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气凝胶复合材料制备技术与性能分析

目录

文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2气凝胶材料概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.1气凝胶的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.2.2气凝胶的主要种类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3气凝胶复合材料研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4本文档主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

气凝胶基体材料的制备方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1硅氧化物气凝胶的合成技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1.1水凝胶转化法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.1.2常压干燥法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.3加压溶剂法制备低温气凝胶．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.2其他金属氧化物气凝胶的制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2.1铁系氧化物气凝胶的合成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.2.2非铁系氧化物气凝胶的制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

2.3非金属氧化物及碳基气凝胶的合成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

2.3.1碳气凝胶的制备方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

2.3.2非氧化物气凝胶的合成路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.4气凝胶制备方法比较与进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

气凝胶复合材料的结构构建与composite制备策略．．．．．．．．．．45

3.1复合机理与设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.2填充强化型复合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.2.1纳米填料的杂化技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.2.2微米/亚微米颗粒的填充方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.3结构组装型复合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.3.1纤维/阵列与气凝胶的复合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

3.3.2多孔材料骨架与气凝胶的复合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

3.4共混组装型复合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

3.4.1聚合物/生物高分子的引入方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

3.4.2多种纳米填料协同杂化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

3.5前驱体-复合材料一体化制备技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70

气凝胶复合材料的结构与形貌表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

4.1宏观与微观结构观察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72

4.1.1扫描电子显微镜分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75

4.1.2透射电子显微镜分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76

4.2分子结构与化学成分分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78

4.2.1X射线光电子能谱分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81

4.2.2傅里叶变换红外光谱分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84

4.3孔隙结构与物相分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86

4.3.1N?吸附脱附等温线与孔径分布测定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．89

4.3.2X射线衍射物相表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．