第２８卷第５期２００７年９月
工程热物理学报
ＪｏＵＲＮＡＬ
ＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＴＨＥＲＭｏＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖ０１．２８．Ｎｏ．５Ｓｅｐ．，２００７
隔热材料的纳米成型与性能分析
殷吉超１，２彭晓峰１朴英２
（１＿清华大学相变与界面传递现象实验室，
北京
１０００８４；
２清华大学航天航空学院，北京１０００８４）
捕要
经不同工艺和过程制备二氧化硅气凝腔，初步摸索出制各温度．溶剂，催化剂，反应时间最佳参数．在分析气凝 胶干燥开裂的原因后。以三甲基氯硅烷（ＴＭｃｓ）为表面修饰剂．正己烷为干燥介质的表面改性工艺，一定程度控制了气 凝胶的干燥收缩和开裂．在室温、常压下的通过不同的改性方案制备出四种不同气凝胶样品，揭示了改性条件．干燥温度 对于气凝胶孔隙分布．微观结构的影响．
关键词溶胶一凝胶法；气凝肢；表面改性；孔隙分布中图分类号。ＴＫｌ２４ 文献标识码ｔ
Ａ
文章编号：０２５３＿２３ｌｘ（２００７）０５＿０８３２＿０３
ＰＲＥＰＡＲＡｒｒＩＯＮＡＮＤ
ＰＥＲＦｏＲＭＡＮＣＥ
ＳＴＵＤＹｏＦＮＡＮｏ．ＰＯＲＯＵＳ
ＳＵＰＥＲ．ＩＮＳＵＬＡＴｏＲ
ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
ＹＩＮＪｉ＿ｃｈａ０１，２
ＰＥＮＧｘｉａｏ＿Ｆｅｎ９１ＰＩＡＯ
Ｙｈ妒
（１．ＬＢｂｏ阳如工ｙｏｆＰｈ聃ｅ
ｅｈ肋ｇｅ加ｄｔ锄ｃｊ“ｆ喝咖印８－１崩啦啦ｕｎｊ删饥口ｅ哂ｎｇ
１０００８４，ｃ№ｊｎ舛
次氧化锌
２
ｓ曲ｏｄ
０ｆＡ盯ｏｓｐ啪ＴｓｊＩｌｇｂｕａｕｎＩ佗瑁ｊ啦丑刨ｊＪｌｇ
ｌｏ呻８４，ｃｈｊｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｉｎｎｕｅｎｃｅｓｍｃａａ盯ｏｇｅｌｐｒｅｐａｒａｔｉｏｌｌｓｗｅｒｅｉｎｖｅ８ｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍＩｌＩｎ
ｖａｌｕｅ８ｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒｐｒｅｐａｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔⅡｅ，ｓｏｌｖｅｎｔ，ｃａｔａｌｙｓｔ
ａｒｌｄｐｒｏｃｅｓＢｄｌｌｒａｔｉｏｎ，Ｓｉｌｉｃａ凇ｒｏｇｅｌ
ｃｒａｚｉｎｇｗ越ａｎａｌｙｚｅｄ甜ｌｄ８０ｍｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ
ｗｅｒｅ删ｅ
ｕｓｉｎｇＴＭＣＳｓ１１ｒｆａｃｅｍｏｄｉ丘ｃａｔｉｏｎｔｅｃｈＩｌｉｑｕｅ
ｔｏｇｅｔｈ脚ｗｉｔｈｔｈｅｄｒｙｉＩｌｇｍｅｄｉａｏｆ
ｎｏ眦ａ１－ｈｅｘａｎｅ
ｔｏ
ｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｃｒａｚｉ“ｇ．Ａｔｔｈｅｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｌｌｒｅａｎｄ
