气凝胶玻璃对建筑采光效果及能耗的影响--以寒冷地区办公建筑为例

探究气凝胶玻璃作为外窗材料对寒冷地区办公建筑的采光效果及对建筑能耗的影响,选取典型代表性城市济南某办公建筑,建立分析模型,基于honeybee进行动态采光指标模拟以及能耗模拟,对不同外窗玻璃材质的采光效果以及对建筑能耗的影响进行研究并与气凝胶玻璃进行对比。研究结果表明,气凝胶玻璃作为办公建筑外窗材料可以在保证办公区域内一定的采光效果的同时,降低建筑整体能耗,尤其对采暖能耗减低效果明显,因而适合于寒冷地区办公建筑的节能设计。

气凝胶性能、粒径及填充厚度对气凝胶玻璃性能影响研究

气凝胶玻璃是新型建筑围护结构优质产品,能有效降低能耗损失,目前国内外以颗粒气凝胶玻璃为主。本试验选择6种不同粒径范围气凝胶颗粒(6~8目、8~10目、10~12目、12~14目、14~16目、16~18目)及4种不同填充厚度中空玻璃(5.5mm、6mm、8mm、10mm)进行复合,研究两种因素对透光效果及隔热效果的影响。结果表明,在相同填充厚度下,气凝胶玻璃填充颗粒粒径在8~16目时,随着颗粒粒径减小,透光率逐渐降低,而当粒径在16~18目时,可见光透射率反而提升。填充颗粒粒径相同时,填充厚度越小,可见光透射率越高。将气凝胶玻璃与传统中空玻璃对比,透光率有所降低的同时,传热系数大幅降低,在100℃光线照射下,气凝胶玻璃隔热效果随着颗粒粒径减小逐渐提升,随着填充厚度增加逐渐提升,且远高于普通中空玻璃,进一步确认了其优异的节能效果。

气凝胶性能、粒径及填充厚度对气凝胶玻璃性能影响研究

本实验选择6种不同粒径范围气凝胶颗粒及4种不同填充厚度中空玻璃进行复合,研究这两种因素对透光效果及隔热效果的影响。结果表明:在相同填充厚度下,气凝胶玻璃填充颗粒粒径在8~16目之间时,随着颗粒粒径逐渐减小透光率逐渐降低;当粒径在16~18目时,可见光透射率反而提升。填充颗粒粒径相同时填充厚度越小,可见光透射率越高。将气凝胶玻璃与传统中空玻璃对比,透光率有所降低的同时传热系数大幅度降低,在100℃的光线照射下,气凝胶玻璃隔热效果随着颗粒粒径减小逐渐提升,随着填充厚度增加逐渐提升,且远高于普通中空玻璃,可以进一步确认其优异的节能效果。

SiO_2凝胶玻璃中Eu^(3+)、Tb^(3+)与1,10-邻菲罗啉配合物的原位化学合成及其荧光和热学性能

应用原位化学复合方法，将Eu3＋、Tb3十与1；10-邻菲罗啉配合物光学均匀复合到SiO2凝胶玻璃中，解决了因稀土含氮配合物易水解而难以用溶胶-凝胶工艺将其均匀掺入无机基质的问题研究了原位配合物的荧光和热学性能结果表明，由于配合物的形成使稀土离子特征荧光强度显著增加，而无机基质的保护作用则使原位配合物的热稳性提高200℃以上化学合成纯配合物Eu（Phen）2Cl3·2H2O的高分辨荧光谱表明，Eu3+在其中的格位对称性为C1或C2或C3．

嵌有纳米碳颗粒凝胶玻璃的制备及其发光特性

以磷酸三乙酯、硝酸铝和正硅酸乙酯为原料，通过它们的水解制备了ｘＡｌ２Ｏ３·ｘＰ２Ｏ５·１００ＳｉＯ２（ｘ＝０．２５～３）凝胶．在６００℃对凝胶进行热处理，使其中的有机基团炭化，从而制备出了镶嵌有碳纳米颗粒的ｘＡｌ２Ｏ３·ｘＰ２Ｏ５·１００ＳｉＯ２（ｘ＝０．２５，０．５）凝胶玻璃．在室温下以５３２ｎｍ激光（Ｎｄ：ＹＡＧ）激发，在 ６３０ｎｍ处有一强的发光峰，该发光现象是由镶嵌在凝胶玻璃中的纳米碳颗粒产生的．

纳米碳管复合凝胶玻璃结构及谱学性能研究

用物理掺杂工艺将纳米碳管引入二氧化硅凝胶玻璃基质,成功制备了纳米碳管复合凝胶玻璃,采用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等测试方法对其结构和谱学性能进行了表征。结果表明,通过优化掺杂工艺能够实现纳米碳管与基质的均匀复合,纳米碳管本身的结构在掺杂过程中并未发生改变。纳米碳管的引入对二氧化硅凝胶玻璃基质的紫外-可见吸收光谱和红外光谱未产生显著影响。

