炭气凝胶吸附性能研究
气凝胶调研报告
气凝胶调研报告1. 目的了解气凝胶的基本信息、研究现状、应用现状以及国内相关厂家的信息，寻找其在功能玻璃上的应用。
2. 气凝胶概述气凝胶的概念凝胶（gel）指的是溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了液体作为分散介质的特殊分散体系[1]。
气凝胶（aerogel）指的是当凝胶脱去大部分溶剂，凝胶中液体含量比固体含量少得多，或者凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体时，即湿凝胶中液体被气体取代同时保持网络结构，外表呈现固体状的物质称为气凝胶，一般又称为干凝胶（xerogel）[2]。
但是从严格的定义上来讲，气凝胶与干凝胶并非同一概念。
有文献指出，湿凝胶经过超临界干燥得到的是气凝胶，经过常压干燥得到的是干凝胶；气凝胶是块状结构，而干凝胶一般是粉体或者颗粒[3]。
图1 气凝胶气凝胶的发展气凝胶最早问世于1931年，由美国斯坦福大学的Samuel Stephens. Kistler[4]利用溶胶凝胶法结合超临界干燥技术水解水玻璃的方法制备出具有完整网络结构的硅气凝胶，同时研究了硅气凝胶的性质，并预言气凝胶在催化、隔热、玻璃和陶瓷等领域的应用，但是由于受到制备工艺的限制，并未得到人们的足够重视。
1966年，J. B. Peri[5]利用硅脂经一步溶胶凝胶法制备出氧化硅气凝胶，推动了气凝胶的发展。
1974年粒子物理学家Cantin[6]等首次报道了较SiO2气凝胶应用于切伦科夫探测器探测高能粒子。
80年代，Tewari[7]对湿凝胶的干燥工作进行研究，推动了硅气凝胶的商业化过程。
国内最早于1955年，由同济大学波尔固体物理研究所对气凝胶展开研究。
随后，清华大学、东华大学等高校也对气凝胶展开研究。
气凝胶的分类按其组分，气凝胶可分为单组分气凝胶，如SiO2、Al2O3、TiO2、炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3、SiO2/TiO2等。
气凝胶产品介绍
热学领域
气凝胶产品属于高效防火隔热材料，主要功能是节能、保温、防火，可 应用于以下领域： 建筑节能领域：外墙保温专用气凝胶板材、气凝胶玻璃、钢结构防火。 工业及民用领域：替代传统的保温材料对管道、炉窑及其他热工设备、 热水器、冷藏设备等进行保温，隔热效果更好。 特殊应用领域：用于海军核潜艇，、飞机、大型海洋舰艇、船舶、客车 的保温。在航天工业和军工导弹等方面都有广阔的应用前景。
光学领域
纯净的SiO2气凝胶是透明无色的，它的折射率（1.006～1.06）非常接 近于空气的折射率，这意味着SiO2气凝胶对入射光几乎没有反射损失， 能有效地透过太阳光。 SiO2气凝胶可以被用来制作绝热降噪玻璃。利用不同密度的SiO2气凝 胶膜对不同波长的光制备光耦合材料，可以得到高级的光增透膜。 SiO2气凝胶的折射率和密度满足n-1≈2.1×10-4r/(kg/m3)，当通过控制制 备条件获得不同密度的SiO2气凝胶时，它的折射率可在1.008-1.4 范围内 变化，因此SiO2气凝胶可作为切仑科夫探测器中的介质材料，用来探测 高能粒子的质量和能2018 年进行 气凝胶正用来为人类首次登陆 火星时所穿的太空服研制一种 保温隔热衬里 Aspen Aerogel公司的一位资深 科学家马克· 克拉耶夫斯基认为 ，一层18毫米的气凝胶将足以 保护宇航员抵御零下130度的低 温。他说：“它是我们所见过 的最棒的绝热材料。”
可见，极低的折射率、热导率、介电常数、高比表面积、对气体的选 择透过等，它的力学、声学、热学、光学、电学性质都明显地不同于普通 固态材料，是一种具有许多奇异性质和广泛应用的轻质纳米多孔性材料。
气凝胶产品可应用领域
★热学领域
声学领域
光学领域
过滤与催化领域 吸附领域 捕获高速粒子 电学领域 分形特性
碳气凝胶在油水分离中的应用研究进展
