[高分子材料] 苏州纳米所等在碳气凝胶研究领域取得新进展
气凝胶在高分子复合材料制备中的应用分析
气凝胶在高分子复合材料制备中的应用分析气凝胶是一种具有高比表面积和低密度的多孔固体材料，其主要成分是二氧化硅或其他金属氧化物。
由于其独特的结构和性质，气凝胶已经在多个领域得到广泛应用，包括催化剂载体、隔热材料、吸附剂、传感器材料等。
在高分子复合材料制备中，气凝胶也具有很大的应用潜力。
气凝胶可以用作高分子复合材料的增强剂。
由于其高比表面积和多孔结构，气凝胶能够与高分子基体形成较好的界面相容性，并通过增加材料的界面接触面积和提高材料的机械强度来增强高分子复合材料的力学性能。
将气凝胶作为增强剂添加到聚合物基体中，可以显著提高复合材料的抗拉强度、模量和断裂韧性。
气凝胶还可以用作高分子复合材料的吸附剂。
由于气凝胶具有高比表面积和多孔结构，能够将气体、液体或溶液中的杂质吸附到自身表面上，从而净化原料和提高复合材料的纯度。
在制备碳纳米管复合材料时，可以通过使用气凝胶吸附剂来去除碳纳米管表面的残余催化剂和杂质，从而提高复合材料的质量和性能。
气凝胶还可以用作高分子复合材料的隔热材料。
由于其低密度和多孔结构，气凝胶具有很好的隔热性能，能够防止热量的传递和损失，从而提高材料的热稳定性和节能效果。
在建筑材料领域，可以将气凝胶作为高分子复合材料的填充剂或涂层材料，以减少建筑物的热传导和能量消耗。
气凝胶还可以用于制备高分子复合材料的传感器材料。
由于其高比表面积和特殊的化学活性，气凝胶能够与化学物质发生特定的吸附反应或表面反应，从而实现对目标分子或物质的检测和传感。
在环境监测和生物医学领域，可以将气凝胶与高分子基体结合，制备高灵敏度、高选择性的传感器材料，用于检测和监测环境污染物或生物分子。
气凝胶在高分子复合材料制备中具有广泛的应用潜力，可以用作增强剂、吸附剂、隔热材料和传感器材料，提高材料的力学性能、纯度、热稳定性和功能性能。
未来，随着气凝胶制备技术的进一步发展和优化，相信气凝胶在高分子复合材料领域将有更多的应用和突破。
碳气凝胶新材料
碳气凝胶新材料
碳气凝胶，作为一种新型材料，近年来备受瞩目。
它具有轻质、高强度、良好的热稳定性和化学稳定性等优点，被广泛应用于能源存储、吸附材料、催化剂载体等领域。
碳气凝胶的制备过程首先需要选择合适的前驱体，常用的有有机聚合物和无机盐。
然后，通过溶胶-凝胶法或熔融胶凝法将前驱体转化为凝胶。
最后，通过高温炭化或气化处理，除去凝胶中的有机成分，得到碳气凝胶。
碳气凝胶的微孔结构决定了它的吸附性能。
由于其高比表面积和丰富的孔隙结构，碳气凝胶能够吸附大量气体和液体分子。
这使得碳气凝胶在环境治理和能源存储方面具有潜在的应用价值。
例如，碳气凝胶可以作为催化剂载体，在化学反应中发挥重要作用。
它还可以用于吸附有毒气体和重金属离子，净化环境。
此外，碳气凝胶还可用于超级电容器和锂离子电池等能源存储领域，以提高能量密度和循环寿命。
除了上述应用，碳气凝胶还具有其他潜在的应用价值。
例如，在生物医药领域，碳气凝胶可以作为药物载体，用于控释药物，提高药物的效果。
在催化剂领域，碳气凝胶可以通过调控其孔结构和表面性质，提高催化剂的选择性和活性。
在能源领域，碳气凝胶可以用于太阳能电池和燃料电池，提高能源转化效率。
碳气凝胶作为一种新型材料，具有广泛的应用前景。
它的独特性能使其在环境治理、能源存储、催化剂等领域发挥重要作用。
随着科学技术的不断进步，碳气凝胶的制备工艺和应用方法也将不断完善，为人类带来更多的福祉。
国内外气凝胶发展现状
国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有优异物理性能和化学性能的多孔固体材料，由于其具有高比表面积、大孔径和大孔体积等特点，在吸附、分离、传质、催化等领域有着广泛的应用。
目前，国内外对气凝胶的研究和开发取得了显著进展，为不同领域的应用提供了新的可能性。
一、气凝胶的基本概念及制备方法气凝胶是一种由凝胶去除溶剂而得到的多孔固体材料，具有非常低的密度和高度的孔隙率。
