淀粉基气凝胶的制备、改性与应用

淀粉基气凝胶是一种密度低、比表面积大、孔隙率高的三维多孔网络新型轻质材料。淀粉基气凝胶的制备过程简单、清洁,是将淀粉糊化和回生制备水凝胶后脱水干燥而得。本文探讨影响气凝胶性能的主要因素,如淀粉来源、淀粉浓度、糊化温度、回生条件和干燥方式。阐述淀粉基气凝胶的改性方法,如交联处理、复合改性、表面涂层等,以及改性后淀粉基气凝胶的应用。目前有关淀粉基气凝胶的应用研究主要围绕食品营养和生物医药方面,其在隔热材料、环境污染处理等领域存在应用潜力。本文对构建高品质的淀粉基气凝胶,拓展其应用具有重要意义。

气凝胶制品在建筑防火构件中的适用性研究

随着国家加快推进“双碳”战略,建筑领域低碳转型,导热系数极低的气凝胶材料快速发展。随着气凝胶制备技术的发展,气凝胶制品开始出现并得到应用。为了研究气凝胶制品的防火性能,探究其在防火建筑构件中的适用性,选取气凝胶复合防火玻璃和气凝胶膨胀珍珠岩门扇两种防火建筑构件,按照标准要求进行耐火性能等项目的测试。结果表明:气凝胶复合防火玻璃具有优越的耐热、耐寒以及耐紫外线辐照性能,在高温条件下,90 min内可保持耐火完整性,85 min时失去耐火隔热性;气凝胶膨胀珍珠岩产烟毒性和燃烧性能均符合GB 12955—2008《防火门》的要求,门扇在90 min内可以保持耐火隔热性。

气凝胶复合保温材料在换热站中的应用

气凝胶复合制品在热力管网中应用优势极大,气凝胶与纤维材料复合改变了原材料的传热行为,增强了传热效果。通过对换热站供热主管道的保温理论计算数据、实际测量数据的分析,展示了气凝胶复合保温材料在换热站应用的节能效果,并建立气凝胶传热行为的数学模型,通过有限元分析软件对模型参数进行计算,为管道保温计算提高有效的理论基础。

钴酞菁/多孔碳气凝胶复合结构用于高效电催化CO_(2)还原

利用可再生能源将CO_(2)转化成高附加值的燃料或化学品,是一项实现“碳中和,碳达峰”的新资源化技术,但目前高性能电催化CO_(2)转化的催化剂研发,仍然是一项热点问题。设计具有“类珊瑚状”结构的多级孔氮掺杂碳气凝胶(N-CA)作为优化气体传质的碳载体,利用非共价固定技术,将酞菁钴(CoPc)稳定于气凝胶骨架的表面,以实现活性位点和导电碳骨架稳定结合。CoPc@N-CA展现出优异的电催化CO_(2)还原(CO_(2)RR)活性,在较宽的电势窗口-0.5~-1.0 V vs.RHE下,对CO的选择性>80%,最高为99.05%;在-0.85 V vs.RHE电位下,CoPc@N-CA对CO的部分电流密度达到14.40 mA·cm^(-2),约是以商业碳黑(CB)为基底设计的CoPc@CB(3.66·mA cm^(-2))催化剂的4倍。内在活性分析发现,CoPc@N-CA优异的活性可归因于N-CA独特的多孔结构,这不仅促进了CO_(2)分子的传质,有利于CO_(2)RR反应动力学,而且有利于暴露Co活性位点,从而促进CO_(2)RR。

气凝胶研究进展

综述了多功能纳米材料 -气凝胶的发展概况。根据气凝胶纳米结构的形成过程 ,介绍了溶胶 -凝胶过程原理和气凝胶微结构的控制。结合气凝胶独特的性质介绍了其在光学、高能物理、军事、航空航天、电化学等领域的应用。

UiO-66-NH_(2)@纤维素复合气凝胶用于保健品中西地那非的固相萃取

研究建立了一种基于UiO-66-NH_(2)@纤维素复合气凝胶的高灵敏度固相萃取新方法,与高效液相色谱法联用用于保健品中西地那非的检测。先将纤维素进行醛基和酰肼基的功能化,然后将两种功能化的纤维素通过交联并负载UiO-66-NH_(2)形成复合气凝胶。将此复合气凝胶作为固相萃取的吸附剂使用时,易于收集且不需要外加磁场或者抽真空的辅助作用,操作简单。研究对制备所得的UiO-66-NH_(2)@纤维素复合气凝胶进行了X-射线粉末衍射、扫描电镜、红外光谱和N_(2)吸附等表征,结果显示UiO-66-NH_(2)成功负载于气凝胶的孔道中,纤维素气凝胶掺杂了UiO-66-NH_(2)之后其孔道结构变得规整,并且比表面积增大。研究优化了复合气凝胶中UiO-66-NH_(2)的负载量对萃取的影响,高比例的负载量有利于西地那非的富集,并且最高的负载率为50%。研究优化了影响西地那非富集效率的实验条件,包括溶液pH、萃取时间、洗脱剂类型、洗脱时间、洗脱体积和离子强度。采用安捷伦Zorbax Eclipse Plus C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm)进行分离,以含0.1 mol/L三乙胺的磷酸盐水溶液(pH=6.50)-乙腈(30∶70,v/v)为流动相进行洗脱,检测波长为292 nm。在最佳的萃取条件下(pH为9.0,萃取时间为60 min,洗脱剂为乙腈,洗脱液体积为3×2 mL,洗脱时间为40 min),该分析方法的线性范围为10~2000 ng/mL(相关系数R^(2)=0.9949),检出限(LOD,S/N=3)为2.85 ng/mL,富集因子为59.17。将该方法用于保健品中西地那非的萃取,所得回收率为74.93%~89.12%,相对标准偏差为2.8%~5.3%,表明了方法的回收率和精密度良好,说明了该方法具有应用于保健品中西地那非日常检测的潜力。

二氧化硅气凝胶粉体的工业化制备方法

本文以常用的正硅酸乙酯为硅源,用溶胶凝胶法,经过陈化、改性、常压干燥等工艺,使用反应釜、离心机、干燥机等适合的规模化生产设备,最后生产出导热系数为0.018 W/m·K,振实密度为0.0477 g·cm^-3的工业级二氧化硅气凝胶粉体产品。

气凝胶复合制品在建筑领域应用可行性分析

气凝胶作为一种连续三维网络纳米多孔结构物质,具有比表面积大、孔隙率高、密度低、热导率低等特点,其通常与无机纤维等复合,制备成气凝胶复合制品。本文通过研究气凝胶复合制品在绝热、防火和耐高温等方面的表现,阐明其在建筑领域应用的可行性。

一种气凝胶隔热套数控仿真加工工艺设计

采用UG10.0/CAD/CAM模块对气凝胶隔热套进行数控加工工艺设计与实施,通过三维建模、数控编程、模拟仿真加工等步骤,最终确定合理有效的加工工艺路线并生成数控编程代码,实现了异型复杂结构气凝胶零件的可加工性,缩短了试制周期,降低了生产成本,提升了合格率和竞争性。