二氧化硅氣凝膠微粒的制備及性能研究.pdf

1、SiO2氣凝膠作為一種具有高孔隙率、高比表面積、低熱導(dǎo)率的納米輕質(zhì)多孔材料,在吸附、催化、隔熱等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。適當(dāng)粒徑的二氧化硅氣凝膠粉體保持了氣凝膠納米孔結(jié)構(gòu),并更容易分散、填裝、復(fù)合等。本文基于W/O乳液方法,將油相中分散的二氧化硅溶膠微液滴轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z微粒,進(jìn)而通過(guò)常壓干燥制備二氧化硅氣凝膠微粒。
　　首先以水玻璃為硅源,選用SPAN-80和TWEEN-80為表面活性劑,通過(guò)將分散在正庚烷中的溶膠凝膠化,常壓干燥制

2、備二氧化硅氣凝膠微粒,后經(jīng)三甲基氯硅烷表面改性改善其疏水性。研究了機(jī)械攪拌速率、表面活性劑配比、水油比等對(duì)于微粒形貌的影響,當(dāng)機(jī)械攪拌速率不超過(guò)600rpm,可形成SiO2氣凝膠完整微粒,較高轉(zhuǎn)速時(shí)破壞凝膠過(guò)程,最終形成無(wú)規(guī)則形貌的氣凝膠粒子;較高的表面活性劑配比和水油比會(huì)導(dǎo)致不能形成規(guī)則形貌的氣凝膠微粒,利用丙酮可以有效分離濕凝膠同時(shí)對(duì)其進(jìn)行洗滌去除殘留的表面活性劑;疏水改性后疏水角變?yōu)?26.9°。無(wú)老化和交換的直接干燥,反相乳液可

3、形成球狀微粒,但納米孔坍塌僅成為二氧化硅球狀粒子。當(dāng)機(jī)械攪拌速率為600 rpm,SPAN-80與TWEEN-80比例為1:4,水油比例為1:10,經(jīng)過(guò)丙酮分離后,制備出白色的粒徑約為20μm的近球狀二氧化硅氣凝膠微粒。
　　采用紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀和BET比表面積等對(duì)SiO2氣凝膠微粒樣品的基團(tuán)、微觀形貌、元素、比表面積和疏水性能進(jìn)行測(cè)試表征。結(jié)果表明:其振實(shí)密度為0.2983g/cm3,比表面積9