SiO-,2-氣凝膠制備技術(shù)新探索、結(jié)構(gòu)表征及熱學(xué)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(luò)骨架結(jié)構(gòu)使其在光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)以及催化、環(huán)保、冶金等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。而傳統(tǒng)的氣凝膠制備技術(shù)采用較貴的有機(jī)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(yīng)用進(jìn)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(dāng)前各國(guó)氣凝膠研究的一大熱點(diǎn)。在上海市啟明星跟蹤計(jì)劃的資助下，本文在氣凝膠的制備方面進(jìn)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(guò)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(shí)間長(zhǎng)(幾天縮短至幾分鐘)等問(wèn)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(jià)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(guò)表面修飾技術(shù)制備出疏水型SiO2氣凝膠，解決了氣凝膠遇水坍塌的問(wèn)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(duì)異丁醇在亞臨界壓力下對(duì)氣凝膠骨架的表面修飾作用機(jī)理進(jìn)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(shù)，在常壓下制備出了二氧化硅氣凝膠碎塊，對(duì)其表面修飾化學(xué)行為進(jìn)行了探討。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)與有機(jī)高聚物復(fù)合在常壓條件下成功制備