ａｔｍｏｓＰｈｅｒｅｐｒｅｓ８ｕｒｅ，ａｅｒｏｇｅｌｗａ８ｐｒ印盯ｅｄ
ｅｍｐｌｏｙｉＩｌｇｆｏＩｌｒｄｉ雎ｒｅｎｔ
８ｃｈｅｍｅ８．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎ
ｍｏｄｍｃａｔｉｏｎｎｌｅｔｈｏｄｓ，ｄＩｙ．ｍｇ
ｔ咖ｐｅｒａｔｌｌｒｅａｎｄｐｏｒｅ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏＩｌｓ，ｎａｎｏ＿ｓｔｍｃｔｕ瑚ｗｅｒｅ
ｄｉ８ｃｌｌｓｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｅｌ—ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ；ａｅｒｏｇｅｌ；ｓｌｌｒｆａｃｅｍｏｄｍｃａｔｉｏｎ；ｐｏｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
１前言
能源资源日趋紧张的今天，传统绝热材料难以适合新形势的要求．发展和应用性能优异的隔热或绝热材料是目前最有效．最经济的节能措施之一．１９９２年Ｈｕｎｔ等【１】提出超级绝热材料的概念，即导热系数低于“无对流空气”导热系数的绝热材料．纳米孔超级绝热材料应同时具备以下特征；材料内孔
隙在１００ＩｌＩＩｌ以下；８０％以上孔隙小于５０“；很
低的体积密度；常温和使用温度下都应该有比‘‘无对流空气”更低的导热系数。
迄今研究最多的是以ｓｉ０２凝胶为主体的超级绝热材料利用气凝胶优良的特性和其他材料进行复合，研制开发轻质复合型绝热材料．制备通常包括气凝胶制各和纳米孔绝热材料复合成型两个阶段． 气凝胶制各无通过溶胶一凝胶和超临界干燥技术，但成本较高且有一定危险性，样品不同程度的脆性
大，强度低、孔隙分布差等缺陷。近年出现气凝胶常压改性干燥制备方法【３】．仍有很多问题尚待探索。本文试图探索气凝胶制备的制备工艺，研究表面改性干燥制备干气凝胶工艺，以期得到此种制备工艺中一些因素对成胶的影响规律，为工业生产提供指导。
２实验原理及过程
２．１实验原理
气凝胶实验室制备由溶胶－凝胶、表面改性和干燥过程等组成．溶胶．凝胶过程包括硅醇盐水解和正硅酸缩聚脱水或者脱醇形成凝胶．本文采用三
收稿日期：２００６＿１２＿２８ｉ修订日期：２００７一０７．１５
作者简介：殷吉超（１９８２＿），男，湖北武汉人．硕士研究生，主要从事两相传掬、ａＦＤ方向研究．
万方数据
５期殷吉超等：隔热材料的纳米成型与性能分析
甲基氯硅烷（ＴＭｃｓ）作为改性剂、正己烷作为干燥
介质进行表面改性，去除表面亲水性，以防脆裂．
制备流程如图ｌ，其中包括的化学过程有；
（１）醇盐水解
ｓｉ（ｏｃ２Ｈ５）４＋４Ｈ２０ｆ＊ｉ』颦铷ｓｉ（ｏＨ）４＋４ｃ２Ｈ５０Ｈ
（２）脱水缩聚
ｎｓｉ（ｏＨ）４｛目！』』刊ｎｓｉ０２＋２ｎＨ２０
（３）脱醇缩聚
ｎｓｉ（ｏＨ）４＋ｎｓｉ（ｏｃ２Ｈ５）４ｆ目ｉ盟剿２ｎｓｉ０２＋４ｎｃ２Ｈ５０Ｈ
（４）表面改性
。：ｓｉ十。Ｈ＋Ｈｃ－一；ｔ—ｃＨ，ｃＴＭｃｓ，
ＣＨ，
ＣＨ，
盟屿。：轼｛。一÷一棚·
醇盐水解Ｉ广＋Ｉ
老化盘攫
加ＨｃＬ搅拌加热ｌＩ溶剂交换
恒温水浴得溶胶二二二Ｅ二加氨水得湿凝腔＝二］二浇注成型
表面改性＝＝［恒温干燥＝二亡
块状气凝胶
圈１实验室制各气凝胶的流程
