凝胶（GA），并研究了前驱液中的pH值与氧化石墨烯（GO）的质量分数对GA材料储能性能的影响。使用X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、氮气吸脱附分析、扫描电子显微镜（SEM）对样品微观结构与形貌进行表征。用循环伏安（CV）、恒流充放电（CP）、电化学交流阻抗（EIS）测试了样品的电化学性能。结果表明，前驱液中的pH值及GO质量分数的不同会影响GA中团簇颗粒的大小和数量，进一步影响GA三维结构。在pH值为6.3、GO 的质量分数为1%时，制得的GA比表面积最大为530 m2?g?1，在1 A?g?1的电流密度下比电容高达364 F?g?1。此外，将该材料制成对称超级电容器具有高的库伦效率，在1 A?g?1下进行CP测试，得到电容器的比电容为98 F?g?1，循环800次后其循环稳定性能为初始比电容值的95.9%