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內(nèi)容簡介

　　《高性能氣凝膠材料》是“先進化工材料關鍵技術(shù)叢書”的一個分冊。本書是南京工業(yè)大學氣凝膠納米材料研究團隊二十年部分研究成果的總結(jié)性專著，詳細介紹了與高性能氣凝膠納米材料基礎理論、關鍵核心技術(shù)、主要生產(chǎn)工藝和重點應用等密切相關的研究成果，包括：氣凝膠基本原理；氧化硅氣凝膠及其復合材料的制備和性能；氧化硅氣凝膠的功能化改性及吸附性能；稻殼為原料制備氧化硅氣凝膠的方法及吸附性能；氧化鋁和氧化鈦氣凝膠的制備；載紫杉醇磁靶向四氧化三鐵氣凝膠的制備及性能；炭/氧化鋁復合氣凝膠的制備和表征；碳化硅氣凝膠的制備、結(jié)構(gòu)和性能；聚酰亞胺氣凝膠的制備、改性、結(jié)構(gòu)和性能；石墨烯基氣凝膠的制備及催化和氣體傳感性能等。本書內(nèi)容代表了國內(nèi)外近年來在氣凝膠材料領域的研究水平，對于氣凝膠及其復合材料的科學技術(shù)研究具有重要的參考價值，對氣凝膠材料生產(chǎn)和應用具有實際指導作用。本書適合材料、化工領域，尤其是從事氣凝膠材料科研、開發(fā)和生產(chǎn)工作的科技人員閱讀，也可供高等院校無機非金屬材料、功能材料、化學、化工及相關專業(yè)師生參考。

作者簡介

　　沈曉冬，南京工業(yè)大學教授，“973計劃”項目首席科學家、教育部“無機非金屬材料及應用”創(chuàng)新團隊帶頭人。兼任國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會委員，中國海洋材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長，中國建材聯(lián)合會科技教育委員會副主任，教育部高等學校材料類專業(yè)教學指導委員會委員，中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會副會長、首席專家兼氣凝膠材料分會會長，中國硅酸鹽學會絕熱分會副理事長、水泥分會副理事長，江蘇省硅酸鹽學會副理事長，江蘇省復合材料學會監(jiān)事長等職務。獲江蘇省十大杰出專利發(fā)明人和南京市十大科技之星等稱號。三十多年來一直從事硅酸鹽材料基礎研究、技術(shù)開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化與新材料產(chǎn)業(yè)化工作。在氣凝膠納米材料、高性能低碳水泥以及先進電池材料等方面取得了眾多創(chuàng)新成果。攻克了耐高溫氣凝膠網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)調(diào)控與低成本制備關鍵技術(shù)，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和工程應用。創(chuàng)辦中國氣凝膠材料國際學術(shù)研討會，創(chuàng)建中國氣凝膠材料行業(yè)協(xié)會組織，建立中國氣凝膠材料產(chǎn)業(yè)體系。作為“水泥低能耗制備與高效應用的基礎研究”（“973計劃”項目）首席科學家，帶領團隊在水泥的高性能、低碳化與長壽命等方面開展創(chuàng)新研究。在硅酸鹽水泥熟料礦物水化活性本質(zhì)、阿利特晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控、熟料礦物組成優(yōu)化等基礎研究以及技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應用等方面取得了重要成果。發(fā)表400余篇學術(shù)論文，獲中國發(fā)明專利50件，美國、日本與歐洲等國發(fā)明專利5件，主編專著5部。獲國家科技進步二等獎1項、省部級科學技術(shù)一等獎2項、二等獎等8項，獲江蘇省高等教育教學成果特等獎1項。崔升，教授，博導。現(xiàn)任南京工業(yè)大學材料科學與工程學院副院長兼電光源材料研究所副所長、中國建筑材料聯(lián)合會建材行業(yè)氣凝膠材料重點實驗室副主任、南工大-航天806所“航天特種熱防護材料技術(shù)聯(lián)合實驗室”主任等。中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會常務理事/副秘書長兼氣凝膠分會副會長/秘書長、中國材料研究學會青委會理事、中國硅酸鹽學會絕熱材料分會理事等。美國佐治亞理工學院訪問學者。主要研究方向為氣凝膠材料、納米復合材料、光電功能材料等。承擔了國家自然科學基金、前沿技術(shù)基礎加強項目、前沿技術(shù)配套項目、江蘇省重點研發(fā)計劃項目、江蘇省臨床醫(yī)學專項項目等60余項。氣凝膠和光電材料等相關技術(shù)轉(zhuǎn)讓/合作多家企業(yè)并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，主辦氣凝膠國際學術(shù)研討會和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展大會等。在Energy & Environmental Science、Chemical Communications、Acta Biomaterialia等發(fā)表論文200余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利50余項，參編國家標準1項。獲教育部技術(shù)發(fā)明二等獎等。

