SiO-,2-氣凝膠制備技術新探索、結(jié)構(gòu)表征及熱學特性研究.pdf

1、二氧化硅氣凝膠是一種新型納米多孔材料，其納米多孔網(wǎng)絡骨架結(jié)構(gòu)使其在光學、電學、聲學以及催化、環(huán)保、冶金等諸多領域具有廣闊的應用前景。而傳統(tǒng)的氣凝膠制備技術采用較貴的有機硅源以及超臨界干燥使其成本居高不下，從而阻礙了氣凝膠的工業(yè)化應用進程。如何有效降低氣凝膠制備成本，并最終在常壓下制備氣凝膠是當前各國氣凝膠研究的一大熱點。在上海市啟明星跟蹤計劃的資助下，本文在氣凝膠的制備方面進行了一系列探索性研究：首次系統(tǒng)研究了以正硅酸乙酯

2、(TEOS)為硅源，以HF為催化劑制備二氧化硅凝膠的溶膠-凝膠過程。采用HF為催化劑有效解決了膠凝溫度高(由80℃降至室溫)、膠凝時間長(幾天縮短至幾分鐘)等問題，快速制備出了SiO2氣凝膠并解決了制備摻雜二氧化硅氣凝膠的不均勻(分層)現(xiàn)象，制備出了摻雜均勻的二氧化鈦摻雜氣凝膠套筒。首次采用較廉價的E-40作為硅源，一步法制備出了密度為5 kg·m-3的超低密度二氧化硅氣凝膠。該法不僅使二氧化硅氣凝膠的密度可調(diào)范圍大(5-5

3、00kg·m-3)，且降低了材料成本。此外，通過表面修飾技術制備出疏水型SiO2氣凝膠，解決了氣凝膠遇水坍塌的問題。以異丁醇為干燥介質(zhì)，在2.3Mpa的亞臨界壓力下干燥制備出了二氧化硅氣凝膠，對異丁醇在亞臨界壓力下對氣凝膠骨架的表面修飾作用機理進行了研究。采用表面修飾、降低凝膠孔洞中液體的表面張力等技術，在常壓下制備出了二氧化硅氣凝膠碎塊，對其表面修飾化學行為進行了探討。在此基礎上，通過與有機高聚物復合在常壓條件下成功制備