２．２实验仪器和药品
实验用到７８－１磁力加热搅拌器、单列２孔ＨＨ一２数显恒温水浴锅、ＤＧＦ２５０１２ｃ电热鼓
风干燥、压汞仪、扫描电子显微镜、烧杯，玻棒、温度计等实验室常用仪器；药品有正硅酸乙酯，无水乙醇、蒸馏水、正己烷、三甲基氯硅烷、盐酸、环己烷等．
10 18 100 101
２．３实验方案
用不同凝胶和改性干燥方案制备气凝胶，进行包括密度、孔隙率、比表面积等的测试，分析材料微观结构，探索最优制备方案。改性干燥条件见表１。起始反应物均为２０ｍ１ＴＥＯｓ：１０ｍｌＨ２０：４０ⅡＩｌＥｔＯＨ。
表１表面改性干燥的四种对照实验方案
３实验结果和讨论
３．１酸碱催化剂的影响
一般反应（１）一（３）都相当慢，需加入酸碱催化剂调节溶液ｐＨ加快凝胶。实验证实，Ｈ＋加入能促进ＴＥＯｓ水解，即酸性环境有利于水解反应（１），碱性环境可以大大加快缩聚反应（２）、（３）．ｐＨ＝ｌ一２时凝胶十分困难，因缩聚反应十分缓慢，抑制了水解进行。因此，第一步应控制弱酸性环境，随后加入氨水形成碱性环境，缩聚反应大大加强，凝胶迅速形成。加入氨水不宜太多，防止缩聚过快使溶液瞬间凝胶，甚至发生ｓｉ０２沉淀。实验证明水解阶段ｐＨ＝３．０—３．
５，缩聚阶段ｐＨ＝８．８—９０为宜．
３．２表观物。｜生
双面粘合衬实验表明未经改性的凝胶脆性比较大，易呈碎块状，经过改性后的凝胶坚韧，能形成较大块状，裂痕明显减少。未经改性处理而在空气中室温干燥的气凝胶具亲水性，经改性剂浓度比为６，室温改性和自然风干气凝胶已具备强烈憎水性，但气凝胶漂浮在水上，暴露在空气中过一段时间后会碎裂；经过改性剂浓度比为６，６０。ｃ下改性处理，室温自然风干的气凝胶具备憎水性，气凝胶漂浮在水上，暴露在空气中过一段时间后不会很大程度碎裂．３．３微观孔隙分布
四种样品ａ—ｄ的压汞分析如图２所示。图２（ａ）中虚线矩形区域Ｉ为材料表面裂缝，不应计入典型孔隙分布，它们比正常纳米分布高几个数量级。实验中开始低压阶段“裂缝”压汞量上升一段后，随压力增加出现压汞量基本不变的平台区，孔隙在这一孔径区域内分布为零，如图２（ａ）中区域ＩＩ；最终压力上升到汞可以进入纳米级孔隙时，压汞量才会继续增加进入区域ＩＩＩ，此为典型孔隙分布所在．压汞仪得到的密度、平均孔径都只是平均值，对研究典型孔隙分布意义不大．
接线排
样品ｂ在１００ｎｍ前后各有一峰，尺寸为５０ｎｍ和２００ｎ４；样品ｃ只有一明显的峰，即５０ｎｍ；样品ａ和ｄ除５０ｍ左右有一峰外，在更小孔隙尺寸有较大的分布，如图２（ａ）和２（ｄ）中虚线圈区域。样品ｄ相对样品ａ表面裂缝较多的一种解释是，样品ｄ是高温下干燥的，但样品ｄ相
对样品ｃ裂缝明显
万方数据
工程热物理学报２８卷
改善，可见优良的干燥环境可得到较好表面性质的凝胶产品．
芒ｏ
８
逞。。
删
螽ｏ
４
皑
蠢ｏ：蓍００
芒２
５
吉２０＼
！”
鬻ｌｏ蠢＂
寓｝
靛００
芒ｏ
８
曼¨捌
矗ｏ．。
｝｜｛｝
螽ｏ２
譬。．。
孔径／ｍ
１００
１００００
１００
孔径／ｎｍ
母２实验得到四种样品的孔径分布
３．４电镜显微结构
实验用ＫＹＫＹ－２８００型和ｓ＿４５００型，三种放大倍数下分别观测四种样品显微结构。图３是ｓ．４５００型×１０００００的图像，图标尺为５００ｎｍ。样品ｂ颗粒和孔洞都比较大，排列十分整齐。样品ｃ颗粒大，较小放大倍数可以看到表面有很多沟壑存在，很不整齐。样品ａ和样品ｄ四具有较好的孔隙和排列结构，二者孔隙和颗粒直径均大约在几十个纳米，具较好的气凝胶特征，宏
