SiO2气凝胶隔热性能的影响因素研究

目的 在不同热流条件下,通过调整SiO2气凝胶的孔隙率、涂层厚度等,以满足合适的隔热要求。方法 针对中短程飞行器飞行时外壁面承受短时高热流的特点,在分析孔隙率对SiO2气凝胶热导率影响规律的基础上,通过数值仿真研究不同气凝胶孔隙率、气凝胶厚度及热流作用下的温度响应。结果 得到了不同条件下满足隔热要求的气凝胶最小厚度,以及气凝胶表面的最高温度。高温情况下,气凝胶孔隙率为96%时,有效热导率最低,孔隙率超过96%时,隔热性能变差。结论 当飞行器内壁面温度满足要求时,增大气凝胶的孔隙率,则需要减小气凝胶的厚度,相应的气凝胶表面温度会升高,但升幅很小。当飞行器外壁面承受长时间大热流时,仅调整气凝胶的厚度和孔隙率不能达到结构的隔热要求。     

气凝胶:航天材料打造节能保温材料市场

<正>气凝胶,因纳米多孔网络结构,孔隙率高达80~99.8%,室温导热系数可低至0.013w/(m·k),是绝热性能极好的材料,在航空航天、石油化工、电力冶金、建筑节能等多领域具有广阔的应用前景,是传统隔热材料革命性替代产品。伴随着中国经济转型升级,节能降耗政策的持续大力推进,以及中国实施多年的纳米材料战略,气凝胶材料近年来受到广泛关注。国内市场起步较晚,前期主要是国外气凝胶产品在销售,近年来随着国内气凝胶企业实力不断增强,规模逐步扩大,气凝胶     

硅烷偶联剂对油页岩灰渣制备疏水性SiO_2气凝胶介孔材料的影响

以油页岩灰渣制备的水玻璃为原料,采用不同种类的硅烷偶联剂,在常压下制备了多孔疏水SiO2气凝胶。实验结果表明:在常压干燥之前,对湿凝胶进行溶剂交换-表面改性,是获得多孔气凝胶的关键。未加入硅烷偶联剂制备的气凝胶具有微孔结构;不同硅烷偶联剂制备的SiO2气凝胶均为纳米颗粒组成的中孔结构,比表面积800~980 m2/g,密度0.084~0.11 g/m3,最可几孔径9.38~10.10 nm;FT-IR分析结果表明凝胶表面Si-OH已被改性为Si-CH3,表面呈现较强的疏水性,且疏水性HMDZ>TMCS>DMDC。TG-DTA实验结果表明,改性气凝胶的热稳定性都能达到350℃,HMDZ和TMCS的气凝胶具有更高的热稳定性。     

太阳光下TiO2/SiO2气凝胶复合光催化剂光催化降解2,4-二硝基酚

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法(so1-ge1)和常压干燥法制备SiO2气凝胶,在此基础上,将硅气凝胶掺杂进入TiO2溶胶中制备出TiO2/SiO2气凝胶复合光催化剂.利用xRD、TEM和FI-IR等技术对其晶型、形貌和结构进行表征,研究了太阳光下TiO2/SiO2气凝胶复合光催化荆对2,4-二硝基苯...     

海藻酸钠基多孔碳气凝胶的制备及其对水中四环素去除

采用脱硫废水中的重金属污染物原位交联使海藻酸钠形成水凝胶,再将该水凝胶在800℃的条件下制备为海藻酸钠基多孔碳气凝胶,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对该气凝胶进行了表征分析,并考察了该气凝胶对溶液中四环素的吸附行为。结果表明,该碳气凝胶具有丰富的孔隙结构,比表面积可以达到52.37 m²/g。随着溶液初始pH值的增大,碳气凝胶对四环素的吸附量逐渐降低。碳气凝胶对四环素的吸附行为更符合准二级动力学方程(R²=0.825 7),最大吸附量可以达到112 mg/g,等温吸附过程对Freundlich等温吸附模型比对Langmuir等温吸附模型拟合度更高,说明利用处理脱硫废水的凝胶废弃物制备的海藻酸钠基多孔碳气凝胶在去除水环境中的抗生素方面有较好的应用前景,实现了脱硫废水凝胶废弃物的资源化利用。     

