表活在硅气凝胶干燥中的应用1
表面活性剂对SiO2气凝胶在粉煤灰基地质聚合物中稳定性的影响
表面活性剂对SiO2气凝胶在粉煤灰基地质聚合物中稳定性的影响崔勇;李端乐;刘泽;王栋民;王付杰【摘要】以表面活性剂、SiO2气凝胶(AG)、粉煤灰(CFA)、碱性激发剂为主要原料,制备AG/CFA轻质地质聚合物.通过调节表面活性剂种类(乙醇和硅烷偶联剂KH550)和掺量(0～1％/CFA),研究表面活性剂对AG在地质聚合物(GEO)中的稳定性的影响及破坏机理.结果表明:当乙醇掺量小于0.8％或硅烷偶联剂KH550掺量小于1.0％时,气凝胶可以在地质聚合物中分散且疏水性不被破坏;当乙醇掺量为0.8％或硅烷偶联剂KH550掺量为1.0％时,AG已被地质聚合物完全反应,其疏水性被破坏;过量的表面活性剂会使AG表面的烷甲基被地质聚合物中的碱性破坏其疏水性继而影响其稳定性.%AG/CFA based lightweight geopolymer(GEO) was prepared with surfactant,SiO2 aerogel(AG),CFA and alkali-activator as the main raw materials.By regulating the types of surfactants (ethanol and silane coupling agent KH550) and the content of surfactant (0～1％/CFA),the effect of surfactants on the stability of AG in GEO and its destroyed mechanism were investigated.The experimental results showed that when the content of ethanol was less than 0.8％ or silane coupling agent KH550 was less than 1.0％,aerogel can be dispersed in GEO better and hydrophobic is not destroyed;when the content of ethanol was 0.8％or silane coupling agent KH550 was 1.0％,AG had been reacted by geopolymer completely,its hydrophobicity was destroyed,excess surfactant would make methyl of AG surface destroy by alkaline of geopolymer so that its hydrophobicity was failed and affect its stability.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】4页(P89-92)【关键词】SiO2气凝胶;地质聚合物;表面活性剂;疏水性;破坏机理【作者】崔勇;李端乐;刘泽;王栋民;王付杰【作者单位】中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,混凝土与环境材料研究所,北京100083;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,混凝土与环境材料研究所,北京100083;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,混凝土与环境材料研究所,北京100083;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,混凝土与环境材料研究所,北京100083;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,混凝土与环境材料研究所,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TU55+1SiO2气凝胶是以硅源为原料由溶胶-凝胶法，经过溶剂置换、表面改性、干燥等步骤制备而成的三维网状、多纳米孔的无定型材料[1]；因具有高孔隙率、低密度、低导热、极强疏水性，被作为保温轻骨料应用于建筑保温中[2]。
DTAB表面活性剂在硅气凝胶干燥中的应用
２ ０ １ ３年 ７月
无 机 盐 工 业
Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬ Ｓ Ｉ ＮＤＵＳ Ｔ ＲＹ ３ １
