硅甲基对纳米多孔疏水性二氧化硅气凝胶热危害形成的影响机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51904336
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0408.安全科学与工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Nanoporous hydrophobic SiO2 aerogels (HSAs) have thermal hazard risk due to the existence of organic characteristic functional groups, silylmethyl. Taking characteristic functional groups (i.e. silylmethyl) as the breakthrough point, this proposal will study the formation mechanisms and characteristics of the thermal hazard of different silylmethyl nanoporous HSAs through test analyses and small/medium-scale combustion experiments combined with theoretical analyses and computational simulations. In the response law of thermal action, the microstructure evolution and thermal properties changes of different silylmethyl HSAs will be analyzed and the corresponding relationship between them will be constructed. The pyrolysis characteristics of different silylmethyl HSAs will be systematically studied via a series of test technologies. The reaction mechanisms during the pyrolysis will be predicted by pyrolysis kinetics, which will be further validated by the simulated pyrolysis processes based on genetic algorithms. Combined the pyrolysis characteristics and pyrolysis kinetics, the effects of various silylmethyl groups on the pyrolysis mechanisms of HSAs will be revealed eventually. Furthermore, the combustion characteristics and flame spread behavior of various silylmethyl HSAs will be explored. Combined with the above investigations, the temperature depended microstructure parameters will be introduced to establish the coupled multi-parameter combustion models for the different silylmethyl HSAs. The research results will deepen the understanding of thermal hazards of nanoporous HSAs and simultaneously provide the theoretical guidance for the prevention of their thermal hazards.
纳米多孔疏水性SiO2气凝胶因其有机特征官能团——硅甲基的存在而具有热危害风险。本项目以特征官能团硅甲基为切入点,通过测试分析、小/中尺度燃烧试验并结合理论分析与计算模拟,对不同硅甲基疏水性SiO2气凝胶的热危害形成机理与特性开展研究。在热作用的响应规律上,着重分析不同硅甲基SiO2气凝胶的微观结构演变和热物性变化,并构建两者之间的对应关系;借助多种测试手段研究不同硅甲基SiO2气凝胶的热解特性,利用热解动力学预测其反应机理(正向),并基于遗传算法进行模拟验证(逆向);结合热解特性和热解动力学,阐明不同硅甲基对疏水性SiO2气凝胶热解机理的影响;研究不同硅甲基SiO2气凝胶的燃烧特性和火蔓延行为,结合以上研究并引入随温度变化的微观结构参数,构建不同硅甲基SiO2气凝胶耦合多参数的燃烧特征模型。研究成果将加深对纳米多孔疏水性SiO2气凝胶热危害的认识,同时可为其热危害防控提供理论指导。