疏水性SiO_2气凝胶吸附水溶液中有机物的研究进展

SiO2气凝胶是一种纳米多孔固体材料,比表面积大和孔隙率高的特点使其具有良好的吸附特性。常压干燥下制备出的疏水性SiO2气凝胶由于具有制备成本低,且能在潮湿环境和水溶液中使用的特点,使其在吸附水溶液中有机物领域具有广阔的市场前景。在分析疏水性二氧化硅气凝胶常压制备技术及研究现状基础上详细介绍了其在吸附水溶液中有机物领域的研究进展,最后对疏水性SiO2气凝胶吸附水溶液中有机物研究重点进行了预测和展望。     

凹凸棒石纤维复合气凝胶吸附水体中TPH吸附特性

以水体中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)为目标污染物,采用凹凸棒石复合二氧化硅气凝胶进行净化石油类污染水体研究,主要考察复合气凝胶使用量及环境要素对去除水体中TPH的影响。研究结果表明:凹凸棒石纤维复合气凝胶与污染水体的质量比为1:60,对TPH的去除率随温度的升高而降低,受pH变化影响较小;当NaCl浓度在0~100 g/L,MgCl2浓度在0~2.5 g/L时,复合气凝胶对水体中TPH的去除率几乎不受盐度的影响;Fe3+、Mn2+、NH4+、NO3-均能促进复合气凝胶对TPH的去除,但受其浓度变化影响较小,同时,凹凸棒石纤维复合气凝胶对上述离子也有微弱的去除作用。研究成果为凹凸棒石复合气凝胶在实际石油类污染水体中的应用提供了科学可靠的数据支撑。     

SiO2气凝胶的制备方法及其应用研究进展

针对SiO2气凝胶制备过程复杂和推广应用难等问题,就其制备过程中在溶胶-凝胶、老化和干燥等阶段受不同因素影响的研究现状进行了详细叙述,并对SiO2气凝胶材料在航空航天、建筑、医学以及催化剂等领域的应用研究情况进行归纳总结。在此基础上,展望了未来SiO2气凝胶的制备及其应用的发展趋势。     

干燥方式对油页岩灰渣制备SiO_2气凝胶性质的影响

以油页岩灰渣为原料,结合微波干燥、热风干燥和烘箱干燥3种方式在常压下成功地制备了SiO2气凝胶,研究了干燥方式对气凝胶性质的影响。结果表明:3种干燥工艺都能制备出性能较好的气凝胶,密度为0.0703~0.112 g/m3,比表面积为718~1360 m2/g,孔体积为2.37~4.29 m3/g,孔径为11.8~14.1 nm。其中微波干燥制备气凝胶弥补了传统的烘箱干燥使凝胶受热不均而产生温度梯度的缺点,缩短了干燥时间,减少了粉体团聚,使气凝胶尽可能保持了原有的孔结构。     

纤维增强气凝胶复合材料高温结构转变及热稳定性研究

目的研究高温受热条件下纳米复合隔热材料的结构转变特征及热稳定性。方法采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及热重仪等检测方法。结果纤维增强气凝胶材料从室温到650℃存在连续的质量损失,从室温到放热前,质量损失为1.66%;365℃开始出现放热,温度升至398℃时达到峰值,整个放热过程对应质量损失约为1.3%;从435℃放热结束开始到650℃的质量损失为1.46%。经过400℃热处理后,试样比表面积从268m~2/g增加到437m~2/g;当试样热处理温度达到600℃时,试样的比表面积明显随之降低至198m~2/g。结论 SiO_2气凝胶复合材料以无定形结构为主,存在少量的二氧化钛晶体。在400℃左右,SiO_2气凝胶结构中硅甲基Si—CH_3发生氧化,产生明显的放热峰,之后硅羟基Si—OH之间发生缩聚反应,使600℃热处理后气凝胶中Si—O—Si网络骨架强度有所提高。未处理的纤维增强气凝胶材料试样上气凝胶纳米颗粒构成的块体较为良好地包裹在玻璃纤维表面,而经过600℃的高温热处理1 h后,块体气凝胶脱离了光滑的纤维表面,气凝胶纳米粒子发生收缩,致使材料比表面积下降。     