观上，样品ａ多半呈小碎块甚至碎末，样品ｄ外形上能够呈现块状形态，是由于疏水处理消除干燥过程中表面张力的结果。样品
ｄ方案较为理想，图上估计最大孔径在５０一７０Ⅱｍ．
裹２气凝胶孔隙观测结果
图３气凝胶在Ｓ－４５００一１０００００倍下的ｓＥＭ照片
４结论
通过设计不同的气凝胶改性制备方案，探索气凝胶制备和表面改性干燥工艺，认识到一些影响制各和干燥工艺的因素和规律；
（１）溶胶－凝胶法制备气凝胶应该采用两步催化法；首先调节ｐＨ＝３．ｏ一３．５催化水解反应，再调节
ｐＨ＝８．５—８．８加速缩聚反应，这样最有利于凝胶．（２）对凝胶表面改性可以很大程度避免表面张力引起干燥时坍塌碎裂，但不宜在室温下进行．
（３）高温下改性的气凝胶有更小的孔径，但表面会产生一定裂缝。优良的干燥条件（高温恒压）可以消除这种影响。
（４）５５０ｃ下改性处理，６００ｃ下恒温干燥得到的气凝胶孔隙直径小、分布整齐，具有良好韧性和块状，较接近理想纳米绝热材料．
参考
文
献
【１］ＨｕⅡｔ
ＡＪ
Ａｅｒｏｇｅ－．Ａｎａｎ８ｐ唧ｎｔ
Ｐ０ｒ０璐ｓｕｐｅｒＩｎｇｕ－
１ａｔｏｒ．ＡｓｃＥＭａｔｅｎａｋＥｎｇｉｎ髓ｄ“ｇｃｏⅡｇｒｅ船，１９９２．（２）：
３９８＿—４０３
开放式基金预测（２ｊ
ＨｕｍＡＪ
Ａｅｒｏ驴１．ＡＨｉｇｈＰｅｆｆｏｒｍ醐ｃｅＩｎ８ｕｌａｔｉｏｇＭａ－
ｔｅｒｉ“ａｔ０．１ｂ缸．ＡＳＴＭＳｐｅｃｉ“Ｔｅｃｈｎｉｃ“ＰｕｂｌｉｃａｔｉｏⅡ
Ｎｏ．１ｌｌＢ，１９９ｌ，（１０～１２）：４５５６—４５６３
【３】王寅生．纳米孔超级绝热材料基础研究一颐士论文】．北
京：北京科技大学，２００３
【４】沈军，王珏，吴翔．硅气凝胶和它的分形结构．物理，１９９４，
２３ｆ８１：４８３—４８７
【５】倪文，李建平．陈德平，等．矿物材料导论．科学出版社，
１９９８．１１６一１１８
¨
咐％¨眦
∞
铲～』）
万
方数据
隔热材料的纳米成型与性能分析
作者：殷吉超， 彭晓峰， 朴英， YIN Ji-Chao， PENG Xiao-Feng， PIAO Ying
作者单位：殷吉超,YIN Ji-Chao(清华大学相变与界面传递现象实验室，北京,100084；清华大学航天航空学院，北京,100084)， 彭晓峰,PENG Xiao-Feng(清华大学相变与界面传递现象实验室，北京
,100084)， 朴英,PIAO Ying(清华大学航天航空学院，北京,100084)
刊名：
工程热物理学报
英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING THERMOPHYSICS
年，卷(期)：2007，28(5)
引用次数：2次
1.Hunt A J Aerogel A Transparent Porous Super Insulator 1992(2)
2.Hunt A J Aerogel A High Performance Insulating Material at 0.1 bar 1991(10-12)
3.王寅生纳米孔超级绝热材料基础研究[学位论文] 2003
4.沈军硅气凝胶和它的分形结构[期刊论文]-物理 1994(8)
5.倪文.李建平.陈德平矿物材料导论 1998
