西安交大科研人員在超輕可壓縮碳化矽陶瓷氣凝膠研究領域取得進展

自1931年氧化矽氣凝膠問世以來,陶瓷氣凝膠就以其低密度、高氣孔率、大的比表面積、優異的抗氧化性能和熱穩定性,在高溫隔熱、催化劑載體、過濾和輕質結構材料等領域展現出廣泛的應用前景。但是,傳統的陶瓷氣凝膠基本都是由氧化物納米顆粒構成,其實際應用往往受限於陶瓷材料的脆性和高溫下的體積收縮(氧化矽氣凝膠的尺寸穩定溫度在600oC以下)。而陶瓷材料的脆性是由於其強的結合引起的,若想改善其力學性能,必須從材料的微觀結構上下功夫。

西安交大科研人員在超輕可壓縮碳化矽陶瓷氣凝膠研究領域取得進展

針對上述問題,西安交通大學材料學院王紅潔教授課題組采用化學氣相沉積的方法,利用碳化矽陶瓷納米線的原位生長及自組裝,構築瞭一種超輕、可壓縮回復、耐高溫的陶瓷氣凝膠。其密度僅為5 mg/cm3,氣孔率高達99.8%,最大可回復壓縮應變量超過70%,具有優異的隔熱(0.026 W/mK)、耐火、抗氧化(空氣中可耐受2小時900oC的高溫)和耐高溫(惰性氣氛中可耐受2小時1500oC的高溫)性能。同時,該氣凝膠還表現出瞭良好的有機溶劑選擇性吸附能力,吸附量達到130-237g g-1,在污水處理和環境治理方面也有潛在應用價值。

該研究成果近日以“Ultralight, Recoverable, and High Temperature Resistant SiC Nanowire Aerogel”為題,在線發表於國際期刊ACS Nano(影響因子:13.942)。博士生蘇磊為論文第一作者,王紅潔教授為論文通訊作者,西安交大為唯一作者單位和通訊作者單位。

該工作得到瞭國傢自然科學基金的資助。

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