Material Sciences 材料科学, 2020, 10(8), 684-696Published Online August 2020 in Hans. /journal/mshttps:///10.12677/ms.2020.108083Research Progress of Carbon Aerogelsin Oil-Water SeparationXiao Meng1,2,3,4, Xinyuan Guo1, Yuan Wang1, Zhong Xiong1,2,3,4*1College of Chemistry and Chemical Engineering, Qingdao University, Qingdao Shandong2State Key Laboratory of Bio-Fibers and Eco-Textiles, Qingdao University, Qingdao Shandong3Institute of Marine Biobased Materials, Qingdao University, Qingdao Shandong4Collaborative Innovation Center of Shandong Marine Biobased Fibers and Ecological Textiles, QingdaoShandongReceived: Aug. 6th, 2020; accepted: Aug. 21st, 2020; published: Aug. 28th, 2020AbstractCarbon aerogels, as a new type of three-dimensional nanoporous carbon materials with excellent performance, have been applied in many fields such as sensors, energy storage, and environmen-tal protection. They are also widely used in the field of oil-water separation as ideal adsorption materials. In this paper, the preparation process, advantages and disadvantages of four carbon aerogels, including organic polymers, carbon materials, biomass and composite carbon aerogels, are introduced. According to various oil-water pollutants including oil-water immiscible mix-ture and emulsion, the separation mechanism and application progress of carbon aerogels are reviewed.KeywordsCarbon Aerogel, Adsorption, Oil-Water Separation, Emulsion, Separation Mechanism碳气凝胶在油水分离中的应用研究进展孟潇1,2,3,4，郭昕园1，王媛1，熊忠1,2,3,4*1青岛大学化学化工学院，山东青岛2青岛大学生物多糖纤维形成与生态纺织国家重点实验室，山东青岛3青岛大学海洋纤维新材料研究院，山东青岛4山东省海洋生物基纤维与生态纺织技术协同创新中心，山东青岛收稿日期：2020年8月6日；录用日期：2020年8月21日；发布日期：2020年8月28日*通讯作者。
气凝胶的制备与应用研究
气凝胶的制备与应用研究气凝胶是一种轻质多孔的新型材料，具有优异的热、声、光和电学性能，被广泛应用于能源、环保、航空航天、生物医药等领域。
本文将介绍气凝胶的制备方法和应用研究进展。
一、气凝胶的制备方法气凝胶的制备方法主要有超临界干燥法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法和气相沉积法等。