1.期刊论文赵越卿.赵海雷.梁英华.贾千一.郭红霞.沈毅.ZHAO Yueqing.ZHAO Hailei.LIANG Yinghua.JIA Qianyi
.GUO Hongxia.SHEN Yi CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶催化剂载体的溶胶-凝胶法制备及成胶机理-硅酸盐学
报2008,36(5)
采用正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)和Cu,Co,Mn的醋酸盐溶液，通过溶胶-凝胶法、常压干燥制备了过渡金属氧化物含量高达75%(质量分数)的CuO(CoO,MnO)/siO2纳米复合气凝胶，对其成胶机理进行了分析.结果表明：制得的CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶具有SiO2气凝胶的纳米孔隙三维网络结构和高比表面积；当过渡金属醋酸盐与TEOS的比例不同时,Cu,Co和Mn能够与氧在网络结构中形成不同程度的-O-M-O一桥键连接；通过气凝胶的多孔网络分隔作用，可使更多过渡金属氧化物CuO,CoO和Mno的超细粒子均匀分散于CuO(CoO,MaO)/SiO2复合气凝胶或SiO2气凝胶骨架中.这种结构既有利于提高催化剂负载量，又能充分利用CuO,CoO和MaO的助催化作用，因此CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶可作为催化剂载体用于催化合成碳酸二苯酯及其它催化领域.
2.期刊论文贾千一.赵越卿.沈毅.赵海雷.梁英华.荣建丰.Jia Qianyi.Zhao Yueqing.Shen Yi.Zhao Hailei. Liang Yinghua.Rong Jianfeng CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶的溶胶-凝胶法制备、成胶机理及表征-中国陶
瓷2008,44(9)
采用正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate.TEOS)和Cu、Co、Mn的醋酸盐溶液.通过溶胶-凝胶法、常压干燥制备了过渡金属氧化物含量高达
75wt%的CuO(coO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶.采用透射电镜(TEM)，傅里叶变换红外分析(FTIR)、电子散射能谱分析(EDS)和化学分析等对其微观结构、组成及成胶机理进行了探讨.结果表明:CuO(coO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶的颗粒约在5～10nm，并具有SiO2气凝胶的纳米孔隙三维网络结构和高比表面积
；根据过渡金属醋酸盐与TEOS比例的不同,Cu、Co和Mn能够与氧在网络结构中形成不同程度的-0-M-o-桥键连接；通过气凝胶的多孔网络分隔作用，可使更多金属氧化物CuO、CoO和Mno的纳米粒子均匀分散于CuO(coO,MnO)/SiO2复合气凝胶或SiO，气凝胶骨架中.这种结构既有利于提高催化剂负载量，又可充分利用CuO,CoO和MnO的助催化作用.
