ACS Nano：通过改进的冷冻−干燥法制备芳纶纳米纤维气凝胶

Nanoyu

2021-06-05

气凝胶是一种低密度、高孔隙率的材料，并高度依赖冷冻−干燥或超临界干燥等复杂的加工工艺。

近日，清华大学庹新林副教授，北京化工大学邱藤报道了以聚合诱导的芳纶纳米纤维（PANF）为基块，提出了一种改进的冷冻−干燥方法，用于高效制备全对位芳香酰胺气凝胶。

文章要点

1）在制备过程中，先将PANF水凝胶在−18 °C下冷冻，然后在20−150 °C下干燥，形成PANF气凝胶。在冻结过程中形成的PANF骨架对PANF气凝胶的形成至关重要。此外，冰晶的占位效应也有利于气凝胶中宏观孔结构的形成。该方法可以成功地制备出具有大尺寸和形状可控的气凝胶。

2）通过改变凝胶中PANF浓度和干燥温度，可以得到不同密度的气凝胶（20-185 mg/cm³），在150 ℃时密度最低，PANF浓度为0.7%。低密度PANF气凝胶具有较高的比压缩强度和较低的导热系数，可与冷冻−干燥或超临界干燥方法制备的气凝胶相媲美。同时，干燥过程中的收缩现象还可巧妙地用于制备PANF气凝胶涂层制品。此外，PANF气凝胶在实际应用中可作为隔热材料或减震材料。

参考文献

Chunjie Xie, et al, Macroscopic-Scale Preparation of Aramid Nanofiber Aerogel by Modified Freezing−Drying Method, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c01551

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c01551