Ｄ Ｔ Ａ Ｂ表 面活性剂在 硅气凝胶干燥 中的应用
王雪枫 。 吴林后 。 田 玲， 黄 雪莉 ， 赵 建 茹
（ 石 油 天 然 气精 细化 工 教 育 部 和 自治 区重 点 实 验 室 ， 新 疆 大学 化 学 化 工 学 院 ， 新疆乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ ４ ６ ） 摘 要： 使 用 十 二 烷 基 三 甲基 溴 化 铵 （ Ｄ Ｔ ＡＢ ） 阳离 子 表 面 活 性 剂 溶 液 对 湿 凝 胶 进 行 处 理 ， 可 降 低 凝 胶 中 液 体 表
Ｗａ ｎ ｇ Ｘｕ ｅ ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｗｕ Ｌ ｉ ｎ ｈ ｏ ｕ， Ｔ ｉ ａ ｎ Ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｘｕ ｅ ｌ ｉ ， Ｚ ｈ ａ ｏ Ｊ ｉ ａ ｎ ｒ ｕ
（ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆＯ ｉ ｌ ａ ｎ ｄＧ ａ ｓ Ｆ ｉ ｎ ｅ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ， Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆＥ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎｄＸ ｉ ｎ ｊ ｉ ｎｇＵ ａ ｙ ｇ ｈ ｕ ｒ Ａ ｕ ｔ ｏ ｎ ｏ ｍ ｏ ｕ ｓ Ｒ ｏ ｎ ， Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆＣ ｏ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｎｄ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ｎ ｊ ｉ ｎｇ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｕ ｒ ｕ ｍ ｑ ｉ ８ ３ ０ ０ ４ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
甲基 溴化 铵 （ Ｄ Ｔ Ａ Ｂ） 、 氨水 、 盐酸 ， 以上 均 为分析 纯 。
二氧化硅气凝胶的作用
二氧化硅气凝胶的作用二氧化硅气凝胶，这可真是个神奇的玩意儿啊！你可别小看它，它的作用那可真是杠杠的！它就像是一个超级保暖的小卫士。
冬天的时候，我们都希望能被温暖紧紧包裹着吧，二氧化硅气凝胶就能做到这点。
它的隔热性能超强，就好像给物体穿上了一件厚厚的保暖衣。
你想想看，要是把它用在建筑上，那冬天室内得多暖和呀，是不是能省不少暖气费呢？它可比那些厚重的保温材料厉害多了，又轻又薄还超级保暖，这不是宝贝是什么呢？它还是个厉害的隔音大师呢！生活在城市里，到处都是噪音，那叫一个烦人。
但有了二氧化硅气凝胶，就好像有了一道隔音的屏障。
它能把那些嘈杂的声音都挡在外面，给我们营造一个安静的小空间。
这就好比你在闹市中突然找到了一个安静的角落，能让你好好地放松身心，多惬意啊！而且哦，它在航空航天领域也有大用处呢！航天器在太空中飞行，会面临各种极端的环境，这时候二氧化硅气凝胶就挺身而出啦。
它能帮助航天器抵御高温和低温的侵袭，保障航天器的安全和稳定。
这就好像是给航天器穿上了一层坚固的铠甲，是不是很厉害？再说说在环保领域，二氧化硅气凝胶也能发挥大作用呢！它可以用来吸附一些有害物质，就像一个勤劳的清洁工，把那些脏东西都清理掉。
这对我们的环境改善可是有着重要意义的呀！你说二氧化硅气凝胶这么好，我们能不喜欢它吗？它在我们的生活中扮演着这么多重要的角色，给我们带来了这么多的便利和好处。
我们真应该好好感谢这个神奇的小东西啊！它就像是一个默默奉献的小英雄，不声不响地为我们服务着。
所以啊，我们要好好利用二氧化硅气凝胶，让它发挥出更大的价值。
让我们的生活因为它而变得更加美好，更加舒适。
难道不是吗？它真的是一个值得我们去深入了解和利用的好东西呀！。
二氧化硅气凝胶的研究现状与应用解读
二氧化硅气凝胶的研究现状与应用解读首先，二氧化硅气凝胶的制备方法可以分为溶胶-凝胶法、超临界干燥法和模板法等。
溶胶-凝胶法是最常用的方法，通过水合胶体的成核、生长和凝胶化步骤制备气凝胶。
