原油气凝胶
❶ 气凝胶主要应用在什么领域
气凝胶最早由美国科学工作者S.Kistler在1931年制得的一种低密度、高孔隙率的纳米多孔材料,早在1993年美国宇航局NASA就将气凝胶应用到航空航天领域。是目前公认热导率最低的固态材料,也是目前最轻的固体;其优异的理化性能打破了十余项吉尼斯世界纪录,被誉为改变21世纪的十大材料之一。由于它的特殊性能被应用到了很多领域。
而这一“世纪性难题”终于在2018年得到了解决。据资料显示,国内最早开发出来的纺织专用气凝胶复合材料是由疏博纳米研发出来的,解决了气凝胶材料固有的易碎、掉粉等缺陷,最先开发出了颠覆传统的纺织专用气凝胶复合保暖材料,在保留了气凝胶最轻、最隔热的特点同时将气凝胶真正地做到了柔性可穿戴,并将其应用在服饰中,真正做到了让科技造“服”于人。
❷ 谁知道气凝胶的硬度(给个范围)现在制取成本还有其成分
关于硬度:气凝胶貌似“弱不禁风”,其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低,绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。由于具备这些特性,气凝胶便成为航天探测中不可替代的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行热绝缘。
关于造价:不是很贵的
成分:有二氧化硅等
定义:英文aerogel,又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂,使凝胶中液体含量比固体含量少得多,或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,外表呈固体状,这即为干凝胶,也称为气凝胶。如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲等。气凝胶也具凝胶的性质,即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。
这个是专门做气凝胶的:http://www.nanuo.cn/index.html
❸ 石墨烯气凝胶怎么制成纽扣锂电池,怎么涂布
石墨烯气凝胶
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石墨烯气凝胶是一种高强度氧化气凝胶,具有高弹性、强吸附的特点,应用前景广阔。
中文名
石墨烯气凝胶
制备方法
90-200℃温度下处理1-24小时
碳海绵
用来处理海上原油泄漏事件
特 点
高弹性、强吸附,应用前景广阔
目录
1 石墨烯气凝胶在我国问世
2 浙江大学实验室诞生世界最轻材料全碳气凝胶
3 世界最轻材料:石墨烯气凝胶
4 一种高强度氧化石墨烯气凝胶的制备方法
石墨烯气凝胶石墨烯气凝胶在我国问世
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2013年3月19日讯;浙大高分子系高超教授的课题组制造出一种超轻物质,取名碳海绵;。它是目前世界上已知的最轻固体材料。这一成果被权威科学杂志《自然》在研究要闻;栏目中重点配图评论(2013年2月28日的第494期404页)。相关论文于2013年2月18日在线发表在材料科学界权威的学术杂志《先进材料》(Advanced Materials)上。
高超教授说,碳海绵;是一种气凝胶――世界上最轻的一类物质,它的内部有很多孔隙,充满空气。
2011年,美国科学家合作制造了一种镍构成的气凝胶,密度为0.9毫克/立方厘米,是当时最轻的固体材料。把这种材料放在蒲公英花朵上,蒲公英茸毛几乎没变形。
高超课题组这些年一直从事石墨烯宏观材料的研发。他们用石墨烯制造出了气凝胶――碳海绵;。碳海绵;每立方厘米重0.16毫克,比氦气还要轻,约是同体积大小氢气重量的两倍。从目前公开的报道看,碳海绵;是世界上最轻的固体。
在浙大实验室,有不少大小不等的碳海绵;,大的像网球,小的像酒瓶塞,灰不溜秋,摸上去很有弹性。
高教授说,碳海绵;可任意调节形状,弹性也很好,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是已被报道的吸油力最强的材料。现有吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而碳海绵;能吸收250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。
碳海绵;这一特性可用来处理海上原油泄漏事件――把碳海绵;撒在海面上,就能把漏油迅速吸进来,因为有弹性,吸进的油又挤出来回收,碳海绵也可以重新使用。
另外,碳海绵;还可能成为理想的储能保温材料、催化剂载体及高效复合材料,有广阔前景。[1-2]
石墨烯气凝胶浙江大学实验室诞生世界最轻材料全碳气凝胶
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浙江大学实验室诞生全碳气凝胶,密度仅为空气的六分之一
这么大体积可以轻松放在麦穗上面。
浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶——它刷新了目前世界上最轻材料的纪录,弹性和吸油能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为每立方厘米0.16毫克,仅是空气密度的1/6。日前,这一进展被《自然》杂志在“研究要闻”栏目中重点配图评论。
据介绍,气凝胶是入选吉尼斯世界纪录的最轻的一类物质,因其内部有很多孔隙,充斥着空气,故而得名。1931年,美国科学家用二氧化硅制得了最早的气凝胶,外号 “凝固的烟”。2011年,美国HRL实验室、加州大学欧文分校和加州理工学院合作制备了一种镍构成的气凝胶,密度为0.9毫克/立方厘米,创下了当时最轻材料的纪录。把这种材料放在蒲公英花朵上,柔软的绒毛几乎没有变形——这张照片入选了《自然》杂志年度十大图片,也给高超留下了深刻印象:能不能制备出一种材料,挑战这个极限?