PZTS系凝胶玻璃及玻璃陶瓷的结构研究

采用溶胶凝胶工艺在低温下合成均匀透明的ＰＺＴＳ新型多组元凝胶玻璃，并在凝胶玻璃中成功地析出ＰｂＴｉＯ＿３，Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ＿３纳米微晶。利用ＩＲ谱分析了凝胶玻璃中Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－Ｏ－Ｔｉ等化学键在成胶过程中的形成以及在热处理过程中的变化。根据Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ原理估算了ＰＴＳ凝胶玻璃的析晶活化能。借助ＸＲＤ较系统地研究了凝胶玻璃在高温下的结晶结构。探讨了在ＰＺＳ，ＰＺＴＳ体系中ＺｒＯ＿２和ＳｉＯ＿２成分的结晶对形成Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ＿３复合结晶结构的阻碍。井利用ＳＥＭ观察了材料形貌。

酞菁氯镓复合凝胶玻璃的谱学性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)湿化学工艺将酞菁氯镓(GaPcCl)掺入二氧化硅(SiO2)凝胶玻璃基质,制备出均匀掺杂的GaPcCl复合凝胶玻璃,并对复合体系的红外光谱(IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及荧光光谱等谱学性能进行了测试。结果表明:GaPcCl的掺杂对凝胶玻璃基质的红外光谱没有产生显著影响;掺杂GaPcCl在复合体系中二聚体吸收峰的强度较其DMF溶液有所增大;掺杂GaPcCl在复合体系中荧光强度随浓度的增加远大于DMF溶液。

掺Er凝胶玻璃中Er离子发光性质的研究

用溶胶－凝胶方法合成了掺铒（掺杂浓度１０２０／ｃｍ３）的二氧化硅玻璃。在室温下可产生１．５４μｍ波长的红外荧光。实验结果表明：荧光强度随掺杂浓度的不同而改变，并在０．５Ｗ％的掺杂浓度下出现最大值。当温度从４Ｋ升至３００Ｋ时，荧光强度下降了７４％。通过ＦＴ－ＩＲ和ＥＸＡＦＳ检测，Ｅｒ离子与Ｏ组成了配位数为８或９的配位结构。

SiO_2凝胶玻璃中铕(铽)-邻甲基苯甲酸-邻菲罗啉配合物的热稳定性及发光性能

用溶胶 -凝胶法以掺杂方式制备了含有铕 (铽 ) -邻甲基苯甲酸 -邻菲罗啉配合物的 Si O2 凝胶玻璃复合发光体 ,研究了该复合发光体的荧光和热稳定性。与配合物固体粉末相比较 ,结果表明将配合物引入凝胶玻璃中 ,其热稳定性明显提高 。

SiO_2凝胶玻璃中有机光学活性物质的荧光特性和热稳定性

有机光学活性物质在ＳｉＯ２凝胶玻璃中处于细颈广体状孔或化学惰性封闭孔内，由于孔的保护作用（笼效应），其热稳定性提高１００～３００℃。复合凝胶玻璃经１００℃处理后，由于吸附水的大量逸出，限制并减少了染料分子及其与环境之间的相互作用，降低了非辐射跃迁几率，染料的荧光效率成倍增加。

二氧化锗-二氧化硅凝胶玻璃的溶胶-凝胶法制备及其光学性质研究

本文以二氧化锗为原料合成了３－三氯锗丙酸，再以它和正硅酸乙酯为原料用溶胶－凝胶方法制备了二氧化锗－二氧化硅凝胶玻璃。研究了凝胶的制备及其向玻璃的转化过程，确定了制备的工艺条件。研究了凝胶和凝胶玻璃的透射光谱。

生物凝胶玻璃陶瓷的力学性能和生物学行为研究

采用溶胶凝胶自蔓延法制备了不同配比的SiO2-CaO-P2O5-MgO系生物活性玻璃粉,并通过压制烧结工艺制成块状玻璃陶瓷材料。研究了材料的组织结构、力学性能和在骨内种植试验中的生物学行为。结果表明:经过1100℃烧结热处理后,凝胶玻璃基体中析出(Ca,Mg)3(PO4)2晶体和MgSiO3晶体,其中,硅含量较高的样品中析出晶体的尺寸较大,具有较高的弯曲强度和断裂韧性值,分别可达172MPa和2.02MPa.m1/2。两种材料植入动物体内后与骨组织接触良好,未见明显的炎症反应。其中硅含量较高的样品植入骨内仅3周即可在骨与材料接触面处生成大量新生血管和骨小梁,植入6周后即与骨融合,两者之间钙磷含量较高且连续,没有明显的界面,这些结果证明该材料具有良好的骨组织相容性,是一种较为理想的骨修复替代材料。

