玻璃微珠/PI气凝胶复合材料的制备与吸声性能研究

PI气凝胶是一种多孔吸声材料,但对中低频声波的吸声效果欠佳。为了提高PI气凝胶对中低频声波的吸声性能,引入不同粒径(29μm、40μm、55μm)的玻璃微珠(HGM)作为复合相,采用溶胶-凝胶、CO_(2)超临界干燥等工艺制备了中低频声波吸声性能良好的HGM/PI气凝胶复合材料,研究了复合材料的性质(比表面积、收缩率、密度)、微观结构以及吸声性能,分析了HGM的粒径、添加量和复合材料本身厚度对复合材料吸声性能的影响。结果表明:复合材料的密度(0.156~0.208 g/cm^(3))、比表面积(107.8~399.8 m^(2)/g)与HGM的堆叠密度和添加量有关。在500~6 300 Hz范围内,30 mm厚的空白样品(PI气凝胶)的吸声系数峰值为0.39(3 150 Hz),添加HGM后,相同厚度的复合材料在1 000~2 500 Hz出现峰值,较空白样品向低频方向移动,峰值大小为0.56~0.87,均高于0.39。对比发现,在1 000~2 500 Hz范围内,粒径为29μm的HGM与PI气凝胶复合后的材料吸声性能最好,粒径为40μm的HGM与PI气凝胶复合后的材料吸声性能最差。另外,随着HGM添加量的增加,复合材料的吸声系数峰值逐渐向低频方向移动,且出现先减小后增大的趋势,同时吸声系数峰值随着材料厚度的减小向高频方向移动。

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%。

聚酰亚胺气凝胶材料的制备及其应用

聚酰亚胺(polyimide,PI)由于具有较好的力学性能、优异的耐化学性、良好的介电性能和高温稳定性,被认为是一种应用前景广泛的高温工程聚合物.聚酰亚胺的各类制品如薄膜、涂料、胶黏剂、光电材料、先进复合材料、微电子器件、分离膜以及光刻胶等已经被广泛应用于电子信息、防火防弹、航空航天、气液分离以及光电液晶等领域.聚酰亚胺气凝胶(PIA)是由聚合物分子链构成的相互交联的三维多孔材料,结合了聚酰亚胺和气凝胶的优异性能,使其不但具有聚酰亚胺的优异特性,而且具有气凝胶的轻质超低密度、高比表面积、低导热系数以及低介电常数等突出特点,因此聚酰亚胺气凝胶材料迅速发展成为性能优异的有机气凝胶之一,并且在航空航天、电子通讯、隔热阻燃、隔音吸声以及吸附清洁等领域展示出广阔的应用前景.鉴于该材料的这些特质,本文对聚酰亚胺气凝胶的制备方法、影响因素(溶剂效应、单体结构和固含量)以及应用进行了论述,并对聚酰亚胺气凝胶材料的未来发展进行了展望.

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。