模拟氧化凝胶去污废液的预处理初步研究

为了探索氧化凝胶二次废液的预处理方法,了解二次废液的基本特征,开展了模拟氧化凝胶去污废液的预处理初步研究。采用过氧化氢处理模拟氧化凝胶废液中残余Ce(Ⅳ),以中和、过滤法对废液进行处理,并对模拟废液中沉淀物及其粒径分布进行测定。结果表明:利用过氧化氢处理模拟氧化凝胶去污废液中残余的Ce(Ⅳ),其反应迅速、完全;当调节模拟废液pH为9时,模拟废液中湿沉淀量为88.4 g/L,干沉淀量为18.8g/L,沉淀物的粒径主要集中在1.783～10μm。

干氧化凝胶的热行为试验研究

为评价氧化凝胶对不锈钢板腐蚀后收集的干氧化凝胶的储存安全性,采用TG、DSC及TAG-IR三种分析方法对其进行了热行为研究。TG分析结果表明,干氧化凝胶在10℃/min的升温速率时,300℃已基本完全分解。DSC分析结果表明,干氧化凝胶在升温过程中有3个吸放热峰,对应于水的蒸发及硝酸铵分解反应的两个阶段。通过TGA-IR对升温过程中的分解产物分析,证实了分解过程。分析结果表明,干氧化凝胶在正常储存过程中不会产生剧烈放热导致的爆炸等极端情况造成的危险。

硅烷-二氧化硅气凝胶颗粒不同复配比例浸渍处理对增强杨木阻燃性能的影响

以γ-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷水解液(GPS)、二氧化硅气凝胶(SA)为改性剂原料,在质量分数为30%的GPS水解液中,加入占GPS质量2%、4%、6%、8%、10%的SA颗粒,制备复合改性的浸渍液;以杨木(Populus adenopoda)木材为试材,采用对木材试件进行真空加压浸渍处理方法,使用不同配比的复合改性的浸渍液浸渍处理木材试件制备5种复合改性浸渍液的改性木材、使用GPS水解液浸渍处理木材试件制备GPS改性木材、使用占GPS质量6%的SA水溶液浸渍处理木材试件制备SA改性木材;按照相关标准和试验方案,测定改性材的质量增加率、浸渍液流失率、微观形貌、隔热性能、表面接触角、硅元素化学组分构成、热稳定性、燃烧性能,分析硅烷-二氧化硅气凝胶颗粒不同复配比例浸渍处理杨木对增强杨木阻燃性能的影响。结果表明,GPS-SA复合改性有效改善了木材的疏水性,与单纯使用SA颗粒处理木材相比较,GPS-SA复合改性组水洗10 d后浸渍液流失率最高可降低了42%。扫描电镜分析结果表明,GPS主要在木材细胞腔中自聚形成大分子聚合物,而SA颗粒则主要附着于木材的导管上,且随着SA颗粒质量比例提高,SA颗粒团聚现象增加。GPS-SA复合改性后,木材的密度比未处理木材提高38%,而密度变大会导致热导率升高,但“GPS+占GPS质量6%的SA”组的热导率仍比未处理木材降低6%,且面积热容比未处理木材提高59%。热质量分析结果表明,GPS-SA处理,提高了木材的热解温度和剩余物质量。锥形量热仪分析结果表明,“GPS+占GPS质量6%的SA”处理木材比未处理木材的点燃时间滞后28s、热释放速率峰值下降44.5%、热释放总量下降47.8%、烟释放速率峰值降低29.4%、烟释放总量减少39.1%,处理材的CO、CO_(2)产量也明显比未处理材少。综合研究结果,GPS-SA复合处理能有效改善木材阻燃性能,并且制备方法简洁环保。

