三聚氰胺—甲醛(MF)气凝胶的制备及其改性的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:huangping118
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文简要综述了三聚氰胺-甲醛(MF)有机气凝胶的基本特性、制备方法、表征手段和其国内外研究概况;通过系统实验,改进了MF气凝胶制备工艺,探索了具有激光惯性约束聚变(ICF)实验应用前景的改性及掺杂MF气凝胶的制备方法。主要工作及相应结果如下:1)采用溶胶-凝胶工艺、溶剂置换和CO2超临界流体干燥方法制备出性能优良、具有纳米网络结构的MF气凝胶;深入研究了反应物总浓度,凝胶温度变化对凝胶时间的影响,对凝胶过程中粒子及团簇的生长进行了分析,对凝胶化过程的理论分析进行了验证;通过在溶胶中加入碱的方法改进了MF气凝胶的制备工艺,缩短了凝胶时间,降低了凝胶密度;通过Materials-Studio上Dmol3以及半经验的Vamp模块进行模拟计算,得到升高温度可加快凝胶速度的结论,并选用二甲基亚砜(DMSO)代替水进行MF凝胶的制备,极大地缩短了凝胶时间。对不同方法制备的MF气凝胶进行了表征:FT-IR显示三种不同方法制备的MF气凝胶化学结构相差无几,仅是高温溶剂法所制备的气凝胶由于反应温度较高的影响,使得其红外图的C-H键伸缩振动峰较强。采用HRTEM,FESEM和BET法对所制备的气凝胶的多孔性进行了表征,其中常规法所制备的气凝胶骨架结构较一致,且孔径分布较均一,而加碱法和耐高温溶剂法制备的气凝胶效果次之。2)通过在溶胶-凝胶过程中向MF溶胶体系中加入间苯二酚-甲醛预聚体的方法结合CO2超临界流体干燥技术制备出具有纳米网络结构的酚改性MF气凝胶。结果表明此改性MF气凝胶,在凝胶化过程中所需时间较纯MF气凝胶短。用总反应浓度为5%的溶胶,经过溶胶-凝胶过程和超临界流体干燥过程,最终制得密度约为55mg/cm3的酚改性MF气凝胶样品。并通过改变不同的三聚氰胺/间苯二酚(M/R)值,制备出四种不同的改性MF气凝胶。其湿凝胶和气凝胶的光学照片均显示出随M/R值的增大,其颜色越紧接纯MF,透明性也降低。FT-IR法的分析结果表明改性气凝胶化学结构相差无几;采用HRTEM,FESEM和BET的分析结果表明随着M/R值的增加,气凝胶的骨架结构和孔的结构改变:气凝胶的骨架由纳米颗粒堆积成链球状的空间网络结构逐渐变为类似于MF气凝胶的纳米粒子堆积成树枝状分杈型结构,同时孔径也逐渐增大,SBET降低,孔容减少。改性MF气凝胶的TGA图谱分析则显示出,改性MF气凝胶的分解温度较MF气凝胶低,随着体系内三聚氰胺含量的增加,分解温度越紧接MF气凝胶。3)采用在溶胶-凝胶过程中向MF溶胶体系中加入钛溶胶的方法结合CO2超临界流体干燥技术制备出具有纳米网络结构的TiO2掺杂MF气凝胶。在凝胶过程中,发现掺入MF体系内且最终可形成稳定凝胶的钛溶胶的量是一定,超过此量将容易使得溶胶内的钛溶胶粒子发生团聚、沉淀,得不到稳定的、分散均匀的掺钛MF凝胶。通过对SEM、TEM照片和BET的图谱分析,掺钛后的MF气凝胶仍具有多孔三维网络状骨架结构。从TEM照片中可以明显看出有晶体存在于骨架上,通过EDS分析,这些晶体就是我们掺入的钛元素形成的氧化物晶体,对TEM照片内的晶体面间距的测量结果显示晶体的面间距与锐钛矿型的(1 0 1)的面间距相差不大。对样品的XRD分析虽然得到与标准锐钛矿型的TiO2所一致的峰,但是由于其与MF体系的三嗪环的峰在相同的位置,所以并不能肯定此晶型就为锐钛矿型。对于MF体系内的掺入的氧化钛的晶型有待进一步分析和表征。
其他文献
目的:依据酶抑制原理建立有机磷(Organic phosphorus, OP)农药残留快速检测方法,制备快速检测试纸,建立用于普通民众日常检测水果、蔬菜中的微量农药残留,以及为农田、市场现
城市化进程的不断加快推动了我国建筑施工企业的发展,但随之而来的是更加激烈的市场竞争和经营风险。税务筹划作为建筑施工企业财务管理中的重要一环,它不仅能够影响企业的经
干水(dry water,DW)或干液体(dry liquid)是一种以水或液体为主要成分,外表被疏水性物质包裹的细微粉末状功能材料,具有良好的分散性、流动性。它区别于传统概念中气态、液态
中文分词是机器学习,自然语言处理中的一个基础部分,中文分词处理要对输入的中文语句在字、词、句三个层面上进行处理。在中文中,词是最小的语言单位,只有处理好中文分词的问
机动车车牌识别(Vehicle License Plate Recognition)系统是智能交通系统的一个重要组成部分,在缓解和管理日益拥堵的城市交通和公路交通中有着举足轻重的作用。目前车牌自动
随着国民经济的不断发展,城市化建设越来越受到重视,为了更好地满足城市居民的需求,大多数城市都在市政给排水设计中输水方式的选择及管网区分上下功夫。健全完备的给排水设
随着多媒体技术、网络技术和互联网技术的不断发展,现代远程教育以其独有的特点,挤身教育改革的最前沿,并以前所未有的速度和深度在教育领域全面推开。远程教育的本质是教的
当代地景建筑之源可以追溯到20世纪中期,其与当时的大地艺术以及水平巨构建筑形式深有渊源,但当时两者并没有真正结合,建筑、景观、城市还是相对独立的体系。真正地景建筑的
以太网交换机一般分为L2/L3层交换机,将L2交换和L3路由功能综合在一起,L2/L3交换机的路由模块与路由器不一样,以太网交换机的寻址方式采用MAC地址寻址,而路由器的路由基本原
通过对江西赣州6个乡镇的实地考察和问卷调查,运用SPSS软件处理数据,分析得出农村经济发展模式陈旧、农民迫切希望改变当前的发展模式、农民对构建合作社意愿强烈等结论,并提