木材-SiO2醇凝胶复合材的超临界干燥工艺

采用超临界CO2流体对木材-SiO2醇凝胶复合材的干燥工艺进行研究。结果表明:由于受到木材的包围,木材-SiO2醇凝胶复合材的超临界干燥工艺条件最终确定为动态和静态干燥温度为50℃,动态和静态压力为25MPa,动态干燥时间为180min。经扫描电镜观察,木材-SiO2气凝胶在微观上有良好的网络结构,SiO2气凝胶与木材有良好的结合并保持木材的孔隙结构。通过透射电镜观测,所制备的木材-SiO2气凝胶复合材料中的SiO2气凝胶是由直径约13～300nm的SiO2颗粒构成的连续网络结构。超临界CO2流体干燥的木材-SiO2气凝胶复合材表现突出的增容现象,由于紫椴与西南桤木结构不同,两者的增容率有较大的差异,西南桤木的增容率约为紫椴木材的1/2左右。

超临界干燥制备木材-SiO_2气凝胶复合材料及其纳米结构

采用溶胶-凝胶法和超临界干燥技术制备了木材-SiO2气凝胶,应用XRD、SEM、TEM等方法对气凝胶样品和木材-SiO2气凝胶复合材料的结构和物理性能进行了表征.结果表明:所制备SiO2气凝胶是连续网络的非晶态纳米多孔固体,其基本粒子的平均直径17～96 nm,SiO2气凝胶与木材有良好的结合并保持木材的空隙结构.

Sol-Gel法制备木材功能性改良用SiO_2凝胶

以正硅酸乙酯（TEOS）原料，HCl／HF混合酸为水解催化剂，研究应用于木材功能性改良的SiO2凝胶的制备工艺条件。所配制3种反应溶液的TEOS／EtOH／H2O比例分别为FU1=1．00：15．35：7．45，FU2=1．00：5．43：10．10，FU3=1．00：5．47：5．77，HCl／HF摩尔比分别为0．02／0．01、0．02／0．04和0．02／0．06，可在120min左右得到醇凝胶。将醇凝胶在-21℃条件下陈化1～3d后，在12h内自然升温至室温，24h内置于超临界流体中进行干燥单元操作，可以得到适合木材功能性改良用并具有纳米结构的SiO2气凝胶。

SiO2溶胶空细胞法浸渍处理木材工艺

对SiO2溶胶溶液半限注法浸渍处理紫椴和西南桤木的工艺进行研究。结果表明:SiO2溶胶对木材的渗透应主要考虑压力和加压时间以及树种的影响,考虑木材的变异性所造成的试验数据的波动,确定SiO2溶胶的浸渍工艺条件为压力0.8MPa,压力时间30min,后真空度为0.090MPa,保持10min。通过X射线能谱图分析,在木材细胞壁的位置能看到排列均匀的SiO2,说明在木材外部进行溶胶-凝胶化过程,然后采取空细胞法将溶胶注入到木材中,简化了制备工艺条件,提高了原料利用率。

生物矿化合成木材—SiO_2复合材料的XPS分析

利用生物矿化原理制备木材—SiO2复合材料,采用溶胶—凝胶法制备硅溶液,用不同质量分数的硅溶液对喜树进行浇灌和滴注试验。经过1个月的试验得到样品,利用光电子能谱仪(XPS)分析素材和SiO2复合材样品中硅、碳的质量比,证实喜树成功吸收硅元素,并且存活,植株根茎附近生长较好,枝叶较多,顶部附近枝叶较少。比较浇灌、滴注2种方法:①浇灌过程相对简单,树木对硅的吸收相对较少;使用质量分数越高的药品对树木进行浇灌,树木对硅的吸收越好。②滴注过程相对复杂,树木对硅的吸收相对较多;使用质量分数越高的药品进行滴注,树木对硅的吸收越好;但吸收不均匀,呈滴注孔口附近往树梢方向减少趋势。前期研究结果表明,对树木进行浇灌和滴注,药品硅的质量分数过高树木会死亡,过低则达不到要求,因此,最佳质量分数配制还有待于进一步研究确定。总的来说,利用生物矿化原理模拟木材—SiO复合材是可行的。