二氧化硅气凝胶原位填充聚酰亚胺泡沫的结构及隔热性能研究

以超轻质开孔柔性聚酰亚胺泡沫为基体,采用溶胶凝胶工艺制备了一系列二氧化硅气凝胶原位填充的聚酰亚胺复合泡沫。复合泡沫密度10~100 kg/m^(3)可调,厚度1~400 mm可调,最大宏观尺寸可达1m×1m。对其泡孔结构、隔热性能、热性能进行了系统表征,分析了二氧化硅气凝胶原位填充聚酰亚胺泡沫的隔热机理。结果表明:二氧化硅气凝胶的引入,可有效降低复合泡沫室温热导率,提高其隔热性能;随着二氧化硅气凝胶含量的增加,聚酰亚胺复合泡沫的热导率由38.8 mW/(m·K)降低至19.6 mW/(m·K);热端温度300℃时,复合泡沫热导率仅为61.1 mW/(m·K);填充二氧化硅气凝胶后,聚酰亚胺复合泡沫热稳定性大大提高,在900℃下热失重残留量约为80%。

二氧化硅气凝胶的研究进展

二氧化硅气凝胶是一种具有高孔隙率、低密度以及低热导率等特性的纳米多孔材料,在保温隔热、环境净化以及生命医学等领域应用广泛。文章对比分析了不同硅源基气凝胶的性能差异,以及改善二氧化硅力学性能的方法,如纤维和聚合物增强二氧化硅气凝胶以及制备柔性二氧化硅气凝胶,介绍了其在不同领域中的应用,并对其未来的发展趋势进行了展望。

氧化铝气凝胶的耐温性能研究

为了研究氧化铝气凝胶的耐高温性能和高温下的隔热水平,以异丙醇铝作为前驱体,乙醇作为溶剂,冰醋酸为催化剂,采用溶胶凝胶法经超临界干燥制备氧化铝气凝胶,并在不同温度下(25、150、250、300、500、600、850、1000和1200℃)保温6 h热处理,并通过FT-IR、XRD、TGA、DSC、SEM、TEM、BET等方法研究了热处理温度对氧化铝气凝胶物相组成、显微形貌、结构及比表面积的影响。结果表明:1)随着热处理温度的升高,制备的氧化铝气凝胶会发生相变,当热处理温度≥600℃后,随热处理温度继续升高,试样几乎不发生质量变化;2)当热处理温度为850℃时,制备的氧化铝气凝胶仍保持三维多孔网络骨架结构,平均孔径仍小于空气分子自由程69 nm,且无明显大孔;3)制备的氧化铝气凝胶常温下比表面积为458 m^(2)·g^(-1)、850℃热处理后为321 m^(2)·g^(-1),经1000℃热处理后仍可达到102 m^(2)·g^(-1)。

氧化石墨烯掺杂二氧化硅气凝胶的特性研究

为满足高温防护需求,快速制备高强度、低导热系数的气凝胶成为一项重要的科学挑战。采用超临界干燥法,成功通过掺杂氧化石墨烯(GO)的方式,改善了二氧化硅气凝胶的性能。通过电子显微镜观察发现,GO均匀地镶嵌在气凝胶基体中,形成了有效的支撑骨架,显著增强了气凝胶的强度。傅立叶变换红外光谱分析表明,GO与二氧化硅气凝胶之间仅存在物理结合,并未形成明显的化学键。通过氮吸附/解吸测量发现,GO/SiO_(2)气凝胶的比表面积和孔径可以通过调整GO的用量进行可控调节。实验结果显示,当GO含量为质量分数0.5%,1%和2%时,GO/SiO_(2)气凝胶的比表面积分别为895,1294和997 m^(2)/g,与未掺杂的SiO_(2)气凝胶(852 m^(2)/g)相比有所增加。由于GO的加入,GO/SiO_(2)气凝胶的密度(0.07 g/cm^(3))略高于纯SiO_(2)气凝胶(0.06 g/cm^(3)),为其提供了更高的强度和承载能力。此外,GO/SiO_(2)气凝胶的导热系数为0.0176~0.0204 W/(m·K),低于纯SiO_(2)气凝胶(0.0221 W/(m·K))。该研究为SiO_(2)气凝胶在实际应用中的推广和应用提供了新思路。