其中，超临界干燥法是目前应用最广泛的制备方法，因其制备过程简单，可用于各种类型的物质，且制得的气凝胶密度低、孔径可控，具有良好的热稳定性和化学稳定性。
以下将对这四种方法分别进行介绍：1. 超临界干燥法超临界干燥法是指在高压高温下将液态物质变为气态，通过减压降温使物质从气态转变为凝胶状态，最终得到气凝胶。
该方法可用于制备化学性质稳定的无机气凝胶和多种有机气凝胶。
超临界干燥法的优点在于：可以改变超临界条件（压力、温度）来控制孔隙结构，得到可调控的孔径和孔隙大小的气凝胶。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是指将物质分散在溶液中形成胶体，通过蒸发、热处理或光聚合等方式使其自组装形成凝胶状态，再通过干燥处理形成气凝胶。
该方法制备的气凝胶可用于吸附剂、分离材料、催化剂和光学传感器等领域。
3. 冷冻干燥法冷冻干燥法是指将物质的溶液冷冻成凝胶状态，再通过蒸发水分或真空干燥等处理方式将其转变为气凝胶。
该方法制备出的气凝胶具有优异的孔隙性能和高比表面积，在光学、催化和隔热领域有广泛的应用。
4. 气相沉积法气相沉积法是指将一种适宜的前体物质在高温下裂解、氧化或还原等化学反应形成气态分子，通过气相沉积在固体表面上形成气凝胶。
该方法的优点在于：制备速度快，反应条件易于控制，可得到高纯度、高结晶度的气凝胶。
二、气凝胶的应用研究进展气凝胶的应用研究主要集中在以下几个领域：1. 能源领域气凝胶具有优异的隔热性能和低介电常数，可用作电容器介质、超级电容器、锂离子电池隔膜和太阳能电池支撑材料等。
目前，人们已经研制出多种具有优异性能的气凝胶，如碳气凝胶、二氧化硅气凝胶等，这些材料在节能环保领域和新能源领域有广泛的应用前景。
炭气凝胶的制备与吸附氢气性能
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald44炭气凝胶是一种新型轻质纳米多孔无定形碳素材料，可以通过溶胶-凝胶、超临界干燥和碳化过程制备，孔隙率可达到80%～98%，网络结构的胶体颗粒粒径分布为3～20 n m，而比表面积范围在600～3 000 m 2/g，密度范围则在0.16～800 m g/c m 3[1-5]。
由于具有纳米网络结构、大孔隙率以及大比表面积等特征，炭气凝胶是一种优异性能的功能材料，使其在隔热材料、光学材料、催化剂载体、吸附材料等方面具有特殊的用途。
它是大能量密度和大功率密度的新一代细网光电管的单光子计数器、新型高效可充电电池、超级双电层电容器的理想电极材料[6-7]。
国内多家研究机构对炭气凝胶的合成进行研究，但其制备方法通常通过碳化处理酚醛类有机气凝胶得到的（当碳化①基金项目：绵阳师范学院科研启动项目(No.QD2015A001);绵阳师范学院校级重点项目（No.2014A03）。
作者简介：陈擘威(1977—)，男，四川达县人，博士，副教授，主要从事功能材料、计算材料学的研究。
DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2016.21.044炭气凝胶的制备与吸附氢气性能①陈擘威1,2（1.绵阳师范学院数理学院；2.绵阳师范学院计算物理研究中心 四川绵阳 621000）摘 要：以氯化锌和聚丙烯酸作为前驱物，采用还原法，在一氧化碳和氮气的混合气体中，还原锌基复合气凝胶，成功制备出炭气凝胶。
通过用场发射扫描电镜（FESEM）、射电子显微镜(HRTEM)和N 2吸脱附测试对气凝胶的微观结构表征，结果表明：孔洞分布均匀，具有典型的三维空间网络结构，其比表面积为1 806 m 2/g，孔径分布在2～30 nm。
在常温下，压力在0.1～5 MPa范围内，测试了气凝胶的吸附氢气性能，发现该气凝胶具有较高的吸附氢气能力，压力达到5 MPa时，吸附能力最强，为0.29 wt.%。
国外气凝胶材料研究进展
Advanced Materials Industry38国外气凝胶材料研究进展■ 文/江 洪 王春晓 中国科学院武汉文献情报中心气凝胶是世界上密度最小的固体，密度仅为3.55k g /m 3，也被称为“固态的烟”，具有膨胀作用、离浆作用等，还具有高比表面积、绝热等特征。
