酚醛氣凝膠的制備及疏水性能研究.pdf

1、氣凝膠是一種具有三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔材料，具有很多獨(dú)特的性質(zhì)，如低密度（0.003-0.5 g/cm3）、高孔隙率（70％-99.8%）、低介電常數(shù)（～1.1）、和高比表面積（100-1600 m2/g），因而在吸附、隔熱、隔音和催化劑載體材料上有廣泛應(yīng)用。氣凝膠大體上可以分為無(wú)機(jī)氣凝膠和有機(jī)氣凝膠兩類，無(wú)機(jī)氣凝膠由于機(jī)械性能差而且不穩(wěn)定，所以在應(yīng)用上受到很大限制。有機(jī)氣凝膠于上世紀(jì)八十年代被首次制備，相比較無(wú)機(jī)氣凝膠，有機(jī)氣凝膠有著

2、良好的機(jī)械性能，所以近年來(lái)學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注。間苯二酚-甲醛是一種兼具吸附與耐熱的高性能氣凝膠材料，只是其相關(guān)應(yīng)用研究尚待深入。
　　目前關(guān)于間苯二酚-甲醛凝膠的制備方案已十分成熟，但其干燥工藝多是以代價(jià)昂貴、工藝方法復(fù)雜的超臨界二氧化碳干燥為主，在實(shí)際生產(chǎn)中不能大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。另外，由于自身酚羥基的存在，酚醛氣凝膠會(huì)有大量吸潮等不足。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文從以下三個(gè)方面開展工作：
　　采用溶膠-凝膠工藝制備間苯二酚-甲

3、醛水凝膠，分別用常溫常壓干燥和冷凍干燥制備間苯二酚-甲醛氣凝膠。通過(guò)密度、收縮率、掃描和 BET測(cè)試比較不同干燥工藝條件下間苯二酚-甲醛氣凝膠的性質(zhì)，優(yōu)化出干燥工藝，制備出平均孔徑為8.9457nm、密度為0.1330g/cm3、比表面積為406.9936m2/g的氣凝膠產(chǎn)品。
　　分別以1,2環(huán)氧十二烷和環(huán)氧端基的聚二甲基硅氧烷為改性劑，對(duì)間苯二酚-甲醛氣凝膠疏水改性，在保持其孔徑、比表面積不變的前提下，使得其對(duì)水的接觸角度變大

4、。通過(guò)不同濃度改性劑對(duì)間苯二酚-甲醛氣凝膠的接觸角度的測(cè)量，從而優(yōu)化出最佳濃度，以所改姓濕凝膠質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，用其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的改性劑可以使其接觸角度可達(dá)到124°。分析其下游應(yīng)用和工業(yè)化生產(chǎn)，綜合生產(chǎn)成本的考慮，選擇環(huán)氧端基的聚二甲基硅氧烷作為疏水改性劑使其更有可操作性。
　　將所制備的疏水間苯二酚-甲醛氣凝膠作為吸附材料對(duì)亞甲基染料標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其具有良好的吸附性能。以間苯二酚-酚醛氣凝膠為基體，復(fù)合有機(jī)粘土制備出