常见的气凝胶有硅胶、碳胶、氧化锌胶等。
制备气凝胶的方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶剂交换法等。
其中，溶胶-凝胶法是目前应用最为广泛的一种方法，通过溶胶的凝胶化和干燥过程，可以较为简便地获得气凝胶材料。
二、气凝胶在吸附领域的应用气凝胶具有高度的孔隙率和比表面积，使其在吸附领域有着广泛的应用。
气凝胶材料可以作为吸附剂用于废水处理、空气净化等，也可以用作储氢材料、气体分离材料等。
此外，气凝胶还可以用于吸附有机物质和金属离子，具有很高的吸附性能和选择性。
三、气凝胶在隔热材料领域的应用由于气凝胶具有低密度和优异的隔热性能，使其成为一种理想的隔热材料。
气凝胶材料可以有效减少能量传输和热传导，广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域。
同时，气凝胶还具有优异的防火性能，可以提高材料的综合性能和安全性。
四、气凝胶在催化领域的应用气凝胶具有高度的活性表面积和孔隙结构，使其在催化领域有着重要的应用。
气凝胶材料可以作为载体用于催化剂的制备，提高反应的效率和选择性。
同时，气凝胶还可以用于催化反应的气体分离和传质过程，具有很好的催化效果和稳定性。
五、气凝胶在生物医学领域的应用气凝胶具有优异的生物相容性和生物可降解性，使其在生物医学领域具有广阔的应用前景。
气凝胶材料可以作为药物载体用于缓释药物、组织工程等领域，也可以用于医疗器械的制备和修复。
此外，气凝胶还可以用于细胞培养和组织工程的支架材料，为生物医学领域的研究和应用提供新的可能性。
六、气凝胶的未来发展方向未来，气凝胶作为一种具有多种优异性能的材料，其在吸附、隔热、催化、生物医学等领域的应用将会不断拓展和深化。
炭气凝胶的添加改善铅酸电池负极的性能
炭气凝胶的添加改善铅酸电池负极的性能丁亚红;杜鸿达【摘要】炭气凝胶是一种具有高比表面积和高导电性的多孔炭材料,本研究采用炭气凝胶作为负极添加剂来改善铅酸电池性能.实验添加的炭气凝胶的质量占铅粉质量的3％.在循环伏安测试中,加入炭气凝胶的铅酸电池负极的氧化和还原反应峰值电流增大.在恒电流放电测试中,根据理论值设定的放电倍率为1C时,加入炭气凝胶后的放电容量达到了190mAh·g-1,比不添加时提高了50％.1C充电时,加入炭气凝胶后的充电容量达到了230mAh·g-1,比不添加时提高了21％.在3C倍率下添加炭气凝胶的电池的放电和充电容量也都高于不添加的电池.结果证明炭气凝胶改善了铅酸电池负极充放电性能,提高了电池的库伦效率.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2018(032)009【总页数】5页(P5-8,15)【关键词】铅酸电池;炭气凝胶;电化学性能【作者】丁亚红;杜鸿达【作者单位】广东省热管理工程与材料重点实验室,清华大学深圳研究生院,广东深圳518055;广东省热管理工程与材料重点实验室,清华大学深圳研究生院,广东深圳518055【正文语种】中文【中图分类】TM911.1铅酸蓄电池具有安全性能好、成本低和资源再生回收率高等优势，是应用范围最广泛的二次电池[1]。
但铅酸电池同时也有比容量低，负极易发生不可逆硫酸盐化[2]导致的电池的循环性能不佳[3]的缺点。
随着科技发展，要求电池在高倍率部分荷电态下（HPRSoC）使用的场合越来越多，铅酸电池更容易表现以上缺陷。
为了适应新的要求，近年来改善铅酸电池性能的研究受到很大重视。
研究表明在铅酸电池中加入炭材料可以提高放电容量，增大充电接受能力，以及增加循环寿命[4]。
在HPRSoC条件下，炭表面的双电层[5]反应电位在析氢电位和还原Pb电位之间，对铅酸电池负极充放电反应起到缓冲作用，使得PbSO4与Pb的转化更加充分，炭材料的加入起到了减小电流冲击的作用。
气凝胶的15个吉尼斯记录
气凝胶的15个吉尼斯记录（原创版）目录1.气凝胶的概述2.气凝胶的吉尼斯记录种类3.气凝胶的特点4.气凝胶的应用领域5.气凝胶的未来发展前景正文气凝胶是一种新型的高科技材料，它具有低密度、高孔隙度、低热导率等优异性能，因此被广泛应用于各个领域。
