| 题名 | 纤维素基复合气凝胶材料的制备及性能研究 |
| 作者 | 单友娜 |
| 答辩日期 | 2017-05 |
| 文献子类 | 硕士 ; 学位论文 ; 硕士 ; 学位论文 |
| 授予单位 | 中科院青岛生物能源与过程研究所 |
| 授予地点 | 青岛 |
| 导师 | 气凝胶 ; 纤维素 ; SiO2 ; 氧化石墨烯 ; 力学性能 |
| 关键词 | 绿色化学 |
| 其他题名 | 化学工程 |
| 学位专业 | 气凝胶因其密度低、比表面积高、孔隙率高、热导率低等特点，被广泛应用于特种服装、航天军工、石油石化、建筑节能等多个领域。以天然高分子为原料制备的生物基气凝胶，在具备传统气凝胶特性的同时，又融入自身的优异特性，如良好的柔韧性、可再生性和环境友好性。作为生物质材料之一，纤维素是一种储量丰富的天然高分子材料，以它为原料制备的气凝胶是继无机气凝胶和合成聚合物气凝胶之后的新一代气凝胶，兼具了纤维素材料和传统气凝胶材料的优点。但纯纤维素气凝胶因其自身的结构特点使得其力学强度相对较差，通过与无机纳米材料复合，能够有效改善其力学强度，同时还能够赋予其导电、疏水、阻燃等特性。因此，本论文以纤维素及其衍生物为基础研究对象，通过与不同无机纳米材料复合制备了纤维素基复合气凝胶，并对其力学性能及隔热性能进行了探究。主要研究内容和结果如下： （1）以棉纤维素、低廉且无污染的硅酸钠为原料，LiOH/尿素/水体系为溶剂，采用原位合成的方法在纤维素凝胶骨架中合成SiO2纳米颗粒，经超临界二氧化碳干燥得到SiO2/纤维素复合气凝胶。探究了不同Na2SiO3质量分数、盐酸浓度、纤维素浓度对复合气凝胶结构及性能的影响。实验结果表明，相比于纯纤维素气凝胶，复合SiO2纳米颗粒后气凝胶的比表面积增加了65%，孔径大小降低1倍，压缩强度和弹性模量分别增加3倍和4倍。 （2）以羧甲基纤维素(CMC)为原料，二维氧化石墨烯(GO)纳米片为增强剂，通过硼酸(BA)进行交联，制备了具有优异力学性能的复合气凝胶。通过对传热速率的调控，制备了具有各向同性和各向异性结构的复合气凝胶，并对其力学性能、隔热性能进行了探究。实验结果表明，具有各向同性结构的复合气凝胶，其压缩强度可达110 kPa，是各向异性结构气凝胶轴向的5倍、径向的14倍，其热导率也低于具有各向异性结构气凝胶的轴向与径向上的热导率。同时探究了氧化石墨烯含量对复合气凝胶的力学性能和隔热性能的影响。结果表明，随着GO含量的增加，复合气凝胶的力学性能逐渐提高，当添加5 wt% GO时，复合气凝胶的压缩强度和弹性模量可分别达到349 kPa和1029 kPa，是CMC气凝胶的1.6倍和4.5倍。但是，随着GO含量的增加，复合气凝胶的热导率也呈增加趋势。 |
| 英文摘要 | 中文 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2022-06-01 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.qibebt.ac.cn/handle/337004/9972]  |
| 专题 | 青岛生物能源与过程研究所_绿色化学催化团队 |
| 作者单位 | 中科院青岛生物能源与过程研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 单友娜. 纤维素基复合气凝胶材料的制备及性能研究[D]. 青岛. 中科院青岛生物能源与过程研究所. 2017. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论