SiO_2气凝胶小球热处理过程中的相变研究

以无机硅溶胶为先驱物，通过溶胶壤胶过程和常压干燥工艺制备出SiO2气凝胶。将SiO2气凝胶在不同温度条件下进行热处理，采用DSC、XRD、TEM、BET和IR等手段表征了SiO2气凝胶由无定形态向多晶态转化过程中，其多孔结构特征的变化。研究结果表明，在600℃以下进行热处理，样品表现出良好的热稳定性；当热处理温度在600～1060℃，随着温度的升高，多孔结构特征因无定形SiO2微粒团聚而逐渐消失；当热处理温度高于1060℃，无定形SiO2发生相变形成多晶态，导致SiO2气凝胶多孔结构特征完全消失。

乳液法制备微米级硅气凝胶小球及其表征

以硅溶胶为前驱物,在以吐温85和司班80为乳化剂、正丁醇为乳化助剂、正庚烷为分散介质的油相和二氧化硅醇溶胶为水相的乳液体系中,应用乳液成球技术制备μm级硅凝胶小球,然后通过常压干燥技术制备μm级硅气凝胶小球。用光学显微镜、SEM、TG-DTA及BET技术等对其进行表征。结果表明:所得μm级硅气凝胶小球表观粒径约为130μm,密度约为360kg·m^(-3),比表面积为382.5m^2·g^(-1)平均孔径约为17nm,孔隙率达83.6%。μm级硅气凝胶小球是由大小约为10nm的二氧化硅纳米微粒构成的轻质纳米多孔结构材料。

高球形度、高比表面积SiO_2/TiO_2气凝胶小球的制备和表征

以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBT)为共前驱体、乙醇为溶剂、乙酸和氨水为催化剂,采用快速溶胶-凝胶过程和超临界干燥制备得到SiO_2/TiO_2气凝胶小球。对SiO_2/TiO_2气凝胶小球进行SEM,TEM,XRD,FT-IR,TG-DTA和氮气吸附-脱附分析测试发现,SiO_2/TiO_2气凝胶小球粒径为1~8mm,平均粒径约为3.5mm,小球具有纳米多孔网络结构,比表面积高达914.5m2/g,TiO_2颗粒均匀分布于气凝胶结构中,并在高温下保持锐钛矿晶型。

石墨烯基气凝胶小球对染料的吸附性能研究

综合国内外相关领域的最新研究进展,对比不同材料的染料吸附性能,得出了石墨烯基气凝胶小球在吸附性能方面的优越性;总结了石墨烯基气凝胶小球对染料的吸附机理,发现其对染料的吸附是吸热、熵增的物理吸附过程,一般符合Langmuir吸附等温线模型和拟二级动力学模型。为提升其实际应用价值,探索对多种污染物的处理净化以及动态吸附是石墨烯基气凝胶小球的未来研究趋势。

高比表面积Al2O3-TiO2二元气凝胶小球的制备

以拟薄水铝石和水合硫酸氧钛为前驱体,水为溶剂,采用溶胶–凝胶、烃氨成球法、老化和控制干燥制备出大比表面积的AlO2-TiO2复合气凝胶小球。研究其理化性质并考察了不同铝钛组成及温度对孔结构和酸量的影响。采用了SEM、XRD、FT-IR、NMR、N2吸附–脱附法、NH3-TPD等手段对所制得的复合氧化物进行了表征。结果显示,复合氧化物中TiO2为锐钛矿型,Al2O3为无定形。通过混合溶胶共水解缩聚及老化和控制干燥,使不同铝/钛比的二元气凝胶小球的比表面积均达到200 m2/g以上,总酸量达到0.8 mmol NH3/g以上。不同铝/钛比的二元气凝胶小球比表面积和酸量相近,孔径可通过铝/钛比调整。

石墨烯基气凝胶小球的可控制备

石墨烯气凝胶是由二维石墨烯片层组装成的三维宏观材料,因其孔隙率高、比表面积大和密度低等特点在水体污染物的吸附去除方面具有广阔的应用前景,已成为当今的研究热点。然而相关研究大多集中在块体石墨烯气凝胶,对于气凝胶小球的研究较少。本文结合相关领域的最新研究进展,综述了石墨烯基气凝胶小球的制备方法,包括静电喷雾、静电纺丝、微流控和湿纺等方法;以湿纺法为代表,分析了气凝胶小球的成型影响因素,如GO分散体的浓度和黏度、挤出参数、凝固浴的种类和浓度等;并进一步分析了可用于调节材料孔径的因素,例如通过控制GO浓度、GO片层尺寸、冷冻处理的温度等可实现在一定范围内材料孔径的调整。针对废水中处理对象的不同,设计吸附性能、循环使用性能优异及微观形貌可控的石墨烯基气凝胶小球并寻求制备方法的优化与创新仍是未来探索的重点。