我国的石墨储备非常丰富,占全世界的2/3。科学家一直在探索石墨高效利用的方法。“把石墨变成石墨烯(一种由碳原子构成的单层片状结构),其价值可以上升数千倍。”高超的课题组经过五六年的探索,制备出了一维的石墨烯纤维和二维的石墨烯薄膜。这次,他们打算把石墨烯做成三维多孔材料来冲击这一纪录。
制作简便——形状、尺寸可任意调节,大规模制造成可能在实验室,记者看到了一个个大小不等的“碳海绵”:它们大的如网球,小的如酒瓶塞。在电子显微镜下,碳纳米管和石墨烯共同支撑起无数个孔隙。
“就像体育场馆等大型空间结构,用钢筋做支架,用高强度的薄膜等做墙壁,材料整体既轻且强。”课题组博士生孙海燕说,“在这里,碳纳米管就是支架,石墨烯就是墙壁。”
在已报道的成果中,高超课题组制备的“碳海绵”仍是最轻纪录保持者——可达到0.16毫克/立方厘米,低于氦气的密度。相关论文2月18日在线发表在《先进材料》上。但课题组对申报吉尼斯世界纪录兴趣不大,“‘轻’并不是它最大的新意所在”。高超解释:它的价值在于其简便的制备方法,以及材料所展现出来的优越性能。
科学家介绍说,气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂,让其保留完整的骨架。在以往制备气凝胶的案例中,科学家主要采用溶胶—凝胶法和模板导向法。前者可以批量合成,但是可控性差;后者能产生有序的结构,但依赖于模板的精细结构和尺寸,难以大量制备。高超课题组另辟蹊径,探索出无模板冷冻干燥法:将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干,便获得了“碳海绵”,并且可以任意调节形状,令生产过程更加便捷,也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能。
“不需要模板,只与容器有关。容器多大,就可以制备多大,可以做到上千立方厘米,甚至更大。”高超说。
性能优越——高弹性、强吸附,应用前景广阔《自然》杂志点评的标题是:《固体碳:弹性而轻盈》,认为这一新生事物的性能令人惊喜。
据介绍,“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂具有超快、超高的吸附力,是迄今已报道的吸油力最高的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有机物的速度极快:每克这样的“碳海绵”每秒可以吸收68.8克有机物。这让人想到用它来处理海上的漏油,“可以把它们撒在海面上,就能把漏油迅速地吸收进来,因为有弹性,吸的油能够被压出来回收利用,‘碳海绵’也可以重新使用。”科研人员表示。
目前,实验室正在对这一材料的吸附性能进行进一步的应用性研究。科研人员说,“碳海绵”还可能成为理想的相变储能保温材料、催化载体、吸音材料以及高效复合材料。不过,这一新生材料就如呱呱坠地的婴儿,科学家还很难准确预计其应用领域与前景,还得依靠社会以及产业界的想象力,让这个新材料走出实验室,实现应用价值。[3-4]
石墨烯气凝胶世界最轻材料:石墨烯气凝胶
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从最巨大的建筑到最小的零件,从最坚硬到最柔软的材料,人类一直致力于超越各种“之最”。现在,“最轻的材料”这一纪录又被科学家超越了。
之前2011年的记录是每立方厘米0.9毫克,后来在同一年被0.18毫克每立方厘米的数据刷新……现在这一纪录被浙江大学的Gao Chao教授(查了一下国内相关新闻,教授名字叫高超,吐槽名字你就输了)所制备的碳气凝胶打破,其密度仅为0.16毫克每立方厘米。
不同于一般制备气凝胶的溶胶凝胶法,他们用冷冻干燥法将纳米碳纤维和石墨烯的混合溶液干燥,得到这种由碳构成的海绵状材料。
这种材料具有极高的弹性,被压缩后可以弹回原状,同时还具备极高极快的吸附能力,每一克气凝胶可以以68.8克每秒的速度吸收储存至多高达900克的油。显然,这玩意是用来吸附回收海洋中石油污染的最佳神器。
当然,科学家们还在努力研究这玩意的其他用途,比如电能储存、隔热、用作催化剂的载体之类的[5]