圖書目錄

第一章緒　論 001
第一節(jié)　氣凝膠概述 002
一、氣凝膠定義 003
二、氣凝膠制備 003
三、氣凝膠結(jié)構(gòu) 007
四、氣凝膠隔熱機理 024
第二節(jié)　氣凝膠材料應用 027
一、隔熱領域 027
二、隔聲領域 028
三、光學領域 028
四、電學領域 029
五、催化領域 031
六、環(huán)保領域 032
七、其他領域 033
第三節(jié)　氣凝膠技術(shù)展望 033
參考文獻 035

第二章氧化硅氣凝膠的制備與表征 039
第一節(jié)　氧化硅氣凝膠的制備 040
一、硅源和溶劑的選擇 042
二、催化劑的選擇與催化方法 043
三、催化劑對醇凝膠的影響 043
四、醇凝膠的影響因素 046
五、醇凝膠老化 050
六、超臨界干燥工藝 051
第二節(jié)　氧化硅氣凝膠的表征 054
一、孔結(jié)構(gòu)分析 054
二、微觀形貌分析 055
三、傅里葉紅外光譜分析 056
四、熱失重分析 056
五、耐溫性分析 057
參考文獻 058

第三章氧化硅氣凝膠復合材料及隔熱性能 061
第一節(jié)　氧化硅氣凝膠復合材料的纖維增強 062
一、纖維增強氧化硅氣凝膠復合材料工藝參數(shù)設計及制備 063
二、短切纖維對氧化硅氣凝膠復合材料性能的影響 065
三、無機纖維氈對氧化硅氣凝膠復合材料性能的影響 068
第二節(jié)　氧化硅氣凝膠復合材料的遮光改性 078
一、遮光改性氧化硅氣凝膠復合材料工藝參數(shù)設計與制備 079
二、遮光劑摻入方式對氧化硅氣凝膠復合材料性能的影響 081
三、偶聯(lián)劑對遮光改性氧化硅氣凝膠復合材料的影響 086
四、遮光劑摻入量對氧化硅氣凝膠復合材料的影響 090
五、遮光劑種類對氧化硅氣凝膠復合材料的影響 097
六、新型低熱導氧化硅氣凝膠絕熱復合材料的應用研究 099
參考文獻 101

第四章氧化硅氣凝膠功能化改性及吸附性能 105
第一節(jié)　CO2吸附用氨基功能化氧化硅氣凝膠 106
一、CO2吸附測試方法和原理 107
二、氨基改性SiO2氣凝膠 113
三、氨基雜化SiO2氣凝膠 113
四、鈦摻雜氨基雜化SiO2氣凝膠 121
五、氨基雜化RF/SiO2復合氣凝膠 130
第二節(jié)　重金屬離子吸附用氨基改性氧化硅氣凝膠 139
一、Cu2+吸附 139
二、Cr3+吸附 146
三、其他重金屬離子吸附 148
第三節(jié)　有機物吸附用疏水氧化硅氣凝膠 149
一、烷烴吸附 149
二、苯類有機物吸附 154
三、硝基類有機物吸附 156
四、其他有機物吸附 160
第四節(jié)　氨氣吸附用超親水氧化硅氣凝膠 161
一、氨氣吸附研究進展 161
二、超親水SiO2氣凝膠制備及氨氣吸附性能 163
參考文獻 166

第五章稻殼為原料制備氧化硅氣凝膠 169
第一節(jié)　由稻殼制備高純納米SiO2 170
一、高純納米SiO2制備 171
二、高純納米SiO2結(jié)構(gòu)分析 177
第二節(jié)　由稻殼超臨界干燥制備SiO2氣凝膠 179
一、水玻璃制備及影響因素 179
二、SiO2氣凝膠制備及影響因素 182
第三節(jié)　由稻殼常壓干燥制備SiO2氣凝膠 190
一、SiO2氣凝膠制備及改性工藝 191
二、多步溶劑置換-表面改性工藝 192
三、一步溶劑置換-表面改性制備SiO2氣凝膠的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 197
四、一步溶劑置換-表面改性機理 202
第四節(jié)　氨基改性SiO2氣凝膠及其CO2吸附性能 203
一、氨基改性SiO2氣凝膠的制備 205
二、氨基改性SiO2氣凝膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 205
參考文獻 210

