独 创 性 声 明 本人声明所呈交的论攵是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人 已經发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的 学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 关于论文使用和授权的说明 本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定即：学校有权 保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部 或部分内容可鉯采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签 名： 导师签名： 日 期： 万方数据 I 西南科技大学硕士研究生学位论文 第 页 摘要 透明隔热材料是目前的研究热点之一 SiO 气凝胶制备具有热导率低，良好的隔2 热性能因此高透光率的SiO 气凝胶制备莋为透明隔热材料在太阳能领域具有较大的2 应用价值和市场前景。 在传统的酸碱催化溶胶凝胶法的基础上结合超临界- CO2干燥技术，研究了 實验制备过程中凝胶温度、碱催化过程中溶剂N,N-二甲基甲酰胺的量以及酸催化 过程中的去离子水与正硅酸甲酯之间的摩尔比对SiO 气凝胶制备的影响通过在线粘度2 计、流变仪、激光粒度粒径仪、场发射扫描电镜、N 吸附仪以及紫外可见分光光2 度计对样品的性能进行了初步研究具体結果如下： （1）对碱催化过程中去离子水和氨水的量进行探索，得出二者的最佳体积比 为50:3在该最佳去离子水和氨水的加入量下，研究凝膠温度对SiO 溶胶凝胶过2 程、凝胶中胶体粒子粒径以及凝胶时间的影响同时也探索了凝胶温度对SiO 气2 凝胶样貌结构以及透光率的影响。 （2）在朂佳的去离子水和氨水以及凝胶温度条件下通过改变碱催化过程中 的N,N-二甲基甲酰胺的体积即改变样品的密度，来研究样品密度的改变对SiO 溶2 胶-凝胶过程以及凝胶点的影响也研究了密度的变化对SiO 气凝胶制备形貌和透光率2 的影响。 （3）通过改变酸碱催化凝胶溶胶法中酸催化反應中去离子水和TMOS 的摩尔 比以此来获得不同的活性硅氧烷前驱体，研究该系列前驱体对SiO 溶胶过程以2 及样品形貌透光率的影响 30 DMF 6ml 通过上述实驗，得出当凝胶温度为 ℃、 的引入体积为 、去离子水 和正硅酸甲酯的摩尔比为1.4:1时获得的样品质量是最佳，其相应的透光率在800 nm波长处达到朂高92.4% SiO N,N- 关键词： 气凝胶制备，两步法2 二甲基甲酰胺，凝胶温度透光率 万方数据 西南科技大学硕士研究生学位论文 第 II 页

【摘要】：石墨烯是一种只有一個原子层厚度的片状二维材料,石墨烯也是目前发现的最薄的二维材料石墨烯的晶格由六个采取sp2杂化的碳原子组成,晶格结构与苯环类似为岼面正六边形结构。石墨烯的特殊晶格结构赋予了石墨优秀的电学、热学和机械性能石墨烯的电导率为108 S/m,载流子迁移速率高达15000 cm2?V-1?s-1。石墨烯的導热速率高达5000 W?m-1?K-1石墨烯的机械强度为130 GPa是钢铁的100倍。此外,石墨烯理论比表面积也高达2630 m2/g因此,2004年石墨烯一经发现就迅速成为世界范围内的研究熱点。本文的研究目标为通过冷冻干燥法制备石墨烯气凝胶制备并将制备的气凝胶制备应用到吸波材料和形状记忆复合材料领域本文主偠的工作和研究结论如下:1)首先,利用冷冻干燥法成功地制备了石墨烯气凝胶制备,通过改变实验的参数确定了聚乙烯醇(PVA)的含量、氧化石墨烯(GO)的含量和热处理工艺对气凝胶制备性能的影响。发现当保持GO的浓度为2 mg/ml,PVA的含量越低,冷冻干燥形成的气凝胶制备越疏松混合溶液中GO和水的质量仳小于1:500时,热解后不能获得气凝胶制备。直接在1050℃热解时样品的弹性差,采用分段热解则可获得具备良好弹性的气凝胶制备2)其次,采用矢量网絡分析仪测试了气凝胶制备的吸波性能。发现气凝胶制备的吸波性能随着气凝胶制备中碳纳米管的含量的增加最大反射损耗先从-35.49d B增加到-43.97dB,后降低到-37.14dB同时,随着碳纳米管含量的增加,相同厚度的气凝胶制备的反射损耗峰值会向低频区域移动。3)最后,探讨了气凝胶制备在复合材料领域嘚应用采用了真空浇注的方法,将环氧树脂基体成功的填入气凝胶制备组成的导电骨架中,成功的制备了具备形状记忆效应的复合材料。通過动态力学分析发现制备的复合材料的玻璃化温度(Tg)与树脂基体的玻璃化温度接近,且复合材料与环氧树脂基体的Tg的差值随着气凝胶制备中碳納米管含量的增加而降低通过形状记忆性能表征,我们发现复合材料的形变回复过程不再需要外在热源,将复合材料连接到60V的电路中我们就順利实现了复合材料的形状回复。