KH550改性SiO2气凝胶及其掺杂对砂浆性能的研究

目的提高SiO_2气凝胶颗粒与砂浆的相容性,降低砂浆的导热系数。方法以质量分数为5%的KH550硅烷偶联剂为改性剂,先对SiO_2气凝胶颗粒进行表面改性,并以改性后的SiO_2气凝胶颗粒为替换骨料,采用等体积替换法制备SiO_2气凝胶砂浆,再用SEM、XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)和接触角测量仪对原材料性能和砂浆的微观形貌进行表征,并研究不同替换比例的SiO_2气凝胶颗粒对砂浆密度、力学性能、收缩性能以及导热系数等性能的影响。结果采用KH-550硅烷偶联剂对SiO_2气凝胶进行表面改性,改性后的SiO_2气凝胶能够稳定地镶嵌于砂浆中,与无机胶凝材料的结合较为紧密,填补了砂浆中的孔洞,使得砂浆内部结构更为均匀,形成较为稳定的复合体系;随着SiO_2气凝胶颗粒替换比例的增大,SiO_2气凝胶砂浆的密度、力学性能以及导热系数逐渐降低,收缩率逐渐变大,当替换率达到60%时,密度由最初的2014.1 kg/m3降至1231.4 kg/m3,28天抗压和抗折强度分别降至2.15 MPa和0.45 MPa、导热系数值从0.6039 W/(m·K)降至0.1524W/(m·K),自收缩率增大到2729×10-6。结论从使用性能、材料成本、以及保温性能等方面综合考虑,当替换比例为50%时,为最优体积掺量,此时,其密度、抗压和抗折强度、自收缩率以及导热系数分别为1387.1kg/m3,8.3 MPa和2.23 MPa,1928×10-6,0.2248 W/(m·K)。     

碳气凝胶的制备及其对极性农药的吸附性能

以机械球磨联合TEMPO氧化对木浆纤维进行预处理,并通过高温热解制备碳气凝胶,对其形貌、元素组成、比表面积、孔径结构以及表面官能团进行表征分析,并以阳离子型吡虫啉（IMI）和阴离子型2,4-D为目标物评价其吸附性能.结果表明：经机械球磨联合TEMPO氧化改性显著增加碳气凝胶的孔和表面C=O官能团含量、比表面积及极性,降低其片层厚度和芳香性,其表面积可达2631m²/g.碳气凝胶对IMI和2,4-D的吸附均符合Freundlich模型.IMI在碳气凝胶上的主要吸附机制为阳离子/p/π-π电子供体-受体相互作用、氢键、孔填充作用、静电吸引作用等,而静电排斥作用是抑制2,4-D吸附的主要因素,且IMI和2,4-D最高吸附量分别可达437和286mg/g.因此,通过机械球磨联合TEMPO氧化改性制备碳气凝胶在吸附去除水体有机污染物领域具有潜在应用价值.     

石墨烯/SiO_2气凝胶对苯、甲苯水溶液的吸附

以正硅酸乙酯(TEOS)与氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶–凝胶法,经表面改性、常压干燥制备不同GO含量的氧化石墨烯/二氧化硅气凝胶(GOS),再由高温还原得到石墨烯/二氧化硅气凝胶(GS).通过堆密度、比表面积等测试,将最佳配比的GS与活性炭(AC)、SiO_2气凝胶作对比,研究其对苯和甲苯溶液的吸附性能,并探讨了GS的吸附机理.结果表明:掺杂3%GO的复合气凝胶性能有显著提升.松散堆密度为160kg/m~3,比表面积、孔径分别为1039m~2/g、16.56nm,对苯、甲苯水溶液的最大饱和吸附量分别达到180mg/g,210mg/g,约为活性炭吸附量的2.5倍.且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型.     

北京、廊坊和新港地区气挟微生物分布规律的研究

<正> 大气环境是不利于微生物生长繁殖的场所。它缺乏微生物生命活动所必需的营养物质和水分,同时还具有较强的紫外线辐射,因此,空气不象土壤和水那样具有自己相应的稳定的微生物区系。在空气中气挟微生物都是来自地表飞扬的尘土,飞溅的水滴以及人和动物的分泌排泄物。许多研究表明,微生物在空气中是呈悬浮状态,随气流而漂动,它受风力、气温、湿度和日照等自然因素和人口密度,交通情况等社会因素的影响。气挟微生物对环境质量的影响是多方面的。它与人类的健康和生产活动密切相关。人类和动,植物病原菌的传播、人类过敏症的发生     

孔径分布和溶液浓度对碳气凝胶电极电吸附除盐性能的影响分析

在不同进水浓度下,采用两种比表面积相似但是孔径分布不同的碳气凝胶作为电极进行了一系列电吸附除盐平衡试验.结果表明,随着溶液浓度的变化,不同的孔径分布对碳气凝胶除盐效果影响不一样.其机理为双电层的存在,使得碳气凝胶空隙内的双电层扩散层相互叠加;同时,根据德拜定律,碳气凝胶空隙内的双电层扩散层在不同浓度溶液中厚度不同,从而使得双电层扩散层相互叠加的情况也随浓度变化而变化.这两种作用共同导致了实验结果.当溶液浓度为 0.01 mol·L-1时,选择主要孔径不小于20hm的碳气凝胶电极;当溶液浓度为 0.1 mol·L-1时,应选用主要孔径不小于 10nm 的材料;当溶液浓度为几 mol·L-1时.则分散层几乎消失,孔径大小对电吸附性能影响几乎不考虑.     