3.学位论文王英滨常压干燥溶胶-凝胶法制备SiO<,2>气凝胶及其性能的实验研究2002
该文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，乙醇和水为溶剂，经过溶胶-凝胶过程，采用常压干燥工艺，制备了轻质纳米多孔材料SiO<,2>气凝胶.研究了溶胶-凝胶化过程中，溶剂(水和乙醇)用量、溶液酸度对凝胶化的影响及其反应机理.研究了SiO<,2>气凝胶的表面化学，并通过红外光谱及差热分析，探讨了表面改性剂三甲基氯硅烷(TMCS)表面化学改性机理,TMCS是把湿凝胶表面上的极性羟基(-OH)转变成憎水的三甲基硅氧基(-O(CH<,3>)<,3>)，有效地防止了干燥过程中气凝胶骨架的收缩或坍塌，同时，最后得到的SiO<,2>气凝胶产品是憎水性的.
4.期刊论文吴萍.何达汉.黄国锋.杨克儿用溶胶-凝胶法快速制备内含金属铁离子的SiO2气凝胶-汕头大学学报
（自然科学版）2001,16(2)
用正硅酸乙脂(TEOS)、硝酸铁溶液为原料，以丙酮或酒精作为溶剂、或盐酸为催化剂，采用溶胶-凝胶法制备内含金属铁离子的SiO2气凝胶，并与其它制备SiO2气凝胶的方法做了实验比较，发现这种方法具有反应温度低、速度快、凝固时间短的优点.用红外光谱和X射线衍射以及SEM分析了凝胶的结构和成分.
5.期刊论文李轩科.刘朗.沈士德.刘静.LI Xuan-ke.LIU Lang.SHEN Shi-de.LIU Jing溶胶-凝胶法制备二元炭质-
TiO2气凝胶前驱体-新型炭材料2000,15(2)
以炭质水性中间相和四氯化钛为原料，分别制取了炭质溶胶-凝胶和钛溶胶-凝胶，然后将二者充分搅拌混合后，再进行超临界干燥制得了二元炭质/二氧化钛气凝胶粉末前驱体.利用FT-IR,XRD和TEM技术对二元炭质/氧化钛粉末进行了表征.研究结果表明，二元炭质/氧化钛粉末具有小于10 nm的颗粒尺寸，炭和氧化钛混合均匀且具有较高的比表面和疏松的表观结构.
6.学位论文冯颖Al<,2>O<,3>气凝胶的制备及其表征2004
悬挂链该文以无机铝盐为前驱体，添加DCCA(干燥控制化学添加剂)和环氧丙烷(凝胶网络诱导剂)，通过溶胶-凝胶法和非超临界干燥技术，制备得到乳白、半透明、轻质、块状氧化铝气凝胶，密度约为0.<'-3>，孔径约为十几纳米，孔体积为0.4-0.9cm<'3>.g<'-1>，比表面为186-233m<'2>.g<'-1>.该文还初步探讨了凝胶网络诱导剂的作用机理，计算了该方法制备铝气凝胶的成本，充分说明该方法降低了制备成本，简化了制备工艺.论文研究了分散介质
乙醇、DCCA、凝胶网络诱导剂对气凝胶密度、孔径、比表面、孔体积和孔径分布性质的影响，得到最佳配比为环氧丙烷：乙醇:DCCA:Al=5.4:32:0.65:1，气凝胶的密度为<'-3>，平均孔径为15.44nm，孔体积为0.765cm<'3>.g<'-1>，比表面为200m<'2>.g<'-1>.以硝酸铝与氯化铝制备的铝气凝胶，凝胶时间有所缩短，当硝酸铝与氯化铝1:1时，得到的气凝胶透明性和成块性都比较好；而在研究
焙烧温度对气凝胶的性质影响时发现，在400℃-500℃时焙烧处理能有效去除有机杂质且不影响气凝胶结构，此时气凝胶的比表面达到最大值，继续升温，其比表面反而下降，预示着气凝胶的结构受到一定破坏.论文还通过对红外光谱，电镜照片和吸附脱附等温线的分析来表征铝气凝胶的典型样品.该论文在制备得到铝气凝胶的基础上进行了硅铝复合气凝胶的研究，分析了凝胶网络诱导剂、硅和铝的比例对复合气凝胶密度、孔径、比表面、孔体积孔径分布性质的影响，并且用差热-热重和吸附脱附等温线等手段表征其典型样品.研究发现，硅铝复合气凝胶的孔径比纯铝气凝胶低，一般为10nm，比表面大，最大可达到400-500m<'2>.g<'-1>，硅和铝的摩尔比在2:1时复合气凝胶的性质最优，其比表面可达505m<'2>.g<'-1>.该文还进行了了有序孔气凝胶的的探索，通过添加CTAB(表面活性剂液晶模板)，获得多种物质的气凝胶，并且研究了CTAB在不同前驱体和源物质的前提下对气凝胶性质的影响，发现CTAB的含量的增加能提高铝气凝胶的有序程度，且起到一定的DCCA作用，降低密度，增大比表面和孔体积，且平均孔径有所减小，孔分布变窄.