超临界干燥法是通过将溶胶凝胶体在超临界条件下进行干燥，得到具有高孔隙率和低表面积的气凝胶。
模板法是在胶体溶液中加入模板分子，通过模板的自组装和胶凝体的沉积制备气凝胶。
二氧化硅气凝胶的应用领域十分广泛。
首先，在能源领域，二氧化硅气凝胶具有优异的隔热性能和孔结构，可用于制备超级电容器和锂离子电池的电解质和隔热层。
其次，在环境污染治理方面，二氧化硅气凝胶具有高吸附性能和可控的孔结构，可用于吸附和分离有机染料、重金属离子和有害气体等。
此外，二氧化硅气凝胶还可用于催化剂的载体、气相催化反应的催化剂和光催化材料的制备。
在生物医学领域，二氧化硅气凝胶因其生物相容性和孔隙结构可用于药物缓释、组织工程、抗菌和生物传感器等。
最后，在传感器领域，二氧化硅气凝胶作为传感器的敏感材料具有高灵敏度、选择性和稳定性，可用于检测环境污染物、生物标志物和爆炸物等。
目前，二氧化硅气凝胶的研究重点主要集中在以下几个方面。
首先，通过调控溶胶-凝胶法、超临界干燥法和模板法等制备方法，改善气凝胶的孔结构和特性。
其次，通过表面修饰、包覆和掺杂等方法，提高气凝胶的吸附性能、光催化性能和生物相容性。
此外，研究者还致力于开发新型的气凝胶材料，如有机-无机复合材料和纳米复合气凝胶材料等。
最后，将二氧化硅气凝胶与其他材料结合使用，如聚合物、金属和碳材料等，以进一步拓展其应用领域和提高性能。
综上所述，二氧化硅气凝胶具有广泛的应用前景，并且在能源储存、环境污染治理、生物医学和传感器等领域已取得了一系列研究进展。
随着制备方法的改进和表面修饰的优化，二氧化硅气凝胶有望在更多领域发挥重要作用。
气凝胶的应用 精选文档
由于该材料特别大的比表而积。气凝胶在作为新 型催化剂或催化剂的载体方而亦有广阔的应用前 景。
?吸附性
它还有环保的优点。气凝胶被科学家们描述为 “终极海绵”，其表面的数百万小孔使其成为在 水中吸附污染物的理想材料。
Hugo Boss 公司推出了一系列用这种材料制成的冬 季夹克，但在消费者纷纷抱怨这种衣服太热之后 不得不下架。
?军事用途 气凝胶作未来的防弹住宅和军用车辆装甲。 在实验室中，一个涂有 6毫米气凝胶的金属板在炸 药爆炸中几乎毫发无损展
?早在1931年， 加州斯托克顿市的太平洋学院就 开始研究气凝胶 。但受当时科研手段的限制，这 种材料的研制并没有引起科学界的重视。 ?上世纪七十年代，在法国政府的支持， Stanislaus Teichner 在寻找一种用于存储氧和火 箭燃料的多孔材料的过程中，找到一种新的二氧 化硅气凝胶合成方法，从而推动了气凝胶科学的 发展。
卡纳茨迪斯已经研制出一种新型气凝胶，用于除 去水中的铅和水银。某些形式的气凝胶可吸附溢 出的油，可以用它来处理一些环境灾祸。
?储能性
碳气凝胶是继纤维状活性碳以后发展起来的一种 新型碳素材料，它具有很大的比表面积 (800— 1000m2／g)和高电导率 (10—25s／cm)且密度变化 范围广 (0.05 —1.0g ／cm3)。如在其微孔洞内充入 适当的电解液，可以制成新型可充电电池，它具 有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、 可多次重复使用等优异特性。
彗星星尘的速度相当于步枪子弹的 6倍，尽管体积 比沙粒还要小，可是当它以如此高速接触其它物 质时，自身的物理和化学组成都有可能发生改变， 甚至完全被蒸发。
【精品】气凝胶的应用
【关键字】精品气凝胶的应用气凝胶的应用2010年09月25日气凝胶除了在学术领域的研究以外，已经成功应用于不同领域。
最早在Kistler的帮助下，Monsanto公司开始销售“aerogel”。
该公司的产品是粒状二氧化硅材料。
这种材料用于化妆品或牙膏中的添加剂或触变剂。
上世纪八十年代早期，瑞典的Airglas公司开始生产气凝胶作为切仑可夫(cherenkov)探测器的部件。
Jet Propulsion 实验室制备的二氧化硅气凝胶已经在航天飞机上得到使用，用于收集和获得高速宇宙尘埃。
由C.Jeff Brinker和Doug Smith 领导的研究者通过在枯燥前化学修饰凝胶表面的方法，取代了超临界枯燥的过程，这成为廉价气凝胶商业化的基础。
1992年，Hoechst公司(Frankfurt， Germany)也开始了低价气凝胶粒子的研究。
Aeroje公司(Sacramento，California)开始与 Berkeley实验室(LLNL)合作。
在德国，BASF同时也开发了CO2取代法，用硅酸钠制备二氧化硅气凝胶珠的方法。
气凝胶的独特结构及低热导率、低密度的特性决定其最重要的应用之一是作为超级隔热材料，可以广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