气凝胶由于其独特的性质，已经创造了 15 个吉尼斯世界纪录，下面我们将详细介绍这些记录。
1.气凝胶的概述气凝胶是一种由纳米级颗粒组成的多孔材料，它具有良好的绝热性能、低热导率和低密度。
气凝胶的主要成分是硅、氧、碳等元素，它具有很高的孔隙度，可以达到 90% 以上。
2.气凝胶的吉尼斯记录种类气凝胶目前保持着 15 个吉尼斯世界纪录，包括以下记录：(1) 最轻的固体材料：气凝胶的密度非常低，最低可以达到 0.16mg/cm3，因此被认为是世界上最轻的固体材料。
(2) 最高的孔隙度：气凝胶的孔隙度可以达到 90% 以上，因此具有非常好的绝热性能。
(3) 最低的热导率：气凝胶的热导率非常低，可以低至 0.013 W/m·K，因此被广泛应用于绝热材料。
(4) 最长的使用寿命：气凝胶具有非常长的使用寿命，可以长达 20 年以上。
(5) 最高的吸附能力：气凝胶具有非常高的吸附能力，可以吸附大量的气体和液体。
3.气凝胶的特点气凝胶具有以下特点：(1) 低密度：气凝胶的密度非常低，可以低至 0.16 mg/cm3。
(2) 高孔隙度：气凝胶的孔隙度可以达到 90% 以上。
(3) 低热导率：气凝胶的热导率非常低，可以低至 0.013 W/m·K。
(4) 耐高温：气凝胶可以耐受高温，最高可以达到 1200℃。
(5) 耐腐蚀：气凝胶具有很好的耐腐蚀性能，可以抵抗各种化学物质的侵蚀。
4.气凝胶的应用领域气凝胶由于其优异的性能，被广泛应用于各个领域，包括：(1) 绝热材料：气凝胶具有非常好的绝热性能，因此被广泛应用于建筑、家电等领域。
(2) 吸附材料：气凝胶具有非常高的吸附能力，因此被广泛应用于吸附气体和液体。
炭气凝胶催化剂载体
炭气凝胶催化剂载体催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，广泛应用于化工、能源、环保等领域。
而催化剂载体则是催化剂的重要组成部分，它能够提供催化剂的高比表面积和良好的稳定性。
炭气凝胶作为一种特殊的催化剂载体，在催化剂领域具有独特的优势和应用前景。
炭气凝胶是一种由纳米级的炭素颗粒通过特殊的制备工艺制成的多孔材料。
它具有极高的比表面积和孔隙体积，能够提供丰富的活性位点，从而增强催化剂的活性。
同时，炭气凝胶还具有优异的化学稳定性和热稳定性，能够在高温和强酸碱条件下保持较好的催化性能。
因此，将炭气凝胶作为催化剂载体，可以有效地提高催化剂的利用效率和稳定性。
炭气凝胶催化剂载体的应用领域非常广泛。
首先，在催化剂的制备中，炭气凝胶可以作为载体来固定催化剂活性组分，提高催化剂的负载量和分散度，从而提高催化剂的活性和选择性。
例如，在有机合成领域，炭气凝胶可以作为催化剂载体来固定金属催化剂，实现高效的催化合成反应。
其次，在环境保护领域，炭气凝胶催化剂载体可以用于废水处理、废气净化等方面。
炭气凝胶具有良好的吸附性能和催化性能，能够有效地去除废水中的有机物和重金属离子，同时还能够将废气中的有害物质转化为无害物质。
此外，炭气凝胶催化剂载体还可以应用于能源领域，如燃料电池、储能材料等方面，提高能源转化效率和储能效果。
炭气凝胶催化剂载体的优势不仅在于其高比表面积和良好的稳定性，还在于其可调控的孔隙结构和化学成分。
通过调节炭气凝胶的制备工艺和配方，可以得到具有不同孔径和孔容的炭气凝胶催化剂载体，从而实现对催化剂活性位点的精确控制。
此外，炭气凝胶还可以通过表面修饰或掺杂其他元素，进一步提高催化剂的活性和选择性。
因此，炭气凝胶催化剂载体具有很大的潜力，可以用于设计和合成高效的催化剂。
炭气凝胶催化剂载体是一种具有广泛应用前景的新型催化剂载体。
它具有高比表面积、良好的稳定性和可调控的孔隙结构，能够提高催化剂的活性和稳定性。
炭气凝胶催化剂载体在有机合成、环境保护、能源转化等领域都具有重要的应用价值。
2019年江苏省苏州市中考物理试卷
