SiO 2 气凝胶及其玄武岩纤维复合毡的制备及性能研究
发布时间：2024-05-10 20:28
SiO2气凝胶是以空气为介质的固体纳米材料,它拥有超高的孔隙率和比表面积,这使它有着异于常规固体材料的性质,如极低的热导率,极低的声速,极低的折射率等,但极低的弹性模量使SiO2气凝胶具有非常大的脆性,限制了它的应用。而且SiO2气凝胶传统的干燥——超临界干燥成本高昂,具有很高的危险性,难以实现大批量的生产。本文研究了常压干燥制备SiO2气凝胶的最佳工艺,采用原位复合的方法将SiO2气凝胶负载于玄武岩非织造纤维毡上,并使用氧化石墨烯和纳米二氧化钛对其改性。采用酸碱两步、溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,经凝胶、老化、溶剂交换后,采用三甲基氯硅烷(TMCS)疏水改性,常压干燥制备SiO2气凝胶,对SiO2气凝胶的化学结构、形貌、热稳定性等进行表征,研究了不同因素对SiO2气凝胶性能的影响,确定了最佳工艺。结果表明:n(TEOS):n(乙醇):n(水):n(氨水):n(盐酸)=1:4:7:1.25×10<...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 SiO2气凝胶简介
1.2 SiO2气凝胶的结构和物理性能
1.3 SiO2气凝胶的制备方法
1.3.1 溶胶-凝胶法
1.3.2 老化
1.3.3 改性
1.3.4 干燥
1.4 增强SiO2气凝胶的制备及其国内外研究现状
1.4.1 衍生法制备纯柔性气凝胶
1.4.2 聚合物增强柔性气凝胶
1.4.3 纤维增强柔性气凝胶
1.5 SiO2气凝胶的应用
1.5.1 隔热材料
1.5.2 声学材料
1.5.3 吸附催化材料
1.6 玄武岩纤维简介
1.7 课题研究内容
2 常压干燥二氧化硅气凝胶的制备及性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 SiO2气凝胶制备
2.2.3 性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 SiO2气凝胶制备工艺探讨
2.3.1.1 醇硅比对SiO2气凝胶凝胶时间和密度的影响
2.3.1.2 水硅比对SiO2气凝胶凝胶时间和密度的影响
2.3.1.3 酸碱催化剂的量对SiO2气凝胶凝胶时间和密度的影响
2.3.2 SiO2气凝胶性能研究
2.3.2.1 SiO2气凝胶的形貌分析
2.3.2.2 SiO2气凝胶热失重分析
2.3.2.3 SiO2气凝胶XRD图谱分析
2.3.2.4 SiO2气凝胶FTIR图谱分析
2.3.2.5 SiO2气凝胶导热系数分析
2.4 本章小结
3 二氧化硅气凝胶/玄武岩纤维毡(SBF)性能的研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料和仪器
3.2.2 SiO2气凝胶/玄武岩纤维毡(SBF)的制备
3.2.3 性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 SBF的制备工艺探讨
3.3.1.1 醇硅比对SBF凝胶时间和密度的影响
3.3.1.2 水硅比对SBF凝胶时间和密度的影响
3.3.1.3 SiO2气凝胶在SBF中的质量分数
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图谱分析
3.3.2.4 SBF的FTIR图谱分析
3.3.2.5 SBF的接触角分析
3.3.2.6 SBF的导热系数分析
3.3.2.7 SBF的热失重分析
3.3.2.8 SBF的力学性能分析
3.3.2.9 SBF的吸音系数分析
3.4 本章小结
4 GO掺杂二氧化硅气凝胶/玄武岩纤维毡(GO/SBF)性能的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料和仪器
4.2.2 GO掺杂SiO2气凝胶/玄武岩复合纤维毡(GO/SBF)的制备
4.2.3 性能表征
4.3 结果与讨论
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图谱分析
4.3.4 GO/SBF的FTIR图谱分析
4.3.5 GO/SBF的接触角分析
4.3.6 GO/SBF的导热系数分析
4.3.7 GO/SBF的热失重分析
4.3.8 GO/SBF的力学性能分析
4.3.9 GO/SBF的吸附性能分析
4.3.10 GO/SBF的吸音系数分析
4.4 本章小结
5 二氧化钛掺杂二氧化硅气凝胶/玄武岩纤维毡性能的研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料和仪器
5.2.2 TiO2掺杂SiO2气凝胶/玄武岩纤维复合毡的制备
5.2.3 性能表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 二氧化钛掺杂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的密度与孔隙率
5.3.1.3 TiO2/SBF的XRD图谱分析
5.3.1.4 TiO2/SBF的FTIR图谱分析
5.3.1.5 TiO2/SBF的导热系数分析
5.3.1.6 TiO2/SBF的热失重分析
5.3.1.7 TiO2/SBF的力学性能分析
5.3.1.8 TiO2/SBF的吸音系数分析
5.3.2 二氧化钛掺杂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的密度与孔隙率
5.3.2.3 TiO2/GO/SBF的XRD图谱分析