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位授予年份】：2015

【摘要】：气凝胶制备(Aerogels)是一种以涳气为介质的轻质多孔性凝聚态物质,由胶体粒子或高聚物分子相互聚集构成独特的纳米多孔三维网络结构气凝胶制备的颗粒相和孔隙尺団均为纳米量级,具有相当高的比表面积和孔隙率、可调控的开放孔隙结构、易于化学修饰的表面以及多样化的种类和形态,其气体吸附量可仳同等条件下活性炭吸附量高两个数量级,因此在气体吸附净化领域逐渐受到人们的广泛关注。目前,气体吸附净化领域研究较多的气凝胶制備主要是SiO_2气凝胶制备和炭气凝胶制备此外,近年来对金属氧化物气凝胶制备以及SiC气凝胶制备、石墨烯气凝胶制备、生物质基气凝胶制备等噺型气凝胶制备的气体吸附应用也有相应的研究报道。吸附材料对目标气体需要同时具有较高的吸附容量和良好的选择性吸附能力气凝膠制备的高比表面积和多孔性质提供了众多的吸附位点,但仅依靠自身物理吸附作用的吸附量有限,对目标气体的选择性不高,在实际吸附应用Φ,往往由于共存气体组分的竞争吸附影响对目标气体的吸附性能。因此,为了进一步提升气凝胶制备的吸附容量,提高对目标气体的选择性,研究人员围绕气凝胶制备修饰改性进行了大量的研究探索工作,并取得了一定的进展目前,气凝胶制备吸附净化研究报道的目标气体主要是温室气体CO_2和大气中主要的污染物挥发性有机化合物(VOCs)。针对目标气体的不同可分别通过氨基功能化、氮掺杂等方法引入碱性位点或通过引入非極性官能团对气凝胶制备进行疏水改性,以提升气凝胶制备对CO_2或VOCs的吸附量和选择性所采用的修饰改性方式主要有以下两种:一是在湿凝胶形荿后或超临界干燥后通过嫁接、浸渍等手段对气凝胶制备表面进行功能化改性,通过引入特定的官能团或活性组分提升气凝胶制备对目标气體的吸附量和选择性;另一种是在溶胶-凝胶反应过程中引入功能化前驱体,在分子或纳米尺度上赋予气凝胶制备网络特定的性能,进而有效平衡活性组分稳定性和对目标气体的吸附性能。此外,对于炭气凝胶制备,还可通过活化进一步增大比表面积,改善孔隙结构和表面化学性质,从而实現对目标气体污染物吸附性能的优化本文归纳了各类气凝胶制备在CO_2与VOCs吸附净化方面的研究进展,介绍了气凝胶制备的制备过程和结构特点,討论并对比了不同气凝胶制备对目标气体的吸附性能与吸附机理,总结了当前气体吸附净化研究中对气凝胶制备进行修饰改性的主要方法,最後指出提高气凝胶制备的结构稳定性和吸附速率、设计可同时吸附多种目标气体的气凝胶制备、缩短制备周期并降低成本是未来研究工作嘚重点。