2019年江苏省苏州市中考物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分每小题给出的选项中只有一个选项符合题意）1．（2分）（2019?苏州）中科院苏州纳米所的科研人员近期研制出一种“超级保温材料”。
实验测试显示，在﹣60℃环境中，其保温能力是棉纤维的2.8倍，这体现了该材料（）A．导热性差B．导电性好C．硬度大D．密度大2．（2分）（2019?苏州）下列数据中，符合实际情况的是（）A．一个中学生的质量约为500gB．苏州地区6月份的平均气温约为50℃C．一支全新2B铅笔的长度约为20mmD．成年人正常步行的速度约为1.4m/s3．（2分）（2019?苏州）关于声现象，下列说法正确的是（）A．声音能在真空中传播B．声音是由于物体振动产生的C．根据响度能分辨不同乐器的声音D．“禁鸣喇叭“是在人耳处控制噪声4．（2分）（2019?苏州）下列现象属于熔化的是（）A．清晨枝叶上形成露珠B．太阳升起后浓雾渐散C．气温升高使冰雪消融D．冬天铁丝网出现白霜5．（2分）（2019?苏州）下列现象由于光的直线传播而形成的是（）A．雨后天空出现彩虹B．物体在阳光下有影子C．玻璃幕墙造成光污染D．斜插入水中的筷子“弯折”6．（2分）（2019?苏州）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（）A．地球绕太阳运行，太阳是宇宙的中心B．分子由原子组成，原子由质子和中子组成C．水和酒精均匀混合后总体积变小，因为分子间存在空隙D．两个表面光滑的铅块紧压后会粘在一起，因为分子间存在排斥力7．（2分）（2019?苏州）下列实例中，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦的是（）A．汽车轮胎表面有槽纹B．轴承内部装有滚珠C．在齿轮间加入润滑油D．皮带传动需将皮带张紧8．（2分）（2019?苏州）关于电动自行车，下列说法不正确的是（）A．废旧电瓶会污染环境，不可随意处置B．电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患C．车上装有电动机，其工作原理是电磁感应D．要使车加速前进，可增大通过电动机的电流9．（2分）（2019?苏州）将一凸透镜正对太阳，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑。
苏州市科学技术局关于2022年度苏州市碳达峰碳中和科技支撑重点专项拟立项项目公示
苏州市科学技术局关于2022年度苏州市碳达峰碳中和科技支撑重点专项拟立项项目公示
文章属性
•【制定机关】苏州市科学技术局
•【公布日期】2022.06.06
•【字号】
•【施行日期】2022.06.06
•【效力等级】地方规范性文件
•【时效性】失效
•【主题分类】科技计划
正文
苏州市科学技术局关于2022年度苏州市碳达峰碳中和科技支
撑重点专项拟立项项目公示
根据《关于组织申报2022年苏州市科技发展计划（碳达峰碳中和科技支撑重点专项）项目的通知》（苏州市科学技术局苏科社〔2021〕9号）要求,经自主申报、主管部门初审、专家评审，现将2022年度苏州市碳达峰碳中和科技支撑重点专项拟立项项目予以公示。
公示期为2022年6月6日至6月10日，为期5个工作日。
任何单位和个人如有异议，可在公示期内以书面形式提出，并列举异议理由和相关证明材料。
以个人名义提出异议的，需写明自己的真实姓名、单位、联系地址和电话等；以单位名义提出异议的，需要加盖单位公章。
原则上匿名异议不予受理。
联系地址：苏州市人民路979号苏州市科学技术局，215002
联系电话：
业务部门：市科技局农社处，65241083
监督部门：市科技局机关纪委，65233149
附件：2022年度苏州市碳达峰碳中和科技支撑重点专项拟立项项目名单
苏州市科学技术局
2022年6月6日附件
2022年度苏州市碳达峰碳中和科技支撑重点专项拟立项项目名单。
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2017-08-02