7.学位论文李伟溶胶—凝胶法制备二氧化硅气凝胶纳米材料的研究2002
二氧化硅气凝胶是一种新型的纳米、多孔、低密度非晶态材料，具有连续的三维网络结构，典型的网络直径均为纳米级(1~100nm)，源于其独特的纳米结构，二氧化硅气凝胶具有很多有趣的性质.但是二氧化硅气凝胶表面存在着许多羟基使得它在水中或潮湿的空气中易于吸水而导致材料的开裂，这就限制了该材料的实际应用.目前，疏水型二氧化硅的研究主要是在超临界条件下进行疏水处理来制备块状
二氧化硅气凝胶.我们在常温、常压下采用疏水改性的办法来制备低吸水性的疏水型二氧化硅气凝胶.全文共分为三个部分:1.纯二氧化硅气凝胶的制备我们以正硅酸乙酯为原料，以无水乙醇为溶剂，稀盐酸和稀氨水作为催化剂，用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化硅气凝胶.催化剂加快了溶胶-凝胶的反应速率，使得凝胶化时间剧烈的缩短.对不同的条件下的溶胶-凝胶过程进行了研究和探讨初步得出最佳工艺条件.2.疏水型二氧化硅气凝胶的制备首先以正硅酸乙酯为硅源制备湿凝胶，在用三甲基氯硅烷为疏水试剂通过溶胶-凝胶过程在室温下制备疏水型二氧化硅气凝胶.并对疏水型二氧化硅气凝胶的结构、形态及吸水性能进行了研究.3.有机/无机双组份气凝胶复合材料的制备我们用溶胶-凝胶法合成了有机/无机纳米复合材料，并且使得材料的无机相在有机相中呈纳米分散.实验结果表明，以盐酸和氨水为催化剂能快速制备硅气凝胶，我们在常温、常压条件下所制备的疏水型二氧化硅气凝胶有较小的密度、低的吸水率且能够很好的防止材料的开裂.
8.期刊论文陈龙武.甘礼华.徐子颉块状TiO2气凝胶的制备及其表征-高等学校化学学报2001,22(11)
随着以溶胶-凝胶法和超临界干燥技术为基础的气凝胶制备方法的逐步完善，已不断制备出多种气凝胶[1～3].由于TiO2具有半导体特性，它常被作为光催化剂而受到重视，但是TiO2气凝胶的结构强度远比SiO2气凝胶小，在制备过程中极易碎裂粉化，所以至今未见制备块状TiO2气凝胶的报道.Dagan等[4]曾用异钛酸丁酯为母体制得TiO2气凝胶，并发现水杨酸在TiO2气凝胶存在下的光解速率是一般TiO2粉末的10倍，但获得的仅为TiO2气凝胶粉末.张敬畅等[5]以无机盐为原料，采用溶胶-凝胶法结合超临界
干燥技术制备了纳米级TiO2气凝胶，也未能得到块状TiO2气凝胶材料. 本文报道以正钛酸丁酯为原料制备块状TiO2气凝胶的方法，并用TEM,SEM,XRD和IR等手段对所获得的气凝胶进行了结构表征.