气凝胶材料在20世纪30年代由美国塞缪尔·基斯勒（Samuel Kistler）教授采用超临界干燥方法制备而成。
气凝胶自身的结构和性能使其具有重要的应用价值，广泛应用于服饰、建筑、环保等众多领域。
本文对国外气凝胶材料的制备工艺和应用进展进行介绍。
1 不同气凝胶材料的制备1.1 纤维素气凝胶纤维素是自然界中一种可再生的绿色生物质材料，其广泛存在于植物和部分海洋生物中。
纤维素气凝胶是以纤维素作为原材料制备而成，这种材料具有生物降解等环保特性。
纤维素气凝胶种类丰富，如细菌纤维素气凝胶、纳米纤维素气凝胶，其制备工艺通常都包含冷冻干燥等流程。
法国国家科学研究中心G a v i l l o n等人[1]将纤维素材料溶解于氢氧化钠溶液中，制备了一种新型高度多孔纯纤维素气凝胶材料，其内部比表面积在200～300m 2/g左右，密度在0.06～0.3g/cm 3之间。
科罗拉多大学Blaise等[2]人利用啤酒酿造工业的废弃物作为培养基，将使用醋酸杆菌制备出的细菌纤维素，再通过超临界干燥法等方法制备出一种细菌纤维素气凝胶材料，具有低热导率的特征，并提出未来使用食物垃圾作为培养基来提高生产力。
德国航空航天中心Schestakow等人[3]首先使用微晶纤维素作为原材料制备一种气凝胶，然后通过使用普通溶剂如水、乙醇、异丙醇或丙酮等溶剂将气凝胶进行再生，制备出了一种浓度为1%～5%（质量分数）的纤维素气凝胶，通过扫描电镜对这些气凝胶的收缩、比表面积、密度以及微观结新材料产业 NO.02 202139构和力学性能进行了表征，结果表明用丙酮再生的纤维素气凝胶的比表面积比用水再生的纤维素气凝胶高出60%。
炭气凝胶
+ 贮氢材料 + 氢能具有很高的热值，燃烧释能后的产物
是水，对环境无污染，此外，氢能为可再生能 源，不会枯竭，因而被誉为2l世纪的绿色新能 源。美国LawrenceLivermore国家实验室和伊利 诺斯大学研究表明：炭气凝胶具有高比表面积、 低密度、连续的网络结构且孔洞尺寸很小又与 外界相通，具有优良的吸、放氢性能。美国能 源部于2005年专门设立了机构，研究掺杂金属 的炭气凝胶贮氢，并给予财政资助。
+ 污水处理 + 和现有的技术(离子交换，蒸发，反相渗
透)相比，用炭气凝胶进行电吸附去除溶液中 的金属离子具有很多优势，包括可以再生、减 少了二次污染，节约能量。试验H 表明吸附容 量会随着溶液浓度、所采用的电压以及可利用 的比表面的增加而增加。God等用炭气凝胶吸 附水溶液中的H+ ，吸附能力几乎达100%。炭 气凝胶也能吸附Cd2+、pb2+ 、Cu2 +、Ni+ 、 Mn2+ 、Zn2+ 、Cr2 +等重金属离子。
二、炭气凝胶制备方法
目前碳气凝胶常见的制备方法是：以间苯二酚 和甲醛为原料在碱性催化剂的作用下形成凝胶，然 后以二氧化碳为介质进行超临界干燥制得有机气凝 胶，再将有机气凝胶在惰性气体保护下高温热解即 得碳气凝胶。这种方法的缺陷在于制备凝胶时必须 有碱性催化剂的催化，当催化剂浓度较高时凝胶在 超临界干燥和碳化过程中均有很大收缩，难以得到 低密度的碳气凝胶，而当催化剂浓度较低时往往得 不到凝胶，而且制备周期长、工艺复杂，并难以控 制。
+ 电化学应用 + 高比表面积、均一纳米结构、强耐腐蚀性、
低电阻系数及宽密度范围的炭气凝胶是高效高 能电容器的理想材料。孟庆函等用线性酚醛树 脂-糠醛制备的炭气凝胶作为超级电容器的电 极材料，0.5 mA充放电时，电极的比电容达 121 F/g。Li等 将甲酚与间苯二酚混合后与甲醛 反应制得的炭气凝胶作为超级电容器的电极材 料，通过循环伏安法和交流阻抗测试，该电极 表现出稳定电压平台和很好的充电性能，比电 容达到104 F/g。
细菌纤维素基炭气凝胶的制备及吸油性能
ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ．Ｓ ｃ ａ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｙ（ Ｓ Ｅ Ｍ） ， Ｎ ２ ａ ｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｐｈ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ ｐ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ．
王思 纯 ，曹红钢 ，柴焰高 ，徐晨 晖 ，李
（ 东北林 业 大 学材 料 科 学与 工程 学 院 ，黑 龙 江
伟
哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要 ：采用细菌纤维素 为原料 ，经冷冻干燥制得细菌纤 维素基气凝 胶 ，通过 高温炭 化处理 ，制备 出细菌纤 维素 基炭气 凝 胶 。采用 扫描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 、Ｎ 吸附脱附 曲线对产 物的形貌 、孔结构进行 了分析 。结论表 明 ：气凝胶 和炭气凝胶 均具有 良好 的三维
第４ ５卷 第 １ １期 ２ ０ １ ７年 ６月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４ ５ Ｎｏ ．１ １
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ７
细 菌 纤维 素基 炭 气 凝 胶 的 制 备及 吸油 性 能 水
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介孔碳材料特异性吸附低密度脂蛋白的研究二O一O年11月介孔碳材料特异性吸附低密度脂蛋白的研究【摘要】【关键字】一、背景碳是自然界储量丰富和存在形式变化最多的元素。
与其它无机非金属材料相比，碳元素的特点之一是存在着众多的同素异形体，其原子间除单键外，还能形成稳定的双键和叁键，从而形成许多结构和性质完全不同的物质，人们所熟知的就有金刚石、石墨和不同石墨化程度的各种过渡态炭，近年来又发现了以C60为代表的富勒烯和碳纳米管。
由于炭元素键合方式的多样化，炭材料的特性几乎可包括地球上所有物质的各种性质甚至相对立的性质，如从最硬到极软，全吸光到全透光，绝缘到半导体直至高导体，绝热到良导体，铁磁体到高临界温度的超导体等。
从特性来看，炭材料可以是兼有金属、陶瓷和高分子材料三者性能于一身的独特材料。
近年来对炭材料的认识又有飞跃性的发展，发现炭在纳米尺度的不同组装或排列方式对炭材料的性能有本质的影响。
由于纳米孔结构炭材料有良好的结构可设计性，表面积、孔结构及表面物理化学性质的可控制性，可根据不同应用对其结构的要求设计出相应的纳米孔结构炭材料，因此纳米孔结构炭材料的结构设计与可控制备及其在能源、催化和生物领域的应用成为该领域的一个重要研究方向。
（一）、多孔材料概述从20世纪60年代美国对高比表面积活性炭的研究开始，多孔材料第一次作为一门新兴的材料学跃上了材料研究的舞台，并发挥了重要的作用，成为材料研究领域不可缺少的一部分。
随着科学技术的迅速发展，多孔材料的发展也更加迅猛，不仅局限于某一方面，而且逐步面向工业生产和日常生活的每一个方面。
与一般材料不同，多孔材料不仅能和原子、离子和分子在材料的表面发生作用，而且这种作用还能贯穿于整个材料的体相内的微观空间。
由于这种独特的性能，多孔材料在多相催化、吸附分离、传感器、天然气和氢气储存、电化学电极材料等众多领域有广泛的应用前景，一直受到人们的关注，全世界有上千个实验室开展相关研究。
根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）的规定，孔径小于2 nm称为微孔材料（microporous materials），孔径介于2-50 nm为中孔或介孔材料（mesoporous materials），而孔径大于50 nm称为大孔材料（macroporous materials）。
其中常见的微孔材料有沸石、活性炭以及有机金属调和聚合物等，中孔材料包括气凝胶、层状粘土、MCM系列和SBA系列有序中孔氧化硅材料，大孔材料主要包括有多孔陶瓷等。