二氧化硅气凝胶微观结构调控的研究进展

二氧化硅气凝胶是目前已知的导热率最低、质量最轻的多孔固体材料,在保温隔热、建筑节能、航天航空等多个领域具有广泛的应用前景,是符合国家“双碳”目标的绿色材料。在实际工业生产中,为应对市场的不同需求,就需要制备出不同性能的气凝胶材料,而气凝胶所具有的纳米级多孔结构会直接影响着其性能的优劣,构成其结构的颗粒粒径和孔隙大小会直接造成其导热系数、比表面积、孔隙率等性能的差异。文章介绍了目前常见二氧化硅气凝胶结构调控的方法和研究进展,并对未来气凝胶结构调控在工业生产中的应用发展作了展望。

二氧化硅气凝胶的制备及性质研究

高度交联多孔网状二氧化硅气凝胶材料拥有高比表面积、高孔隙率、低密度等优点在航空航天、军事应用、节能建筑等方面有着广泛的应用。研究以正硅酸四甲酯为硅源,通过制备过程中水含量的控制来获得四种前驱体,在常压下采用一步合成法成功制备二氧化硅气凝胶。该方法具有工艺时间短、溶剂使用量少、能耗低等特点。采取红外光谱分析、热重分析、X射线衍射分析和接触角的测量对实验室制备的二氧化硅气凝胶进行性质表征,发现其具有良好的热稳定性和疏水性。

壳聚糖对氧化淀粉凝胶热挤压3D打印成型性的影响

氧化淀粉凝胶材料因其具有亲水性和电荷性、易反应与组装等优势,成为近年来食品及生物医药等领域研究和应用的热点材料,但其作为热挤压3D打印凝胶材料时却存在打印成型性较差及凝胶强度较低等缺陷。本研究提出利用壳聚糖与氧化淀粉分子间的非共价及化学交联作用对其进行调控,探究不同壳聚糖添加量对氧化淀粉凝胶材料的流变性能、打印成型性和凝胶强度的影响。结果表明:壳聚糖与氧化淀粉糊特性依然呈现典型的剪切稀化特征,随着壳聚糖添加量增加(0.5%~2%),氧化淀粉-壳聚糖凝胶体系中存在氢键及静电吸引等非共价相互作用导致黏度增大,触变性先提升后下降,流动应力(τ_(f))先减小后增大、屈服应力(τ_(y))先增大后减小。相比于氧化淀粉凝胶,氧化淀粉-壳聚糖凝胶均具有良好的打印成型性,尤其是当壳聚糖添加量为1%时,复合凝胶触变性最好,流动应力(τ_(f))最小、屈服应力(τ_(y))最大,因此打印成型性与打印精度最佳。此外,由于壳聚糖与氧化淀粉的非共价相互作用以及希夫碱化学交联作用,使得氧化淀粉凝胶网络结构更加致密,稳定性提升,凝胶强度显著增大,且随壳聚糖添加量增加变化趋势愈加明显。本研究结果可为氧化淀粉凝胶材料的性能改善及适合热挤压3D打印加工需求的氧化淀粉-壳聚糖凝胶材料设计与应用提供理论依据和技术支撑。

海泡石纤维增强二氧化硅气凝胶的制备及性能

溶胶-凝胶法常压制备二氧化硅(SiO_(2))气凝胶的产率与性能不足问题限制了其工业化规模应用。本工作以海泡石纳米纤维作为增强体,正硅酸四乙酯作为硅源前驱体,三甲基氯硅烷作为改性剂,采用溶胶-凝胶法、常压干燥制备了海泡石纤维/二氧化硅气凝胶块体材料,测试了力学性能、热性能、火安全性等,并进行了孔隙结构、红外光谱与微观形貌的分析表征。海泡石的纤维骨架可抑制气凝胶块体收缩开裂;纤维在溶胶形成阶段具有异相形核作用,使颗粒细化并提高气凝胶的比表面积,改变孔隙结构;纤维的引入提高了气凝胶的力学性能、高温与烧蚀稳定性和火安全性,降低了导热系数。块体海泡石纤维/二氧化硅气凝胶导热系数可达0.0128 W/(m·K),抗压强度最高为1.20 MPa,阻燃均为V-0级,1300℃烧蚀后形状保持稳定,综合性能优异。