石墨烯气凝胶一种高强度氧化石墨烯气凝胶的制备方法
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一种高强度氧化石墨烯气凝胶的制备方法,其特征在于包括以下过程:1)将氧化石墨烯粉末与去离子水配成浓度为0.1-10mg/ml水溶液,超声震荡0.1-5小时,得到分散良好的氧化石墨烯水溶液;2)将配置好的氧化石墨烯水溶液取10-500ml加入水热釜中,90-200℃温度下处理1-24小时,制备出氧化石墨烯水凝胶;3)将制备出的氧化石墨烯水凝胶放入氨水中,0-150℃,浸泡1-36小时,冷冻干燥,得到高强度的氧化石墨烯气凝胶。本发明的优点在于,制备方法简单,在氧化石墨烯气凝胶的制备基础上,经过简单的氨水处理即可提高其机械强度,能耗低无污染,配合其微观多孔结构,在吸附和催化方面具有很大的应用前景。[6]
❹ 毒剂以分散在空气中可形成毒剂气凝胶为什么状态
毒剂以分散在空气中形成的毒g气凝胶的状态应该就是属于固体状态了固体物状物。
❺ 什么是气凝胶
❻ 气凝胶是做什么用的
气凝胶的主要应用领域有航空航天、电力储能、石油化工、建筑、交通运输等。
气凝胶不同于我们传统思维中的“胶”,它是一种固体超多孔材料,内部体积99%由气体构成,是目前已知密度最小的固体材料(密度为3Kg/m³),所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”,曾获得吉尼斯纪录“世界上最轻的固体”称号。
气凝胶可以承受相当于自身质量几千倍的压力,在温度达到1200℃时才会熔化,此外它的导热性和折射率也很低,绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。基于这些特性,气凝胶成了航天探测中不可替代的材料,俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来进行绝缘。
气凝胶的热导率极低,与传统保温隔热材料相比,在同等隔热效果下,气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5,可以为服役场所节省更多空间。
来源:《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线
❼ 一块100cm3的全碳气凝胶最多能写多少立方厘米的原油。
气凝胶的密度0.16kg/m3=0.16×10-3g/cm3,则100cm3气凝胶的质量m=ρV=0.16×10-3g/cm3×100cm3=0.016g。
❽ 气凝胶是很好的保温材料,但是为什么它不可以做成衣服
气凝胶属于多孔材料,自身不具备力学性能,要在服装上应用,就需要使用粘合剂把气凝胶粉体粘在一起成为有力学性能的片状物。可是粘合剂的粒径比气凝胶的孔径小很多,气凝胶粉体加入到液体中时,粘合剂高分子材料就把气凝胶的孔洞填满,气凝胶就丧失多孔材料储存空气隔热的能力了。
但是可以做成纺织品、服装保暖或者海军潜水服、宇航服等。
(8)原油气凝胶扩展阅读:
其他用途:
1、防弹不怕被炸
防弹是新型气凝胶的第二个重要用途。美国宇航局的这家公司正在对用气凝胶建造的住所和军车进行测试。根据试验室的试验情况来看,如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶,那么,就算炸药直接炸中,对金属片也分毫无伤。
2、可处理生态灾难
环保是新型气凝胶的第三个重要作用。科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”,因为其表面有成百上千万的小孔,所以是非常理想的吸附水中污染物的材料。
美国科学家新发明的气凝胶居然能吸出水中的铅和水银。据这位科学家称,这种气凝胶是处理生态灾难的绝好材料,比如说1996年“海上快车”油轮沉没后,72000吨原油外泄,如果当时用上这种材料的话,那么就不会导致整个海岸受到严重的污染。
3、网球拍击球能力更强
新型气凝胶也将步入我们每个人的未来日常生活。比如说美国的Dunlop体育器材公司已经成功研发了含有气凝胶的网球拍。