美国 NASA 已经将气凝胶作为超级隔热材料应用于火星探测器的“漫游车”上，并已经成功发射到火星。
德国的宝马汽车公司 (BMW)在水冷散热器上包覆气凝胶层，能够显著提高散热器的使用温度，增强冬季条件下汽车的抗冻能力。
SiO2气凝胶具有高度透光率并能有效阻止环境温度的热辐射，瑞士和德国采用颗粒状气凝胶设计了透明玻璃墙，它是一种既能过透过太阳光，又能有效积累太阳热量并抑制热散失的透明隔热体。
此外SiO2气凝胶窗的开发研究已在德国、英国、比利时等国的数家公司联合开展，预计SiO2气凝胶窗具有广阔的市场前景。
另外无机气凝胶由于其耐高（Al2O3 气凝胶能耐2000℃高温）、超低密度等特性，使其成为航空航天器上理想的隔热材料。
二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究
二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究引言二氧化硅气凝胶作为一种新型多孔材料，具有低密度、高比表面积和良好的热稳定性等优点，被广泛应用于催化剂支撑体、热绝缘材料、吸附材料等领域。
其常压干燥法制备具有操作简便、成本低廉等优势，因此在实际应用中具有潜力。
本文针对二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能进行了详细研究。
常压干燥法制备二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备主要包括溶胶凝胶法和凝胶树脂法。
溶胶凝胶法是将硅源和溶剂混合制成溶胶，经固化凝胶化后在常压下干燥得到气凝胶。
凝胶树脂法则是将硅源和某种高分子凝胶剂混合制成凝胶，再在常压下干燥制备气凝胶。
性能研究1. 结构性能：通过扫描电子显微镜(SEM)观察二氧化硅气凝胶的形貌结构，结果显示其呈现多孔络合结构，孔径分布均匀。
使用BET比表面积测试仪测定气凝胶的比表面积，结果显示其比表面积达到数百平方米/克级别，具有很大的吸附能力。
2. 热稳定性：通过热重分析仪对二氧化硅气凝胶进行热稳定性测试，结果显示其在高温下保持稳定，失重量非常低，表现出良好的热稳定性。
3. 吸附性能：通过氮气吸附/脱附实验测试气凝胶的孔隙结构和吸附性能。
结果显示其具有较高的孔隙体积和孔径分布，适用于各种气体的吸附。
此外，对二氧化硅气凝胶进行染色后，可以用于吸附有机染料等物质。
4. 机械性能：通过载荷曲线测试机对气凝胶进行拉伸实验，结果显示其具有较好的拉伸强度和延展性，具备良好的机械性能。
应用前景二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究为其在催化剂、热绝缘、吸附等领域的应用提供了理论基础和实验依据。
同时，常压干燥法具有操作简便、成本低廉等优势，适用于大规模制备。
因此，二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备具有广阔的应用前景。
结论本文通过对常压干燥法制备的二氧化硅气凝胶进行性能研究，得出了以下结论：二氧化硅气凝胶具有多孔络合结构、高比表面积、良好的热稳定性和吸附性能；常压干燥法制备简便、成本低廉，适用于大规模制备；二氧化硅气凝胶具有广阔的应用前景。
SiO气凝胶的特性及应用[1]
![SiO气凝胶的特性及应用[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/fc9b5b5ba31614791711cc7931b765ce05087abf.png)
2.4 优异的隔声性 SiO2气凝胶还具极低的密度、极低的声传播速度、极低的介电常数、极高的
比表面积等优异性能.SiO2气凝胶以其优异的保温隔声性能有望成为1种环保型高 效保温隔声轻质建材.
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2 SiO2 气凝胶特性
2.5 较好的透光性 SiO2气凝胶还具有透光性,可以有效地透过可见光,同时可以高效地阻隔红外
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2 SiO2 气凝胶特性
2.1 优越的隔热性能 由于SiO2 气凝胶的纳米孔超级绝热性能,常温常压下SiO2 气凝胶粉体总导
热率<0.015Ｗ/m.K,块体总导热率<0.013Ｗ/m·K,真空条件下粉体总导热率<0.0 03Ｗ/m·K,块体总导热率<0.007Ｗ/m·K,为目前世界上高温隔热领域导热系数最 低的材料之1.