不同方法制备二氧化硅气凝胶及其热稳定性能

为探究二氧化硅气凝胶的制备工艺及热稳定性能,在常温常压条件下,采用3种不同方法制备了二氧化硅气凝胶(气凝胶a、b、c),优选二氧化硅气凝胶的制备工艺,并对其进行红外光谱表征、粒径分析及热稳定性能测试。结果表明,3组二氧化硅气凝胶差异较小,气凝胶b的粒径分布均匀,平均粒径较小,其数值为32.34μm;3组气凝胶的质量损失都在较小范围内,气凝胶b的热稳定性较好,最大剩余质量分数为15.57%。综合考虑制备工艺、性能和原料成本,制备方案B较佳。

5-氨基酮戊酸光动力疗法联合过氧化苯甲酰凝胶治疗面部中重度痤疮疗效观察

目的:分析5-氨基酮戊酸光动力和过氧化苯甲酰凝胶治疗中重度痤疮患者的效果,以及对其皮损状况、皮肤屏障功能的影响。方法:选择2021年12月-2022年12月于笔者医院治疗的110例中重度痤疮患者为研究对象,随机分为观察组(55例)、对照组(55例)。对照组采用过氧化苯甲酰凝胶治疗,观察组采用5-氨基酮戊酸光动力和过氧化苯甲酰凝胶治疗。比较两组治疗后总有效率、皮损积分、皮肤屏障功能各项指标及不良反应发生情况。结果:治疗后,对照组总有效率80.00%,明显低于观察组的98.18%(P<0.05);两组患者皮损积分经过治疗均明显下降(P<0.05),且观察组低于对照组(P<0.05);两组经过治疗后角质层含水量(SCH)均上升(P<0.05),皮肤油脂、经皮水分丢失量(TEWL)、pH值均下降(P<0.05),且观察组各项皮肤屏障功能指标改善幅度大于对照组(P<0.05);两组不良反应发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:对中重度痤疮患者采用5-氨基酮戊酸光动力+过氧化苯甲酰凝胶联合治疗,效果较为理想,临床应用价值较高。

飞行器用氧化硅气凝胶及其复合材料的防掉粉性能进展

氧化硅气凝胶作为气凝胶中最成熟的耐高温高效隔热材料,广泛应用于航空航天、国防军工等领域,但由于其脆性、柔韧性能严重不足的本征特点,导致材料在冲击振动载荷下,往往会产生不同程度的掉粉掉渣现象,甚至直接破碎进而完全失去功能,极大地劣化了氧化硅气凝胶的隔热性能,并严重限制了材料的实际应用。因此,如何改善氧化硅气凝胶防掉粉性能已经成为目前的热点问题。文章介绍了提升氧化硅气凝胶柔韧性的国内外最新研究进展,系统阐述了近年来提升防掉粉性能即提高氧化硅气凝胶柔韧性能的主要可行策略,以期解决该材料长久以来存在掉粉掉渣等缺陷问题。最后,根据各主流改性方法的优势,展望了提升氧化硅气凝胶防掉粉性能的发展趋势。

正硅酸四乙酯制备二氧化硅气凝胶及其性质研究

多孔网状纳米材料二氧化硅气凝胶具有密度低、比表面积大等特点,在隔热保温材料、吸附剂、催化剂载体等方面有着广泛的应用。本研究以正硅酸四乙酯为硅源通过控制水量来制备四种前驱体,不同的前驱体在相同的制备条件下一步合成二氧化硅气凝胶。该方法具有工艺时间短、溶剂使用量少、能耗低等特点。采用红外光谱、热重分析、X射线衍射和接触角测量对制备的二氧化硅气凝胶进行性质表征。结果表明不同水量制备的疏水性无定型二氧化硅气凝胶热稳定性存在差异性,适宜的水量有助于气凝胶热稳定性的提高。