气凝胶曾被誉为改变世界的新材料，在航空航天、国防等高技术领域及建筑、工业管道保温等民用领域都有极其广泛的应用前景。
从结构上看，气凝胶是由零维的量子点、一维的纳米线或者二维的纳米片等低维纳米结构经三维组装而成的超轻多孔纳米材料。
低维纳米结构的各种变量，如几何形状、尺寸、密度、表面形貌、化学属性等参数，都会对最终获得的气凝胶性能产生重要影响。
迄今为止，已有多种低维纳米结构组装成功能各异的气凝胶，但这些纳米结构单元的尺寸均在100纳米以下，甚至仅仅为几个纳米。
对于结构单元的尺寸大于100纳米（即亚微米级）的气凝胶的制备挑战巨大，这主要是由两方面原因造成的：一是气凝胶结构单元的尺寸越大，其比表面积越小（两者成反比关系）。
对于亚微米级的结构单元，无论其为无机物（密度较高）还是有机物（密度较低），获得的气凝胶的比表面积都非常小，因而失去了气凝胶比表面积大这一优异特征；二是无论
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纳米级结构单元之间的连接是物理作用或者化学键合，随着结构单元尺寸的变大，连接处的原子占总原子数的比例会急剧降低，因而组装后的气凝胶材料会随着结构单元尺寸变大而急剧变脆。
针对这些挑战，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张学同带领的气凝胶团队与英国伦敦大学学院教授宋文辉及中国科学技术大学教授闫立峰等合作，以平均直径达到220纳米的导电高分子（聚苯胺聚吡咯共聚物）空心球为前驱体，以氧化石墨烯为交联剂，先后通过溶胶-凝胶工艺、超临界流体萃取工艺、高温热处理工艺等关键步骤（图1），成功获得了一种新型的全碳气凝胶，即石墨烯交联的碳空心球气凝胶（图2）。
交联剂石墨烯的存在，把球与球之间的点对点接触巧妙转化为点对面接触，因而提高了最终气凝胶的力学性能；空心球结构的使用，以及在亚微米级空心球壳层上造出的大量微孔，保证了获得的最终气凝胶具有大的比表面积；而前驱体导电高分子的选择，使得最终的全碳气凝胶实现了氮元素的掺杂。
▲ 图1 石墨烯交联的碳空心球气凝胶制备工艺路线示
意图
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研究获得的石墨烯交联的碳空心球气凝胶具有低密度（(51-67mg/cm3)、高导电性（263-695S/m）、高比表面积（569-609m2/g）、高杨氏模量（）等诸多优点，有望在能源（捕获、存储、转换）、传感、催化、吸附、分离、功能复合材料等领域得到广泛应用。
例如，将石墨烯交联的碳空心球气凝胶作为电极材料应用在U-型热电化学池上，电池的输出功率高达W·m-2W·Kg-1)，其相对卡诺循环的能量转化效率高达%，这些数值远高于目前同类型器件的数值。
▲ 图2 石墨烯交联的碳空心球气凝胶：（a）花瓣上的气凝胶；(b)气凝胶的扫描电子显微镜照片；(c)气凝胶的透射电子显微镜照片；（d）气凝胶的氮气吸脱附曲
线。
该工作为大尺寸粒子组装成气凝胶提供了很好的设计思路，解决了由亚微米结构单元制备功能性气凝胶的技术难题。
相关结果发表在Nano Energy (2017, 39, 470 - 477)上。
中科院苏州纳米所硕士生董大鹏和郭海涛为该论文的共同第一作者。
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AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF 该工作得到
了国家自然科学基金（51572285,21373024）、科技部（2016YFA0203301）和中科院苏州纳米所的经费支持。
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来源：苏州纳米所
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