（二）、炭气凝胶1、炭气凝胶结构炭气凝胶(Carbon Aerogels)是经溶胶一凝胶、超临界干燥及炭化过程制备的一种新型轻质纳米多孔无定形炭素材料．其孔隙率高达80～98%，典型孔隙尺寸小于5Onm，网络胶体颗粒尺寸3～20nm，比表面积高达600～lO00m²/g，密度变化范围0.05～0.80g/cm³，是一种具有许多优异性能(导电性、光导性、绝热性等)和广阔应用前景的功能性材料。
气凝胶是最轻的凝聚态固体材料口，具有特殊的纳水结构，从而导致了其独特的性能和用途。
进入八十年代气凝胶的研究异常活跃，在制备和性能的基础和应用研究方面已取得引人注目的成绩。
其中最具影响力的进展之一是美国Lawrance Livermore国家实验室Pekala R.W。
在1987年首次制备出有机气凝胶．并炭化得到炭气凝胶。
虽然经过近十年的研究开发有机气凝胶和炭气凝胶，但与无机气凝胶相比，还处于研究起步阶段，有许多规律和应用需要进一步研究和开拓。
尤其是炭气凝胶与众多的高新技术相联系，我们认为其研究必将有利于高新技术的发展。
2、炭气凝胶的性质（1）气凝胶的微孔特性通过低温N2吸附法可测量气凝胶的比表面积和孔径分布，气凝胶是典型的中孔材料，最可几孔径通常小于50nm，比表面积约200～1100㎡/g，控制溶胶一凝胶过程的合成条件可以控制孔结构。
但N2吸附过程可能使一些闭孔无法检测，同时测试结果的计算涉及到模型的选择问题，不同的模型得到的结果往往相差较大，因而不能完全真实反映气凝胶的孔径分布和总孔容。
核磁共振(NMR)结合傅立叶红外光谱(FTIR)可以从分子水平了解凝胶网络结构中交联键的形成过程，为合成机理的论证提供依据。
高分辨透射电镜(HRTEM)和扫描电镜(SEM)则从直观图象给出气凝胶的内部交联网络结构,但是高压电子束与气凝胶纤细网络之间的相互作用容易引起气凝胶结构的烧结，导致气凝胶电镜图象变形。
小角散射(SAX)是目前表征气凝胶最可信、最有力的手段，且对样品没有损害。
散射结果可以反映网络和粒子的分形特征，孔、团簇和粒子的关联长度。
硅气凝胶具有典型的分形特征，而有机气凝胶的分形行为还不能确定。
硅气凝胶已成为研究分形结构动力学行为的最佳材料。
（2）气凝胶的热性能纳米多孔气凝胶具有极低的热导率。
气凝胶的热导率由气相热导率、固相热导率和辐射热导率组成。
降低气凝胶的周边气压是降低气相热导率的有效途径，当气压减少到10 Pa时，气相热导率可以忽略不计，固相和辐射热导率之和仅为0．01 w/(m·K)。
固相热导率与气凝胶的密度成标度关系，密度越低，固相热导率越低；辐射热导率则与气凝胶的红外吸收有关，通过在溶胶凝胶过程添加适量的红外吸收剂(如炭黑)可有效降低辐射热导率。
目前室温常压掺杂硅气凝胶的热导率仅0．014W/(m·K)，抽真空后热导率小于0．009 w/(m·K)，隔热性能最好的硅气凝胶热导率仅0．002 w/(m·K)，是热导率最低的固态材料。
（3）气凝胶的电化学性能有机气凝胶经过炭化以后得到炭气凝胶，这是唯一具有导电性的气凝胶。
炭气凝胶是一种强无序结构的纳米炭材料，与其他炭材料相比，常温下具有很高的电导率(10-25S/cm)，其常温电导率的大小由炭气凝胶的密度决定。
炭气凝胶的低温电输运机制是费米能级附近跳跃电导，不同温区输运机制各不相同，相应的激活能也不同。
循环伏安法测试结果显示炭气凝胶具有良好的电化学稳定性。
（三）、低密度脂蛋白LDL1、LDL的形成LDL在血液中起到运输脂类尤其是胆固醇的作用。
其形成机制比较复杂，它的产生从肝脏将极低密度脂蛋白(VLDL)捧入血液中开始。
VLDL主要由肝细胞台成，其内部主要包含在肝脏中合成的甘油三酯和少部分胆周醇酯。
表面有几种蛋白质：载脂蛋白B(apoB-100)、载脂蛋白E(apoE)和载脂蛋白C(apoC)等。
其中apoB-100和apoE都可与LDL受体结合，但在VLDL中与受体结合的仅是apoE。
当VLDL 颗粒到达脂肪组织或肌肉的毛细管时，其中的甘油三酯释放出来，并脱掉apoc，这样就生成r一种新的颗粒。