二氧化硅气凝胶的制备及应用研究进展

作为一种典型的纳米材料,二氧化硅气凝胶凭借其独特性质在诸多领域被广泛应用,是当前材料科学重点研究领域之一。本文重点分析了二氧化硅气凝胶的制备及应用现状。

氧化铈气凝胶担载氧化铜催化剂上的一氧化碳氧化反应

以一氧化碳氧化为探针反应 ,考察了氧化铈气凝胶担载氧化铜催化剂的催化活性 ,研究了催化剂中氧化铜的含量、载体及催化剂的焙烧温度对催化剂活性的影响 .结果表明 ,氧化铈气凝胶担载的氧化铜催化剂对一氧化碳氧化反应呈现出高催化活性 ,适当温度下焙烧载体及催化剂有利于提高催化剂的催化活性 ;随着催化剂中氧化铜含量的增加 ,一氧化碳完全转化的温度降低 ,但当w(CuO) >12 %时 ,过量的氧化铜以体相形式而不是以高分散形式存在 。

氧化铝气凝胶复合材料的制备与隔热性能

以仲丁醇铝为先驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备氧化铝溶胶,并将其与无机陶瓷纤维毡复合经超临界流体干燥得到氧化铝气凝胶隔热复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附等方法对样品微观结构进行分析,利用热平板法对材料的隔热性能进行测试,并分析了氧化铝气凝胶隔热复合材料隔热机理。研究表明:与氧化硅气凝胶相比,氧化铝气凝胶具有更好的耐高温性能,经1000℃热处理后仍然能够较好地保持其纳米多孔结构;将气凝胶与纤维复合后,充分发挥了氧化铝气凝胶优良的隔热特性,使得复合材料的隔热性能较纯纤维毡有了明显的改善,其热面温度1000℃时导热系数为0.0685 W/m.K。

红、蓝光联合5%过氧化苯甲酰凝胶治疗寻常痤疮50例临床观察

目的评价红、蓝光交替照射联合外用5%过氧化苯甲酰凝胶治疗轻、中度寻常痤疮的疗效及安全性。方法 150例轻中度寻常痤疮患者随机分为3组,治疗组予红、蓝光交替照射联合外用5%过氧化苯甲酰凝胶;对照1组予红、蓝光交替照射;对照2组予外用5%过氧化苯甲酰凝胶,3组均隔日1次,疗程8周。结果治疗4周和8周后,治疗组的有效率(50.00%和80.00%)高于对照1组(30.00%和54.00%)和对照2组(30.00%和44.00%),差异均有统计学意义(P均<0.05);但是对照1组和对照2组的有效率差异无统计学意义(P>0.05)。3组的不良反应有红斑、干燥、脱屑及灼热。结论红、蓝光交替照射联合外用5%过氧化苯甲酰凝胶对轻、中度寻常痤疮的疗效显著,而且见效快、病程短,不良反应轻微。

耐高温氧化铝气凝胶隔热复合材料研究进展

氧化铝气凝胶是一种高孔隙率、低密度、高比表面积、耐高温和低热导的纳米多孔材料,在高温隔热领域(如航天飞行器热防护系统、工业窑炉保温材料等)具有广阔的应用前景。但是,纯氧化铝气凝胶因耐温性(1000℃以上)、力学性能和高温隔热性能相对较差难以直接应用,需要引入增强相和遮光组分制备成气凝胶复合材料以进行改善。本文对耐高温氧化铝气凝胶的制备、氧化铝气凝胶隔热复合材料的制备及性能等方面的最新研究进展进行了综述。研究人员通过原位掺杂改性、沉积改性、有机链和炭涂层改性等方法提高了氧化铝气凝胶的热稳定性。在氧化铝气凝胶中引入晶须、颗粒、多孔骨架和纤维等增强相,能够大幅提高其力学性能;纤维和遮光剂的协同作用,能够提高氧化铝气凝胶抑制红外辐射的能力,显著降低高温热导率。本文还提出了后续的研究方向:对氧化铝气凝胶的密度、微观结构进行精细调控,再引入合适的异质元素和遮光剂,以进一步提高气凝胶的热稳定性和复合材料的隔热性能;深入研究复合材料在高温下结构和性能的演化,以及氧化铝气凝胶和增强相之间的相互作用。作为一种新型的隔热材料,氧化铝气凝胶复合材料将在高温隔热领域发挥其优势并逐步实现广泛应用。