低密度高比表面積SiO2氣凝膠的常壓制備.pdf

1、SiO2氣凝膠是一種結構可控的輕質(zhì)納米多孔材料,具有超低密度、高比表面積、高孔隙率和低熱導率等特點,在保溫隔熱、聲阻抗耦合、廢氣廢水處理和催化劑及催化劑載體等領域有著廣泛的應用價值。傳統(tǒng)方法制備的SiO2氣凝膠含有大量吸水基團,在空氣中易吸水破裂,影響其使用性能;另外,采用超臨界干燥技術不僅提高了SiO2氣凝膠的制備成本,也不利于SiO2氣凝膠的規(guī)?；a(chǎn)。
　　本文以正硅酸乙酯為先驅體,通過酸堿兩步溶膠-凝膠法制備了SiO2氣凝

2、膠,利用六甲基二硅氮烷(HMDZ)對濕凝膠進行表面疏水改性以期改善吸水易碎,采用常壓干燥技術以降低氣凝膠的制備成本。同時,對SiO2氣凝膠的摻雜研究也進行了初步探討。在制備SiO2氣凝膠的過程中,設計了四因素三水平正交試驗研究了各因素對其不同性能的影響,并從對正交試驗的分析中得出了最優(yōu)配比,即:TEOS與水的摩爾比是1:4,TEOS與乙醇的摩爾比是1:6。在此最優(yōu)配比條件下,往SiO2濕凝膠中摻雜了納米Ag和納米Au,以增強SiO2氣凝

3、膠的強度;同時,將SiO2氣凝膠摻雜到了多孔材料中,以期在保持相同的隔熱情況下降低生產(chǎn)成本。
　　本文通過紅外光譜(FI-IR)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、BET吸附、X射線衍射分析(XRD)和差熱-熱重分析(DTA-TG)等手段對所制氣凝膠的表面基團、微觀形貌、結構和熱穩(wěn)定性進行了研究。分析結果表明:經(jīng)過表面改性的SiO2氣凝膠具有良好的疏水性,與水的接觸角約為139.4°,其比表面積為952 m2/g,平均孔徑約