辐射,因此,用于建筑物可以很好地兼顾采光和节能.
2.6 很好的化学稳定性和环保性 SiO2 气凝胶主要成分为合成SiO2,环保无毒,可长期耐受除氢氟酸外的大部分
酸碱环境,不分解、不变质,在常规使用环境下具有极长的寿命,是1种防潮、防霉、 防菌、抗紫外线、整体疏水不会引起变形,并具有优良的绝热性和隔声性能,可被开 发成为良好的完全可循环的生态建材材料.
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3 体应用涵盖了科研、工业、国防的保温隔热场合, 尤其是三航,还可用于生活日用的多种场合,如建筑隔热板 材、玻璃、衣物保暖、冰箱隔热、管道保温等,乃至提高 阳能集热器的效率.
SiO2 气凝胶采光隔热板
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4 研发方向
存在问题
在实际应用方面,SiO2气凝胶的高度松脆性、有限透明度以及吸湿性等问题的 存在,抑制了其商业前途.提高SiO2气凝胶的质量和品质,是SiO2气凝胶研究的主要 方向.
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表活在硅气凝胶干燥中的应用指导老师: 刘欣佳学生姓名：李君所属院系：北京化工大学专业：应用化工技术班级：11级2班完成日期： 2013年4月25号诚信声明本人声明：我所呈交的大专毕业设计论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
申请大专与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
本人签名：日期：年月日毕业论文任务书论文题目：表活在硅气凝胶干燥中的应用学院：北京化工大学专业：应用化工技术班级：11级2班学生：李君指导教师：刘欣佳1．论文的主要任务及目标(1) 根据TEM和BET吸附图证明了实验制的凝胶内部有孔洞及不同类型表活在合成中的应用2．论文的基本要求和内容(1) 查阅资料，确定具体的实验方案(2) 便面活性进的种类及使用的确定(3) 不同类型表活在合成中的应用3．主要参考文献[1]二氧化硅干凝胶和气凝胶纳米复合材料的研究进展.[2] 疏水型SiO2气凝胶薄膜的制备[3] 硅石气凝胶老化新方法4．进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1 二氧化硅气凝胶的发展及其研究现状2013.04.102 硅气凝胶的性质及应用2013.04.153 硅气凝胶的制备2013.04.184 加入A物质对孔隙率的影响2013.04.205 凝胶红外光谱分析2013.04.24表活在硅气凝胶干燥中的应用摘要SiO2气凝胶有着纳米孔状结构，是它有着许多优异的物理化学特性。
例如低的折射率、低介电常数、低的传热系数、低密度、高孔隙、高比表面、低声传播速度等，在保温隔热材料、光学、机械、医学和生命科学领域及化学化工的领域都有很广泛的应用前景。
本实验采用溶胶-凝胶技术和用表面活性剂进行表面的改性相结合的方法制备SiO2气凝胶。
用正硅酸乙酯为原料制备出SiO2凝胶。
在相同的条件下，用不同的表面活性剂对凝胶进行表面改性。
进行了研究和探索初步的出最佳的表面活性剂的种类和浓度。
关键词：气凝胶；纳米粒；孔隙率；表面活性剂；改性；目录第1章文献综述 (3)1.1引言 (3)1.2 二氧化硅气凝胶的发展及其研究现状 (4)1.2.1 二氧化硅气凝胶材料的发展历史 (4)1.2.2 二氧化硅气凝胶的国内外研究现状 (5)1.3 硅气凝胶的性质及应用 (5)1.3.1 在热学性质方面的应用 (5)1.3.2 在光学方面的应用 (6)1.3.3 在电学方面的应用 (6)1.3.4 声阻抗耦合材料 (6)1.3.5 捕捉太空尘埃 (6)1.3.6 气凝胶在催化中的应用 (7)1.3.7 在基础研究方面的应用 (7)1.3.8 