其尺寸比VLDL小．富含胆固醇，但仍然含有apoB-100和apoE，这种颗粒称为中间密度脂蛋白(IDL)。
对于人类而言．大约半数的IDL将很快从血液循环中除去，(一般在其形成的2--6h内即除去)与肝细胞结台，放出胆固醇用于制造新的VLDL和胆汁酸。
没有被肝脏吸收的IDL继续留在血液循环中，经过一段时间后apoE从IDL脱落，剩下的颗粒则转变为低密度脂蛋白(LDL)，此时apoB-100成为LDL中主要的蛋白质。
由于apoB-100与LDL受体的亲和力较低。
LDL的寿命比IDL要长，它们在与肝脏和其它组织中的LDL受体结合前，通常在体内可咀存在2 5天。
2、LDL的整体结构LDL含有一个单分子的载脂蛋白apoB一100，几乎不含其它蛋白质。
传统上，人类LDL定义为密度在1 019～1 0639／ml的脂蛋白。
LDL中含19～21％蛋白质，37—43％胆固酵酯，8-11％未酯化的胆固醇，4～11％甘油三酯，22％磷脂以及约1％糖类。
其数均分子量为2．7×106。
假定LDL为球形，且设定其密度为1 030g/ml，则其无水半径可通过计算得到，为R=10.1nm。
根据定义,Stokes半径为无水半径乘上移动摩擦系数，而LDL的移动摩擦系数为1 11。
因此人类LDL的平均Stokes半径11.2,LDL的平均尺寸和密度存在个体差异，这些差异主要由于遗传和饮食因素所引起。
关于LDL的结构，现在普遍被人们所接受的是乳状液颗粒模型(emulsion particle model)。
在这个模型中，LDL颗粒近似为球形，球内部呈中性。
主要为且日固醇酯(约1600个)，也有少量甘油三酯。
外层为亲水亲油的单分了层，包括磷脂、术酯化的胆固醇以及一个分子的载脂蛋白apoB-100。
这个亲承亲油的外层围绕着疏水的胆固醇酯和H油三酯，将其与血浆水溶液分隔开来，磷脂有序排列以使它们的亲水头部朝外，从而使得LDL可以溶解在血液中。
磷脂、胆固醇和apoB-100形成的表面单分子层的厚度可根据脂蛋白组成随脂蛋白尺寸的变化估算出，为2.15nm或2.02nm。
在该单分子层中，磷脂和未酯化胆固醇的摩尔比约为l：1，磷脂和胆固醇的体积占据了一个中等尺寸LDL的2 02nm厚外表层的约70％，单分子的apoB-100占据了剩下的约30％体积。
实际上，LDL内核与外层的界限并不是十分分明，有少量的内桉脂类溶解在表面单分子层(约3mol％)，而约l/9的未成酯的胆固醇则溶解在内核中。
家族性高胆固醇血症(Familialh ypercholesterolemia,FH)是低密度脂蛋白受体(Lowdensity lipoprotein receptor,LD L-R)基因突变引起的一种常染色体显性遗传性疾病。
纯合子患者症状严重发病率为1/100 000，血浆总胆固醇水平较正常高4倍，早年即出现严重的动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS )和黄色瘤。
杂合子患者的发病率为1/500，由于只含有一条突变的LDL-R基因，仅50%的受体异常，同时体内存在其他代偿机制，症状较轻，黄色瘤和心肌梗死一般在30岁以后出现，40-60岁进人高峰。
对于家族性高胆固醇血症由于是基因缺陷所致的高脂血症，无法通过调整饮食习惯(膳食治疗)和改善生活方式(生活方式治疗)和药物治疗获得改善。
低密度脂蛋白血液净化(LDL-apheresis)作为一种有效的治疗冠心病严重高胆固醇血症方法，近年来被广泛采用。
3、新型LDL血液吸附剂材料的要求新型血液净化材料的开发是低密度脂蛋白血液净化研究的核心。
研究重点主要集中在从配基和载体两方面人手的新型吸附剂的开发上。
作为一种生物医用高分子吸附材料，必须符合以下要求仁旧:对人体无毒，安全。
具有稳定的化学性质，与人体血液接触时，不发生任何化学和生理变化。
吸附剂具有较高机械强度、颗粒稳定、不易变性、破碎和脱落。
具有良好的血液相容性，即不引起血栓，不破坏血细胞，不致使血浆蛋白变形，不破坏酶系统，不扰乱电解质系统，不引起有毒的免疫反应和过敏反应，不损害邻近的组织不致癌，不产生毒性反应易消毒和灭菌，易贮存等。