第六章其他氧化物氣凝膠 213
第一節(jié)　Al2O3氣凝膠 214
一、Al2O3氣凝膠制備方法 214
二、影響Al2O3氣凝膠性能的主要因素 218
三、Al2O3氣凝膠的失效機理 221
第二節(jié)　TiO2基氣凝膠 222
一、TiO2氣凝膠 223
二、TiO2/SiO2復合氣凝膠 226
第三節(jié)　載紫杉醇磁靶向四氧化三鐵氣凝膠制備及性能 231
一、多孔朵狀Fe3O4氣凝膠微球制備 231
二、載紫杉醇磁靶向氣凝膠微球制備及藥物釋放行為 238
三、載紫杉醇磁靶向氣凝膠微球裸鼠體內(nèi)抑瘤分析 243
參考文獻 245

第七章炭/氧化鋁復合氣凝膠 249
第一節(jié)　炭/氧化鋁復合氣凝膠制備及影響因素 250
一、碳源與鋁源反應摩爾比的影響 252
二、合成工藝參數(shù)對凝膠時間的影響 254
三、合成工藝參數(shù)對氣凝膠表觀性質(zhì)的影響 255
第二節(jié)　炭/氧化鋁復合氣凝膠組織結(jié)構(gòu)分析 258
一、紅外光譜分析 258
二、熱重-差示掃描熱分析 259
三、微觀形貌分析 259
四、物相組成分析 262
五、孔結(jié)構(gòu)分析 264
第三節(jié)　碳纖維氈增強C/Al2O3復合氣凝膠隔熱材料 271
一、碳纖維氈增強C/Al2O3復合氣凝膠隔熱材料的制備 272
二、微觀形貌分析 273
參考文獻 274

第八章碳化硅氣凝膠 275
第一節(jié)　碳化硅氣凝膠制備方法 276
一、碳化硅氣凝膠制備研究進展 276
二、碳化硅氣凝膠制備關鍵影響因素 281
三、碳化硅氣凝膠表征 283
第二節(jié)　碳化硅氣凝膠組織結(jié)構(gòu)生長演變 285
一、溶膠-凝膠過程組織結(jié)構(gòu)生長機制 285
二、熱處理過程組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律 286
第三節(jié)　碳化硅氣凝膠形成機理 292
一、碳熱還原機理 292
二、鎂熱還原機理 295
第四節(jié)　氨基功能化碳化硅氣凝膠 296
一、氨基功能化碳化硅氣凝膠的制備與結(jié)構(gòu)演變 296
二、氨基功能化碳化硅氣凝膠CO2吸附性能 299
第五節(jié)　纖維增強碳化硅氣凝膠 300
參考文獻 303

第九章聚酰亞胺氣凝膠 305
第一節(jié)　聚酰亞胺氣凝膠制備方法概述 306
一、兩步法制備PI氣凝膠 306
二、一步法制備PI氣凝膠 308
第二節(jié)　羧基功能化聚酰亞胺氣凝膠 308
一、羧基功能化聚酰亞胺氣凝膠合成與表征 308
二、羧基功能化聚酰亞胺氣凝膠CO2吸附性能 315
第三節(jié)　含酰胺基聚酰亞胺氣凝膠 319
一、含酰胺基聚酰亞胺氣凝膠合成與表征 319
二、含酰胺基聚酰亞胺氣凝膠性能 323
第四節(jié)　ODA/DABA共聚聚酰亞胺氣凝膠 325
一、ODA/DABA共聚聚酰亞胺氣凝膠合成與表征 325
二、共聚聚酰亞胺氣凝膠性能 330
第五節(jié)　聚酰亞胺/SiO2復合氣凝膠 332
一、聚酰亞胺/SiO2復合氣凝膠合成與表征 332
二、聚酰亞胺/SiO2復合氣凝膠性能 337
參考文獻 339

第十章石墨烯基氣凝膠 341
第一節(jié)　磁性鐵鈷LDH負載氧化石墨烯氣凝膠 343
一、磁性鐵鈷LDH負載氧化石墨烯氣凝膠制備 343
二、工藝參數(shù)的確定 343
三、摻雜GO的磁性鐵鈷LDH負載氧化石墨烯氣凝膠樣品表征 345
第二節(jié)　金屬單原子氣凝膠 351
一、金屬單原子氣凝膠的制備 351
二、工藝參數(shù)的確定 353
三、Co（0.5%）-N（1%）-GA表征 355
四、密度泛函理論計算 361
第三節(jié)　rGO-TiO2氣凝膠材料 364
一、rGO-TiO2氣凝膠材料制備 364
二、可見光催化CO2還原測試結(jié)果 365
三、催化性研究 367
四、rGO-TiO2氣凝膠的表征 369
第四節(jié)　W18O49/rGA氣凝膠 373
一、W18O49/rGA氣凝膠的制備 373
二、氣體傳感測試系統(tǒng) 374
三、W18O49/rGA氣凝膠的晶體結(jié)構(gòu) 375
四、W18O49/rGA氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu) 376
五、W18O49/rGA氣凝膠的氣敏性能 377
參考文獻 379

索引 380