氨解对溶胶-凝胶法合成Ti(C,N)纳米粉末的影响

以 Ti O(OH) 2 溶胶和炭黑为原料 ,经氨解溶胶 -凝胶工艺和碳热还原法合成了粒径为 50～ 2 0 0 nm的分散性能良好的 Ti(C,N)粉末。该粉末是由一个富 C和一个富 N的两个 Ti(C,N)分相组成的 ,氨解可破坏凝胶中 Ti O2 的网络结构 ,导致凝胶粒子细化及反应活性提高 ,也是使Ti(C,N)出现分相的主要原因。

氮掺杂碳气凝胶电极材料的制备及其结构表征

以间苯二酚和甲醛为反应前驱体,三聚氰胺为氮源,经溶胶-凝胶法制备出氮掺杂碳气凝胶(N-CA),并对其进行CO2活化,扫描电子显微镜(SEM)测试表明,经CO2活化后的氮掺杂碳气凝胶(N-ACA),其骨架结构发生较明显变化,孔尺寸明显减小;氮吸附数据表明,CO2活化能够较好地起到造孔的作用,N-ACA的比表面积高达4082m2/g;热重曲线(TG和DTG)说明CO2与N-CA的反应主要从650℃开始,当温度升至1150℃时失重速率达到最大,选取最适宜的活化温度范围为800～1000℃;X光电子能谱(XPS)和元素分析测试表明,与N-CA相比较,N-ACA具有的氮原子百分含量明显减少,但供电子能力较强的吡咯氮含量有所增加。

CPI/PI气凝胶复合材料的制备及光催化性能

为了提高聚酰亚胺(PI)气凝胶的光催化活性,采用两步复合的方法制备CPI/PI气凝胶复合材料。首先以3,3′,4,4′联苯四甲酸二酐和4,4′二氨基二苯醚为前驱体,采用乙醇超临界干燥技术得到PI气凝胶,并将PI气凝胶在600℃煅烧成含氮的碳化PI气凝胶(CPI);然后将CPI气凝胶与PI气凝胶前驱体复合并经超临界干燥制备CPI/PI气凝胶复合材料。对PI和CPI/PI气凝胶的表面形貌、比表面积、力学性能和光催化性能进行表征分析。结果表明:CPI/PI气凝胶具有良好的多孔结构,比表面积达到245 m^(2)/g,PI气凝胶的力学性能优异(弹性模量在10 MPa以上);煅烧后的CPI有效提高了PI气凝胶对土霉素溶液的光催化效率并具有良好的循环再生稳定性能,5次循环使用后土霉素溶液降解率为76%。

碳纤维建筑节能保温材料的制备及性能研究

通过调整甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和去离子水的摩尔比,基于先驱体转换法制备了Si—O—C气凝胶,将气凝胶浸渍碳纤维预制体干燥处理后获得了碳纤维基复合材料。通过XRD、SEM、FT-IR、力学性能和导热性能分析,研究了甲基三甲氧基硅烷和去离子水摩尔比对气凝胶性能的影响,并分析了高温裂解处理对碳纤维基复合材料性能的影响。结果表明,先驱体转换法制备出的复合材料Si—O—C气凝胶和碳纤维的粘合度较高,随着n(MTMS)∶n(去离子水)比例的增大,气凝胶的完整度提高,裂纹数量减少;且复合材料的抗压强度表现出先增大后降低的趋势。当n(MTMS)∶n(去离子水)=1∶50时,复合材料的抗压强度达到最大,为1.595 MPa,其弹性变形阶段的最大应力也达到最大,为0.95 MPa,且具有最低的导热系数为0.0198 W/(m·K)。1000℃的高温裂解促进了碳纤维基复合材料中Si—O键向Si—C键的转化,使得Si-C键增多,但高温裂解使气凝胶骨架和表面出现了裂痕,当n(MTMS)∶n(去离子水)=1∶50时,复合材料的抗变形能力最佳。

含氮碳/聚酰亚胺气凝胶光催化降解土霉素

利用溶胶凝胶法和超临界干燥技术合成了聚酰亚胺(PI)气凝胶,并将PI气凝胶在800℃下进行煅烧,再以煅烧生成的含氮碳气凝胶(C(N))与PI气凝胶复合制备具有高比表面积和独特孔结构的C(N)/PI气凝胶复合材料,用于光催化降解土霉素。结果显示,相比PI气凝胶,C(N)/PI气凝胶复合材料既具有较大的比表面积,又同时含有微孔和介孔,可增加光催化过程中的活性位点和光谱利用率,在6 h内土霉素浓度降低了82%,有效地提高了土霉素的光催化降解效率。