热/自然交变环境下玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料模拟使役工况试验研究

目的 研究装备动力舱在热/自然交变环境下玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料性能随模拟使役工况试验时间的退化规律,提升装备动力舱热/自然交变环境效应控制水平。方法 以玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料为研究对象,以湿热、盐雾和高温试验为热/自然交变环境试验谱,以振动试验为加速因子,开展5个周期的实验室模拟使役工况加速试验,对比分析样件初始状态和每一个周期试验后的性能。结果 经模拟使役工况试验后,玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料的颜色由白色逐渐变成黄色,SiO2气凝胶含量逐渐减少,纤维元素组成变化不明显,导热系数升高,隔热性能下降,且均在4周期模拟使役工况试验后出现明显变化。结论 玻璃纤维增强SiO2气凝胶复合材料经5个周期的模拟使役工况试验后,其常温导热系数仅为0.026 4 W/(m.K),热面温度为200 ℃时,冷面平均温度仅为68.5 ℃,热/自然交变温差为43.5 ℃,具有良好的环境适应性。     

空气污染控制

由美国国会颁布的新空气清洁法,它代表了公众和立法对整个大气质量问题的关切。近几年,这一关注受到一些因素的进一步推动,其中包括大气污染长期对公众健康和环境影响的科学信息系统的发展。 1990年的空气清洁法,同一些州和地方立法机构通过的有关法规一样,可以应用于广泛潜在的空气污染源,而它对于电力工业、精炼业、化学和制造业,以及废弃物焚烧工业等具有特别的重要性。这些行业,要求它们加强对颗粒的控制,限制污染物的释放(包括酸气、挥发性     

选择大气氟污染抗性植物和敏感植物的一种简易新方法

植物净化空气和监测空气污染的作用已为人们所重视。怎样选出更多的大气污染抗性植物和监测植物,使它能更好地起到保护和改善环境的作用,这是植物与环境保护研究工作中的一项重要工作。这里涉及到抗性植物和敏感植物的选择问题。目前,国内外在选择抗大气污染植物和敏感植物时,所使用的最主要方法是人工熏气法,就是在人工控制的条件下,在熏气室或熏气罩内对植物进行一些有害气体的熏气试验,根据植物在熏气过程中的反应进行抗性分级,那些在低浓度下容易受害的便是敏感     

绿色墙报社区版做好社区环保,护养健康硬件病从"房"入,室内环保必不可少

生活在社区,在房前屋后种树,既可美化我们的生活环境,又能起到树市"绿色工厂"、"绿色卫士"的作用.它们不仅为我们提供纳凉的场所,更能吸纳噪音,吸收有害气怖二氧化碳,释放氧气;花市是天然的空气净化器和加湿嚣,它们的呼吸和光合作用,可以吸附空气中的尘埃,释放出氧气和水蒸气;草坪吸附尘土,覆盖土壤,并保留一部分雨水使之成为地下水,对城市雨水的回收功不可没.每十平方米草坪所释放的氧气,更足够我们一个人一天的供氧需要.     

纤维素基碳复合气凝胶的制备及其光催化性能研究

光催化法治理水污染因具有绿色环保、高效和净化彻底等优点而受到研究者的关注，然而，粉末催化剂难以回收利用阻碍了其在实际应用中的推广.为了解决以上问题，基于多孔石墨相氮化碳(g-C₃N₄)和纤维素气凝胶的优点，本研究将溶胶-凝胶法与高温炭化工艺相结合，制备得到了一种三维多孔复合气凝胶(CN_x/CA).经碳化处理后，多孔g-C₃N₄均匀牢固地结合在纤维素碳气凝胶表面.当多孔g-C₃N₄的添加量为1 g时，得到的复合气凝胶具有较好的光催化性能.在光反应进行180 min时，对四环素的降解率达到92%.根据紫外可见漫反射及光致发光光谱可知，CN_x/CA的催化性能的提高主要源于其具有优异的光吸收能力及更低的载流子复合率，并且通过电子顺磁共振测试结果显示，光催化降解的主要活性物种是超氧自由基.