疏水二氧化硅气凝胶的热解模型研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

疏水二氧化硅气凝胶作为一种具有优异性能的新型纳米材料，在隔热、催化、吸附等领域展现出巨大的应用潜力。

然而，其热解行为的研究尚不完善，特别是在高温环境下，疏水基团的分解和结构演变机制尚不明确，这限制了其在高温领域的应用。

本课题旨在通过建立准确可靠的热解模型，深入研究疏水二氧化硅气凝胶的热解过程，揭示其热解机理，为高温应用提供理论指导，并为材料的设计和制备提供依据。

2. 本选题国内外研究状况综述

疏水二氧化硅气凝胶作为一种重要的纳米多孔材料，近年来受到广泛关注，其制备、改性及应用研究取得了显著进展。

1. 国内研究现状

国内学者在疏水二氧化硅气凝胶的制备方面取得了一系列成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将以疏水二氧化硅气凝胶为研究对象，采用实验研究与理论分析相结合的方法，系统研究其热解行为，构建热解动力学模型，并分析疏水基团对热解过程的影响。

1. 主要内容

1.制备不同疏水基团和含量的疏水二氧化硅气凝胶，并对其进行表征，分析其结构和性能；2.利用热重分析（tga）、差示扫描量热分析（dsc）等技术，研究疏水二氧化硅气凝胶的热解过程，获得热解动力学参数；3.结合热解气体分析，探究疏水二氧化硅气凝胶的热解机理；4.分析不同疏水基团类型和含量对热解行为的影响，建立疏水二氧化硅气凝胶的热解动力学模型，并对模型进行验证。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法。

首先，通过溶胶-凝胶法制备不同疏水基团和含量的疏水二氧化硅气凝胶，并利用扫描电子显微镜(sem)、透射电子显微镜(tem)、傅里叶变换红外光谱(ftir)等手段对材料的微观结构、比表面积、孔径分布、疏水性能等进行表征。

然后，利用热重分析仪(tga)、差示扫描量热仪(dsc)对疏水二氧化硅气凝胶进行热分析实验，获得不同升温速率下的热解曲线，并结合kissinger法、flynn-wall-ozawa法等计算热解动力学参数，例如活化能和指前因子等。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.系统研究了不同疏水基团类型和含量对疏水二氧化硅气凝胶热解行为的影响，揭示了疏水基团与热解过程之间的关系；2.建立了考虑疏水基团影响的疏水二氧化硅气凝胶热解动力学模型，提高了模型的预测精度，为材料的热设计和应用提供了更可靠的理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘洋,祁亚军,王延伟,等.二氧化硅气凝胶复合材料的热性能研究进展[j].功能材料,2022,53(11):11057-11065,11073.

[2] 张震,鲁雪梅,徐洁,等.二氧化硅气凝胶的制备及改性研究进展[j].材料导报,2021,35(20):21861-21870.

[3] 邵华强.气凝胶材料的热性能研究[d].南京:南京理工大学,2020.