在其它方面的应用 (7)1.4二氧化硅气凝胶的制备 (7)1.4.1 焚烧法工艺制备 (7)1.4.2 溶胶-凝胶法工艺制备 (7)1.4.3 “一步法”制备工艺 (9)1.5二氧化硅气凝胶制备的陈化工艺 (9)1.6二氧化硅气凝胶制备的干燥工艺 (11)第2章实验部分 (13)2.1硅气凝胶的制备 (13)2.2主要试剂及仪器 (13)2.2.1 主要试剂 (13)2.2.2 主要仪器 (13)2.2.3 实验装置图 (14)2.3 孔隙率计算方法 (14)2.4二氧化硅气凝胶制备的实验步骤 (15)2.4.1二氧化硅湿凝胶的制备 (15)第3章结果与分析讨论 (16)3.1 加入A物质对孔隙率的影响 (16)3.1.1 水解前加入A物质对孔隙率的影响 (16)3.1.2 凝胶后加入A物质对孔隙率的影响 (17)3.1.3 A物质溶液两种不同的加入方式对比分析 (18)3.2加入B物质对孔隙率的影响 (18)3.2.1 水解前加入B物质对孔隙率的影响 (18)3.2.2 凝胶后加入B物质对孔隙率的影响 (20)3.2.3 B物质溶液两种不同加入方法对比分析 (21)3.3 加入C物质对孔隙率的影响 (21)3.3.1 水解前加入C物质对孔隙率的影响 (21)3.3.2 凝胶后加入C物质对孔隙率的影响 (22)3.3.3 C物质溶液两种加入方式的对比分 (24)3.4加入D物质对孔隙率的影响 (24)3.4.1 水解前加入D物质对孔隙率的影响 (24)3.4.2 凝胶后加入D物质对孔隙率的影响 (25)3.4.3 D物质溶液两种不同加入方式的对比分析 (27)3.5 凝胶红外光谱分析 (29)3.6 凝胶的 SEM和TEM图的分析 (30)3.7 凝胶的BET测试数据图 (31)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (36)第1章文献综述1.1引言SiO2气凝胶是一种新型的纳米多孔材料，其所含基本的粒子和孔径均在纳米级，因此也称为纳米多孔二氧化硅。
其孔洞的典型尺寸为1～100nm，其中大部分的孔洞尺寸<50nm，高孔洞率（80%～99.8%），低密度(~0.003g/cm3)，是目前已知固体材料中最轻的物质。
高比表面积（500～1200m2/g），低导热系数（0.005W/m.K），折射率和介电常数随孔隙率分别在1.004～2.2、1.1～3.5之间可调，热导率低至2～4×10-6，声传播速度低至100m/s，热稳定温度高达500℃(大于600℃，孔隙率降低，直至烧结二氧化硅);在声学[1]、热学[2]、光学[3]、微电子[4,5]、化学化工[6]、航空航天[7]等领域具有十分广阔的应用前景，气凝胶才又一次引起人们的广泛关注。
经过几十年的发展，尤其是二十世纪最后二十年，随着各种干燥技术、方法的出现，科学界掀起一股气凝胶的研究高潮。
气凝胶主要包括无机气凝胶、有机气凝胶及二氧化硅气凝胶。
最早出现的气凝胶为无机氧化物气凝胶，1931年美国斯坦福大学的Kisteler S.S利用溶胶—凝胶法及超临界干燥技术制备出二氧化硅气凝胶[8]并研究了二氧化硅气凝胶的一些性质。
Kisteler成功制备了二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化锡气凝胶，并成功预言了气凝胶将在催化、隔热、玻璃等领域中得到应用，但由于气凝胶制备过程繁琐且漫长，加之未发现其实际应用价值，当时气凝胶的研究并没有引起人们的重视。
1974年Cantin等首次将二氧化硅气凝胶应用于切仑可夫探测器，随后又出现了有关气凝胶应用于催化剂及其载体高效隔热材料及高效可充电电池[6]等的报道，从而引起了科学家对气凝胶的研究兴趣。