结项摘要

纳米多孔疏水性SiO2气凝胶的潜在热危害严重制约了其在保温隔热领域的应用拓展。本项目以疏水SiO2气凝胶的表面基团——硅甲基为突破口,制备和表征了多种硅甲基改性的疏水性SiO2气凝胶,探究了热作用下其微观-宏观性质的演变规律。分析了硅甲基疏水性SiO2气凝胶的典型热解过程和热解产物,并基于无机理函数积分法(Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)法和Flynn-Wall-Ozawa (FWO)法)和Coats-Redfern模型计算了表观活化能,确定了反应机理函数,揭示了硅甲基疏水性SiO2气凝胶的热解机理。采用锥形量热仪详细研究了不同硅甲基疏水SiO2气凝胶的燃烧过程和燃烧特性,对比分析了不同硅甲基疏水SiO2气凝胶的热危害风险,结合热解机理阐明了硅甲基疏水SiO2气凝胶的燃烧机理。本项目系统地探究了硅甲基对纳米多孔疏水性SiO2气凝胶热危害形成的影响机理,研究成果将加深对疏水性SiO2气凝胶热危害的认识,同时可为其热危害防控以及隔热应用拓展提供理论指导。.在本项目资助下,项目负责人以第一作者或通讯作者发表论文16篇,其中SCI论文14篇,EI论文2篇;申请发明专利9项,其中授权发明专利3项;出版学术专著《二氧化硅气凝胶材料制备及其热安全特性研究》;获第十二届中国消防协会科学技术创新奖一等奖;培养硕士研究生12人,其中毕业5人,在读7人。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Improving the flame retardance of hydrophobic silica aerogels through a facile post-doping of magnesium hydroxide
通过氢氧化镁的轻松后掺杂提高疏水二氧化硅气凝胶的阻燃性
  • DOI:
    10.1016/j.apt.2021.03.041
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Advanced Powder Technology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhang Yan;Wu Liling;Deng Xi;Deng Yunmeng;Wu Xiaoxu;Shi Long;Li Ming;Liu Qiong;Cheng Xudong;Li Zhi
  • 通讯作者:
    Li Zhi
Silica aerogels with tailored chemical functionality
具有定制化学功能的二氧化硅气凝胶
  • DOI:
    10.1016/j.matdes.2020.108833
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    MATERIALS & DESIGN
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Li, Zhi;Zhao, Shanyu;Malfait, Wim J.
  • 通讯作者:
    Malfait, Wim J.
In-Situ Synthesis of Layered Double Hydroxide/Silica Aerogel Composite and Its Thermal Safety Characteristics.
层状双氢氧化物/二氧化硅气凝胶复合材料的原位合成及其热安全特性
  • DOI:
    10.3390/gels8090581
  • 发表时间:
    2022-09-13
  • 期刊:
    GELS
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Sun, Mengtian;Wang, Yang;Wang, Xiaowu;Liu, Qiong;Li, Ming;Shulga, Yury M.;Li, Zhi
  • 通讯作者:
    Li, Zhi
Aramid Pulp Reinforced Clay Aerogel Composites: Mechanical, Thermal and Combustion Behavior.
芳纶浆粕增强粘土气凝胶复合材料:机械、热和燃烧行为
  • DOI:
    10.3390/gels8100654
  • 发表时间:
    2022-10-14
  • 期刊:
    Gels (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
  • 通讯作者:
氩气热处理制备高热稳定性疏水SiO_2气凝胶
  • DOI:
    10.14062/j.issn.0454-5648.20210624
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    硅酸盐学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李治;邓云猛;王洋;杜冰;李明;刘琼;程旭东
  • 通讯作者:
    程旭东

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

高原宽谷河段河床粒径与辫状形态特征研究
  • DOI:
    10.11660/slfdxb.20211201
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    水力发电学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩凯;孙健;李治;林斌良;杨英;黄哲
  • 通讯作者:
    黄哲
焊接连接预制混凝土梁-板子结构抗连续倒 塌性能研究
  • DOI:
    10.14006/j.jzjgxb.2018.0233
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李治;翁运昊;邓小芳;钱凯
  • 通讯作者:
    钱凯
钢筋混凝土梁-板子结构抗连续性倒塌性能研究
  • DOI:
    10.6052/j.issn.1000-4750.2018.05.0297
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱凯;李治;翁运昊;邓小芳
  • 通讯作者:
    邓小芳
激光噪声对声频段横向小位移测量精度的影响
  • DOI:
    10.3788/jqo20212701.0201
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    量子光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王洪伸;张超霞;李治;刘奎;杨荣国;郜江瑞
  • 通讯作者:
    郜江瑞
Mn掺杂和还原氧化石墨烯复合对NiAl-LDHs超级电容性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    有色金属工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王晓亮;闫慧妍;张佳齐;程焱;李治;杨绍斌;刘忆
  • 通讯作者:
    刘忆

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

李治的其他基金

原位耦合功能化疏水SiO2气凝胶的隔热性能和热安全协同调控机理
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
原位耦合功能化疏水SiO2气凝胶的隔热性能和热安全协同调控机理
  • 批准号:
    52274248
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码