表面修饰纳米碳管复合二氧化硅凝胶玻璃的制备研究

采用羧基化、酰氯化和酰胺化等三步化学反应实现了r-氨基丙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)3Si(OC2H5)3,APTES)对纳米碳管(CNTs)的表面修饰。在此基础上,采用溶胶-凝胶工艺将其引入到二氧化硅凝胶玻璃中,并通过红外IR光谱、扫描电子显微镜SEM分析测试方法对所得样品的组成和结构进行表征。结果表明,经过一系列的化学处理,成功实现了CNTs与APTES的共价键合而达到表面修饰的效果。溶胶-凝胶过程中,先驱液中正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4,TEOS)、r-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3,GPTMS)、CNTs-APTES分别发生水解,并经过共同聚合反应形成二氧化硅三维网络结构,而CNTs也借助于APTES而被化学键合到二氧化硅网络中,实现了在二氧化硅凝胶玻璃基质中的均匀分散,从根本上克服了CNTs在固相基质中团聚的问题。

酞菁分子结构特征对复合凝胶玻璃体系光限幅性能的影响

用溶胶凝胶法将2组具有不同分子结构特征的酞菁配合物分别植入二氧化硅凝胶基质,制备均匀掺杂的复合凝胶玻璃,并对其光限幅性能进行测试。研究结果表明:掺杂酞菁分子结构特征对其复合体系的光限幅性能有显著影响。掺杂无金属酞菁(phthalocyanine, H2Pc)和不同金属酞菁配合物(metallophthalocyanine, MPc)的硅氧凝胶玻璃,其光限幅效应随中心离子不同而异,并依 H<Ni<Pb顺序增强,表现出光限幅的中心离子效应。选择和变换酞菁周环取代基,将显著影响复合体系光限幅性能,表现出光限幅的取代基效应。

生物凝胶玻璃陶瓷的体内外生物学性能研究

采用溶胶凝胶自蔓延法制备生物凝胶玻璃粉,采用冷等静压法压制成圆片状和圆柱状,对经过烧结处理的两种生物凝胶玻璃陶瓷样品在体外、体内环境中的生物学行为进行了研究。试验结果表明:两试样均具有很好的体外生物活性和体内组织相容性,其中,硅含量较低的试样的体外生物活性优于硅含量较高的试样;而硅含量较高的试样的组织相容性较好且具有一定的骨诱导能力。试验证明:体外试验与体内试验的结果具有一定相关性,但对体内植入试验只起到一定的指导性所用。

LiNbO_3/SiO_2凝胶玻璃的非等温结晶动力学研究

利用差热分析和Ｘ衍射分析对ＬｉＮｂＯ３／ＳｉＯ２凝胶玻璃的非等温结晶动力学进行了研究。利用修正的ＪＭＡ方程直线计算了ＬｉＮｂＯ３和石英的析晶活化能、磷石英的相变活化能和频率因子，根据峰形指数计算了Ａｖｒａｍｉ结晶指数。ＬｉＮｂＯ３的结晶活化能为１４２ｋＪ／ｍｏｌ，ＬｉＮｂＯ３和石英晶体的生长过程受表面或界面控制。最后对凝胶玻璃的析晶难易和稳定性进行了分析。

四磺化酞菁镍复合乙烯基改性二氧化硅凝胶玻璃的谱学性能研究

采用溶胶-凝胶工艺,以正硅酸乙酯(TEOS)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为硅源,以VTES中的乙烯基(CH CH2)为有机改性剂,制备乙烯基改性二氧化硅凝胶玻璃,并在此过程中将四磺化酞菁镍(NiTSPc)掺杂其中制得复合凝胶玻璃。所得样品分别进行红外(IR)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱的表征以测试其组成、结构和NiTSPc在复合体系中的存在状态。结果表明,VTES中的乙烯基被成功地引入SiO2网络并实现了对其改性;复合凝胶玻璃中NiTSPc的掺杂对基质的组成、结构未产生影响;NiTSPc在乙烯基改性后的凝胶玻璃基质中得到很好的分散,基本以单体形式存在。对所得结果进行了分析讨论。

SiO_2凝胶玻璃中有机发光物质的浓度猝灭机制

有机分子之间及有机分子与基质之间的各种相互作用，如激发态反应、二聚作用、交叉弛豫作用等，是引起有机染料浓度猝灭的主要原因。利用溶胶－凝胶工艺将有机染料芘、罗丹明６Ｇ、罗丹明Ｂ、香豆素１２０光学均匀掺入ＳｉＯ２凝胶玻璃中，上述相互作用得到有效限制，有机染料的猝灭浓度明显提高。相对乙醇溶液，猝灭浓度可提高２～３个数量级。

原位合成配合物Eu(DBM)_3·2H_2O在凝胶玻璃基质中的发光性能

在乙烯基改性的凝胶玻璃基质中原位合成了Eu(DBM ) 3·2H2 O配合物 ,用低温稳态光致发光 ( photoluminescence,PL)光谱和室温时间分辨光谱研究了其光谱性能。研究表明 :Eu3+ 离子在原位合成配合物Eu(DBM ) 3·2H2 O中的近邻对称性为C2V。在刚性的凝胶玻璃基质中由于分子间相互碰撞和剧烈振动而引起的热去激活和非辐射弛豫几率降低 ,更有利于有机配体到Eu3+ 离子5D0 能级的有效分子内传能 ,5D0