无机气凝胶即为高孔隙率的二氧化硅气凝胶，高孔隙率的二氧化硅结构可控、折射率可调、孔隙率高、介电常数小、稳定性好、低导热系数、激光损伤阐值高、生产工艺流程温度低、设备和操作简单等优点，而且其内部孔洞相互连通、孔形不规则，通常是圆柱形、平行板形和细颈瓶等形状，宏观状态可以是片体、粉体、块状甚至薄膜状[9]；具有超低的介电常数，低折射率、等优良的性能，可以与化学机械抛光、强迫填充铝(Force Fill AI)以及化学气相淀积钨塞(CVDW-Plug)工艺兼容等特点，因而SiO2纳米多孔被认为最有潜力用于未来ULSI(Ultralarge Scale Integration)互连系统的最佳绝缘介质之一。
从二十世纪六十年代随着电子技术迅猛发展，实验条件的现代化程度不断提高，出现了许多新型的二氧化硅气凝胶制备和处理工艺，例如低温超临界技术、常压干燥技术工艺以及提高硬度的等离子表面处理和混合气体表面处理技术[10]等，这些技术都极大地改善了制得气凝胶薄膜的品质(薄膜的厚度和各种物理性能指标)，扩展了二氧化硅气凝胶的发展空间。
1.2 二氧化硅气凝胶的发展及其研究现状1.2.1 二氧化硅气凝胶材料的发展历史二氧化硅气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成的一种具有网络结构的纳米多孔性固套材料，其固体相和孔隙结构均为纳米量级。
因为其独特的结构和性质使其在很多领域表现出很好的应用价值。
1913年，美国的Susan Kistler，首先利用超临界干燥技术(Supercritical fluid drying，SCFD)在不破坏凝胶网络框架结构的情况下，将湿凝胶网络中的分散相抽取掉，制得具有高比表面积和较低堆积密度、热导率的块体气凝胶(aerogel mon olith)或粉体，并预言了其在绝缘材料、催化剂材料、绝热材料等诸多方面的应用。
其最初是将硅酸钠的水溶液(即水玻璃)与酸反应制得二氧化硅水溶剂，再用超临界干燥获得成功。
但是由于制备周期长，有时长达数月，商业价值低，限制了其应用发展。
因此在其后的数十年中并没有引起人们的研究热情。
到了60年代，Nicoloan等人以正硅酸甲酯（tetramethylorthosilicate，简称TMOS）为原料，利用溶胶-凝胶(sol-gel)技术制备出了气凝胶。
大大地缩短了制备周期，才使得气凝胶材料的制备与应用得到发展。
但是TMOS有剧毒，对人体有害且污染环境，直到二十世纪八十年代美国的Arlonh unt用毒性较低的正硅酸乙酯（tetraethylorthosilicate，简称TEOS)来代替毒性较大的TMOS作为硅源来制备气凝胶，气凝胶的研究才真正迎来了它的春天。
1974年粒子物理学家Cantin等首次报道了将1700升和1000升的氧化硅气凝胶应用于两个Cerenkov探测器。
此后,二氧化硅气凝胶作为隔热材料又成功地应用于双面窗。
1985年Tewari使用二氧化碳为超临界干燥介质，成功地进行了湿凝胶的干燥，推动了二氧化硅气凝胶的商业化进程。
1.2.2 二氧化硅气凝胶的国内外研究现状20世纪90年代中期，二氧化硅气凝胶的制备与应用技术研究开始在国外已展开，其主要应用背景为深亚微米互连系统中的绝缘介质，以适应集成电路向高速、高集成度方向的发展要求。
在这方面，美国，日本，韩国处于领先地位。
特别是日本ULV AC公司经特殊设计的涂层和热处理工艺，获得了兼具超低相对介电常数εr(l.5)和强度较高的二氧化硅气凝胶，并曾宣称2001年向客户提供样品;日本真空技术公司已研制开发了超低相对介电常数为1.5的二氧化硅气凝胶材料，且其强度也达到了0.9GPa。
韩国人Moon-Ho-Jo等人采用溶胶-凝胶法得到了孔隙率为70%的二氧化硅气凝胶。
之后，Moon-Ho-Jo与Jung-KyunHong等人又制得了的孔隙率高达90%的二氧化硅气凝胶，其相对介电常数εr为1.5～2.0。
在国内，国防科技大学[11]、清华大学材料科学与工程系、复旦大学电子工程系、同济大学波耳固体物理研究所、西安交通大学电子材料与器件研究所等单位开展了相关工作1.3 硅气凝胶的性质及应用特殊的网络结构使硅气凝胶在热学、光学、电学、力学、声学等方面都表现出独特的性质，具有广阔的应用前景。