5.3.2.4 TiO2/GO/SBF的FTIR图谱分析
5.3.2.5 TiO2/GO/SBF的接触角分析
5.3.2.6 TiO2/GO/SBF的导热系数分析
5.3.2.7 TiO2/GO/SBF的热失重分析
5.3.2.8 TiO2/GO/SBF的力学性能分析
5.3.2.9 TiO2/GO/SBF的吸附性能分析
5.3.2.10 TiO2/GO/SBF的吸音系数分析
5.4 本章小结
6 结论
参考文献
附录
致谢
本文编号：3968978
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 SiO2气凝胶简介
1.2 SiO2气凝胶的结构和物理性能
1.3 SiO2气凝胶的制备方法
1.3.1 溶胶-凝胶法
1.3.2 老化
1.3.3 改性
1.3.4 干燥
1.4 增强SiO2气凝胶的制备及其国内外研究现状
1.4.1 衍生法制备纯柔性气凝胶
1.4.2 聚合物增强柔性气凝胶
1.4.3 纤维增强柔性气凝胶
1.5 SiO2气凝胶的应用
1.5.1 隔热材料
1.5.2 声学材料
1.5.3 吸附催化材料
1.6 玄武岩纤维简介
1.7 课题研究内容
2 常压干燥二氧化硅气凝胶的制备及性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料和仪器
2.2.2 SiO2气凝胶制备
2.2.3 性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 SiO2气凝胶制备工艺探讨
2.3.1.1 醇硅比对SiO2气凝胶凝胶时间和密度的影响
2.3.1.2 水硅比对SiO2气凝胶凝胶时间和密度的影响
2.3.1.3 酸碱催化剂的量对SiO2气凝胶凝胶时间和密度的影响
2.3.2 SiO2气凝胶性能研究
2.3.2.1 SiO2气凝胶的形貌分析
2.3.2.2 SiO2气凝胶热失重分析
2.3.2.3 SiO2气凝胶XRD图谱分析
2.3.2.4 SiO2气凝胶FTIR图谱分析
2.3.2.5 SiO2气凝胶导热系数分析
2.4 本章小结
3 二氧化硅气凝胶/玄武岩纤维毡(SBF)性能的研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料和仪器
3.2.2 SiO2气凝胶/玄武岩纤维毡(SBF)的制备
3.2.3 性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 SBF的制备工艺探讨
3.3.1.1 醇硅比对SBF凝胶时间和密度的影响
3.3.1.2 水硅比对SBF凝胶时间和密度的影响
3.3.1.3 SiO2气凝胶在SBF中的质量分数
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图谱分析
3.3.2.4 SBF的FTIR图谱分析
3.3.2.5 SBF的接触角分析
3.3.2.6 SBF的导热系数分析
3.3.2.7 SBF的热失重分析
3.3.2.8 SBF的力学性能分析
3.3.2.9 SBF的吸音系数分析
3.4 本章小结
4 GO掺杂二氧化硅气凝胶/玄武岩纤维毡(GO/SBF)性能的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料和仪器
4.2.2 GO掺杂SiO2气凝胶/玄武岩复合纤维毡(GO/SBF)的制备
4.2.3 性能表征
4.3 结果与讨论
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图谱分析
4.3.4 GO/SBF的FTIR图谱分析
4.3.5 GO/SBF的接触角分析
4.3.6 GO/SBF的导热系数分析
4.3.7 GO/SBF的热失重分析
4.3.8 GO/SBF的力学性能分析
4.3.9 GO/SBF的吸附性能分析
4.3.10 GO/SBF的吸音系数分析
4.4 本章小结
5 二氧化钛掺杂二氧化硅气凝胶/玄武岩纤维毡性能的研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 实验原料和仪器
5.2.2 TiO2掺杂SiO2气凝胶/玄武岩纤维复合毡的制备
5.2.3 性能表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 二氧化钛掺杂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的密度与孔隙率
5.3.1.3 TiO2/SBF的XRD图谱分析
5.3.1.4 TiO2/SBF的FTIR图谱分析
5.3.1.5 TiO2/SBF的导热系数分析
5.3.1.6 TiO2/SBF的热失重分析
5.3.1.7 TiO2/SBF的力学性能分析
5.3.1.8 TiO2/SBF的吸音系数分析
5.3.2 二氧化钛掺杂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的密度与孔隙率
5.3.2.3 TiO2/GO/SBF的XRD图谱分析
5.3.2.4 TiO2/GO/SBF的FTIR图谱分析
5.3.2.5 TiO2/GO/SBF的接触角分析
5.3.2.6 TiO2/GO/SBF的导热系数分析
5.3.2.7 TiO2/GO/SBF的热失重分析
5.3.2.8 TiO2/GO/SBF的力学性能分析
5.3.2.9 TiO2/GO/SBF的吸附性能分析
5.3.2.10 TiO2/GO/SBF的吸音系数分析
5.4 本章小结
6 结论
参考文献
附录
致谢
本文编号：3968978
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