SiO₂氣凝膠是以空氣為介質(zhì)的固體納米材料,它擁有超高的孔隙率和比表面積,這使它有著異于常規(guī)固體材料的性質(zhì),如極低的熱導(dǎo)率,極低的聲速,極低的折射率等,但極低的彈性模量使SiO₂氣凝膠具有非常大的脆性,限制了它的應(yīng)用。而且SiO₂氣凝膠傳統(tǒng)的干燥——超臨界干燥成本高昂,具有很高的危險(xiǎn)性,難以實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。本文研究了常壓干燥制備SiO₂氣凝膠的最佳工藝,采用原位復(fù)合的方法將SiO₂氣凝膠負(fù)載于玄武巖非織造纖維氈上,并使用氧化石墨烯和納米二氧化鈦對(duì)其改性。采用酸堿兩步、溶膠-凝膠法,以正硅酸乙酯(TEOS)為原料,經(jīng)凝膠、老化、溶劑交換后,采用三甲基氯硅烷(TMCS)疏水改性,常壓干燥制備SiO₂氣凝膠,對(duì)SiO₂氣凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形貌、熱穩(wěn)定性等進(jìn)行表征,研究了不同因素對(duì)SiO₂氣凝膠性能的影響,確定了最佳工藝。結(jié)果表明:n(TEOS):n(乙醇):n(水):n(氨水):n(鹽酸)=1:4:7:1.25×10<...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 SiO₂氣凝膠簡(jiǎn)介
    1.2 SiO₂氣凝膠的結(jié)構(gòu)和物理性能
    1.3 SiO₂氣凝膠的制備方法
        1.3.1 溶膠-凝膠法
        1.3.2 老化
        1.3.3 改性
        1.3.4 干燥
    1.4 增強(qiáng)SiO₂氣凝膠的制備及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 衍生法制備純?nèi)嵝詺饽z
        1.4.2 聚合物增強(qiáng)柔性氣凝膠
        1.4.3 纖維增強(qiáng)柔性氣凝膠
    1.5 SiO₂氣凝膠的應(yīng)用
        1.5.1 隔熱材料
        1.5.2 聲學(xué)材料
        1.5.3 吸附催化材料
    1.6 玄武巖纖維簡(jiǎn)介
    1.7 課題研究?jī)?nèi)容
2 常壓干燥二氧化硅氣凝膠的制備及性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
        2.2.2 SiO₂氣凝膠制備
        2.2.3 性能表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 SiO₂氣凝膠制備工藝探討
            2.3.1.1 醇硅比對(duì)SiO₂氣凝膠凝膠時(shí)間和密度的影響
            2.3.1.2 水硅比對(duì)SiO₂氣凝膠凝膠時(shí)間和密度的影響
            2.3.1.3 酸堿催化劑的量對(duì)SiO₂氣凝膠凝膠時(shí)間和密度的影響
        2.3.2 SiO₂氣凝膠性能研究
            2.3.2.1 SiO₂氣凝膠的形貌分析
            2.3.2.2 SiO₂氣凝膠熱失重分析
            2.3.2.3 SiO₂氣凝膠XRD圖譜分析
            2.3.2.4 SiO₂氣凝膠FTIR圖譜分析
            2.3.2.5 SiO₂氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)分析
    2.4 本章小結(jié)
3 二氧化硅氣凝膠/玄武巖纖維氈(SBF)性能的研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
        3.2.2 SiO₂氣凝膠/玄武巖纖維氈(SBF)的制備
        3.2.3 性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 SBF的制備工藝探討
            3.3.1.1 醇硅比對(duì)SBF凝膠時(shí)間和密度的影響
            3.3.1.2 水硅比對(duì)SBF凝膠時(shí)間和密度的影響
            3.3.1.3 SiO₂氣凝膠在SBF中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
        3.3.2 SBF的性能研究
            3.3.2.1 SBF的孔隙率
            3.3.2.2 SBF的形貌分析
            3.3.2.3 SBF的XRD圖譜分析
            3.3.2.4 SBF的FTIR圖譜分析
            3.3.2.5 SBF的接觸角分析
            3.3.2.6 SBF的導(dǎo)熱系數(shù)分析
            3.3.2.7 SBF的熱失重分析
            3.3.2.8 SBF的力學(xué)性能分析
            3.3.2.9 SBF的吸音系數(shù)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 GO摻雜二氧化硅氣凝膠/玄武巖纖維氈(GO/SBF)性能的研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
        4.2.2 GO摻雜SiO₂氣凝膠/玄武巖復(fù)合纖維氈(GO/SBF)的制備
        4.2.3 性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 GO/SBF的形貌分析
        4.3.2 GO/SBF的密度和孔隙率
        4.3.3 GO/SBF的XRD圖譜分析
        4.3.4 GO/SBF的FTIR圖譜分析
        4.3.5 GO/SBF的接觸角分析
        4.3.6 GO/SBF的導(dǎo)熱系數(shù)分析
        4.3.7 GO/SBF的熱失重分析
        4.3.8 GO/SBF的力學(xué)性能分析
        4.3.9 GO/SBF的吸附性能分析
        4.3.10 GO/SBF的吸音系數(shù)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 二氧化鈦摻雜二氧化硅氣凝膠/玄武巖纖維氈性能的研究
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器
        5.2.2 TiO₂摻雜SiO₂氣凝膠/玄武巖纖維復(fù)合氈的制備
        5.2.3 性能表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 二氧化鈦摻雜SBF(TiO₂/SBF)的性能分析
            5.3.1.1 TiO₂/SBF的形貌分析
            5.3.1.2 TiO₂/SBF的密度與孔隙率
            5.3.1.3 TiO₂/SBF的XRD圖譜分析
            5.3.1.4 TiO₂/SBF的FTIR圖譜分析
            5.3.1.5 TiO₂/SBF的導(dǎo)熱系數(shù)分析
            5.3.1.6 TiO₂/SBF的熱失重分析
            5.3.1.7 TiO₂/SBF的力學(xué)性能分析
            5.3.1.8 TiO₂/SBF的吸音系數(shù)分析
        5.3.2 二氧化鈦摻雜GO/SBF(TiO₂/GO/SBF)的性能分析
            5.3.2.1 TiO₂/GO/SBF的形貌分析
            5.3.2.2 TiO₂/GO/SBF的密度與孔隙率
            5.3.2.3 TiO₂/GO/SBF的XRD圖譜分析
            5.3.2.4 TiO₂/GO/SBF的FTIR圖譜分析
            5.3.2.5 TiO₂/GO/SBF的接觸角分析
            5.3.2.6 TiO₂/GO/SBF的導(dǎo)熱系數(shù)分析
            5.3.2.7 TiO₂/GO/SBF的熱失重分析
            5.3.2.8 TiO₂/GO/SBF的力學(xué)性能分析
            5.3.2.9 TiO₂/GO/SBF的吸附性能分析
            5.3.2.10 TiO₂/GO/SBF的吸音系數(shù)分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號(hào)：3968978