气凝胶

本书围绕气凝胶的制备、性能与应用，全面反映了气凝胶领域的国内外研究现状和技术水平，并对未来气凝胶产业的发展方向进行了指南性解读和趋势预测。

“中国战略性新兴产业——前沿新材料”丛书是中国材料研究学会组织、由国内一流学者著述的一套材料类科技著作。丛书突出颠覆性、前瞻性、前沿性特点，涵盖了超材料、气凝胶、离子液体、多孔金属等10多种重点发展的前沿新材料。本书为《气凝胶》分册。气凝胶材料是一种具有纳米多孔结构的新型功能材料，具有超轻、高比面积、绝热、隔音、吸附、催化等特性，在航空航天、建筑节能、军事、保温隔热等领域有巨大的应用前景。本书围绕气凝胶的制备、性能与应用，全面反映了气凝胶领域的国内外研究现状和技术水平，并对未来气凝胶产业的发展方向进行了指南性解读和趋势预测。本书适合气凝胶技术与材料研发工作者和工程技术人员参考，也可供新材料科研院所、高等学校、新材料产业界、政府相关部门、新材料中介咨询机构等领域的人员参考。；

张光磊，工学博士、教授，石家庄铁道大学研究生学院副院长，河北省超材料与微器件工程研究中心主任，入选河北省“三三三人才工程”。

绪论10.1气凝胶定义与特性10.1.1气凝胶的定义10.1.2气凝胶的合成过程与原理10.1.3气凝胶的物质状态20.1.4气凝胶的特性30.2气凝胶的发展历程60.3气凝胶的地位和作用80.4气凝胶的分类8附录“气凝胶之父”Kistler的传奇人生9参考文献11第一篇无机气凝胶第1章SiO2气凝胶141.1SiO2气凝胶的制备141.1.1溶胶—凝胶过程151.1.2超声凝胶法171.1.3干燥过程181.2SiO2气凝胶的结构与性能251.2.1气凝胶的显微结构251.2.2SiO2气凝胶的绝热性能251.2.3SiO2气凝胶的力学性能271.2.4疏水SiO2气凝胶301.2.5柔性SiO2气凝胶321.3SiO2气凝胶的结构模拟与性能计算341.3.1气凝胶的等效热理论351.3.2气凝胶的分子动力学模拟35参考文献37第2章Al2O3气凝胶422.1Al2O3气凝胶的制备方法422.1.1溶胶—凝胶工艺422.1.2Al2O3气凝胶的干燥442.2Al2O3气凝胶的性质462.2.1高温热学性质462.2.2催化性质472.3掺杂改性的Al2O3气凝胶472.3.1二元Al2O3气凝胶472.3.2多元Al2O3气凝胶49参考文献49第3章TiO2气凝胶513.1TiO2气凝胶的制备513.1.1TiO2湿凝胶的合成513.1.2干燥方式的选择523.1.3模板法533.2TiO2气凝胶的结构543.3TiO2气凝胶的特性与应用553.3.1TiO2的光催化机理553.3.2TiO2气凝胶的光催化563.3.3掺杂与改性57参考文献57第4章碳气凝胶604.1碳气凝胶的制备604.1.1碳气凝胶的原料604.1.2有机气凝胶碳化614.1.3碳气凝胶活化614.1.4球形碳气凝胶的制备624.1.5模板法634.2碳气凝胶的结构634.2.1微观形貌634.2.2内部孔道结构644.2.3相组成644.3碳气凝胶的性能654.3.1热导率654.3.2比表面积654.3.3声阻抗654.3.4电学性质664.3.5吸附性664.4碳气凝胶的近期新进展674.4.1全碳超轻气凝胶674.4.2碳纳米管气凝胶684.4.3硬碳气凝胶684.4.4碳气凝胶的金属杂化69参考文献70第5章石墨烯气凝胶725.1石墨烯的概念725.2石墨烯气凝胶的结构与特性745.3石墨烯气凝胶的制备755.3.1石墨烯气凝胶的形成机理755.3.2模板法765.3.3支撑法815.3.4基面法825.3.5凝胶法835.3.6热液组装法865.3.7交联增韧法875.3.8其他方法895.4石墨烯气凝胶的发展趋势905.4.13D打印石墨烯气凝胶915.4.2石墨烯气凝胶复合材料925.4.3自然干燥技术制备石墨烯气凝胶92参考文献92第6章其他无机气凝胶976.1氧化物气凝胶976.1.1ZrO2气凝胶976.1.2MgO气凝胶1006.1.3CuO气凝胶1026.1.4ZnO气凝胶1036.1.5Fe2O3气凝胶1036.2硫族气凝胶1046.2.1硫解合成1046.2.2团簇合成1056.2.3纳米粒子组装1056.3氮化物气凝胶1056.4金属气凝胶1066.4.1Au气凝胶1066.4.2Ag气凝胶1066.4.3Pd气凝胶1076.4.4双金属气凝胶108参考文献108第二篇有机气凝胶第7章聚合物气凝胶1127.1间苯二酚甲醛气凝胶1127.1.1RF气凝胶的合成化学1127.1.2RF气凝胶的性能和应用1167.1.3RF气凝胶黏结剂1167.2三聚氰胺甲醛气凝胶1187.3聚氨酯气凝胶1197.3.1PU气凝胶的合成1197.3.2结构与性能1197.4聚脲气凝胶1207.4.1PUA气凝胶的合成1207.4.2结构与性能1217.5聚酰亚胺气凝胶1217.6聚苯并噁嗪气凝胶123参考文献124第8章纤维素气凝胶1288.1纤维素气凝胶的制备1288.2纤维素气凝胶的种类1328.2.1天然纤维素气凝胶1328.2.2纤维素衍生物气凝胶1358.2.3功能改性纤维素气凝胶1378.3纤维素气凝胶的性质1418.3.1吸附分离1418.3.2隔热性1428.3.3负载性能1428.3.4电学性能1438.3.5催化性能144参考文献145第三篇复合气凝胶第9章无机复合气凝胶1529.1Al2O3/SiO2复合气凝胶1529.2TiO2/SiO2复合气凝胶1549.3ZrO2/SiO2复合气凝胶1589.4Fe3O4/SiO2复合气凝胶1599.5ZrO2/Al2O3复合气凝胶1609.6金属掺杂气凝胶1619.6.1Cu/SiO2复合气凝胶1619.6.2金属Ag复合气凝胶163参考文献164第10章有机复合气凝胶16810.1聚合物增强SiO2气凝胶16810.1.1聚氨酯/聚脲改性16910.1.2环氧树脂改性17210.1.3其他改性方法17210.2壳聚糖复合气凝胶17310.2.1壳聚糖/纤维素复合气凝胶17310.2.2CTS/SiO2复合气凝胶17410.2.3其他类型壳聚糖复合气凝胶175参考文献176第11章纤维复合气凝胶17811.1纤维增强SiO2气凝胶17811.1.1陶瓷纤维增强SiO2气凝胶17811.1.2玻璃纤维增强SiO2气凝胶18111.1.3碳纤维增强SiO2气凝胶18411.1.4有机纤维增强SiO2气凝胶18511.1.5其他纤维增强SiO2气凝胶18611.2木材复合气凝胶18711.2.1木材是天然的气凝胶结构体18711.2.2木材仿生构筑气凝胶材料188参考文献188第四篇气凝胶应用及产业化第12章气凝胶的应用19212.1气凝胶在建筑节能领域的应用19212.1.1建筑节能与绝热19212.1.2气凝胶涂料19412.1.3气凝胶混凝土19812.1.4气凝胶保温管道19912.1.5气凝胶保温墙壁和屋顶20112.1.6气凝胶节能门窗20312.2气凝胶在环保和催化领域的应用20412.2.1气凝胶水处理20412.2.2气凝胶光催化21112.2.3气凝胶吸附21312.2.4催化剂和载体21312.3气凝胶在新能源领域的应用21412.3.1气凝胶太阳能集热器21412.3.2气凝胶电极21512.4气凝胶在航天航空领域的应用21612.4.1宇航服21612.4.2绝热隔热系统21712.4.3高速粒子捕获21812.5气凝胶在医药领域的应用21912.5.1气凝胶人工器官和组织21912.5.2气凝胶药物载体21912.6气凝胶在农业领域的应用22112.6.1温室保温22112.6.2水土保持和农药缓释22112.7气凝胶在军事领域的应用22112.8气凝胶在日常生活领域的应用222参考文献223第13章气凝胶的发展趋势与产业化22613.1气凝胶的发展趋势22613.2气凝胶产业化中的瓶颈与对策230附录气凝胶公司与产品232参考文献234