9.期刊论文王金凤.唐永建.陶华锋.王朝阳.高涛.WANG Jin-feng.TANG Yong-jian.TAO Hua-feng.WANG Chao-yang
.GAO Tao对苯二酚-甲醛有机气凝胶的结构测试及性能研究-现代化工2006,26(2)
首次用溶胶-凝胶法和CO2超临界干燥技术制备了对苯二酚-甲醛有机气凝胶，并经高温碳化处理得到其碳气凝胶，测得气凝胶的比表面积由碳化前的375.28 m2/g增大到碳化后的468.66m2/g，碳气凝胶的孔径集中分布在15nm以内.观察到其表观形貌，以及碳气凝胶中存在微晶结构.研究了不同反应物配比对凝胶性能的影响，并发现碳气凝胶具有良好导电性.
10.学位论文邱坚木材/SiO<,2>气凝胶纳米复合材的研究2004
纳米技术及其在木材科学中的应用是近期木材科学界所关注的高新技术之一，与此相关的木材/无机质复合材成为木材功能改良研究领域中活跃的主题.该文在总结有关纳米复合材料和无机质复合木材方面的最新研究成果的基础上，首次将气凝胶概念引入到木材/无机质复合材的制备研究中.设计通过超临界干燥技术结合溶胶-凝胶法制备新型木材/SiO<,2>气凝胶复合材，从制备工艺学原理、SiO<,2>气凝
胶在木材中的分布与界面状态、性能评价以及木材与SiO<,2>气凝胶复合的机理等方面进行了系统的研究.以正硅酸乙酯、乙醇和水为原料，以HCI/HF为复合催化剂，通过对溶胶-凝胶反应体系各种成分的调配和条件控制制备了SiO<,2>溶胶体系，确定了SiO<,2>溶胶空细胞法浸渍处理木材工艺和超临界CO<,2>干燥工艺条件，所制备的木材/SiO<,2>气凝胶复合材中的SiO<,2>气凝胶是由直径约13-300nm的SiO<,2>颗粒构成的连续网络结构，具有非晶态结构和低密度.对木材/SiO<,2>气凝胶复合材物理力学等性能评价结果表明，紫椴/SiO<,2>气凝胶复合材除硬度外，复合木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量有一定程度的下降，而西南桤木/SiO<,2>气凝胶复合材各项力学指标均有较大幅度的提高.两种木材/SiO<,2>气凝胶复合材吸湿性改善明显，因而使复合材具有良好的尺寸稳定性，并且均具有较好的阻燃效果.综合运用应用XRD、TEM、SEM-EDAX、FTI R、XPS以及热分析DMA/DSC/TG等现代波谱分析技术系统地研究了木材与SiO<,2>气凝胶复合的机理.结果表明,SiO<,2>气凝胶与木材有良好的结合并保持木材的空隙结构，木材与SiO<,2>木材与SiO<,2>气凝胶之间有三种结合方式，一是SiO<,2>气凝胶与木材纤维素上的羟基以氢键结合，二XPS中C1s谱峰较素材有很大的变化,C<,3>和C<,4>的消失.C<,2>含量增加，说明木材细胞壁中半纤维素和木质素的羰基参与了TEOS的缩合反应,SiO<,2>气凝胶与木材之间确实存在共价键连接，使木材与SiO<,2>气凝胶达到"分子水平"的复合，成为木材体系复合的一部分，三是
SiO<,2>气凝胶以物理填充的形式存在于木材细胞腔中.
1.郑文芝.陈砺纳米孔隔热材料——SiO2气凝胶的表面改性及其表征[期刊论文]-材料导报 2009(10)
2.刘世明.曾令可.王慧.柴卉.程小苏.税安泽.刘平安SiO2气凝胶常压干燥制备及性能分析[期刊论文]-中国陶瓷2008(10)
本文链接：d./Periodical_gcrwlxb200705034.aspx
下载时间：2009年11月26日
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议