二氧化硅气凝胶综述

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二氧化硅气凝胶的研究现状与应用(综述)

二氧化硅气凝胶的研究现状与应用(综述)

学 年 论 文题目: SiO 2气凝胶的研究现状与应用学 生: 房斯曼学 号: 200902010204院 (系):材料科学与工程学院专 业: 材 料 化 学指导教师: 李 翠 艳2012年 6 月 1 日SiO2气凝胶的研究现状与应用材化092 班###指导老师:李##(陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021)摘要:本文从二氧化硅的研究历史和现状出发,从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展,并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。

关键词:二氧化硅气凝胶,制备,干燥,应用Current Research and Applications of SilicaAbstract: The article reviewed the latest development and the history of the research of silica aerogel, summarized the progress of the silica aerogel research in the aspects of preparation methods, drying technologies, properties and current application. And the article also looks forward to the development prospect of silica aerogel.Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application0 前言二氧化硅气凝胶是在保持胶体骨架结构完整的情况下,将胶体内溶剂干燥后的产物,它问世于1931年,美国科学家首先由斯坦福大学的S.S.Kistler制得了二氧化硅气凝胶。

1966年J.B.Peri利用硅酯经一步溶胶—凝胶法制备出氧化硅气凝胶,从而使材料的密度更低,进一步推动了气凝胶研究的进展。

二氧化硅气凝胶隔热材料

二氧化硅气凝胶隔热材料

二氧化硅气凝胶隔热材料一、隔热原理具体来说,当热能传递到气凝胶中时,由于气凝胶表面的气体分子很容易被热激活,因此能够承载和传输热能。

当热能传递到气凝胶内部时,由于气凝胶的高度开放孔隙结构和大比表面积,使得热能非常难以通过气凝胶传导到另一侧,因此形成了极低的热传导度。

二、特点1.优异的隔热性能:二氧化硅气凝胶的热传导率极低,是传统隔热材料的数十分之一,能够有效减少热传导并实现优异的隔热效果。

2. 轻质:气凝胶的密度通常在0.05-0.6g/cm³之间,比水还轻,因此具有优秀的轻质特点,方便运输和施工。

3.耐高温:气凝胶的使用温度范围广,能够在-200℃至800℃的高温环境下保持稳定性能。

4.灭火性能好:气凝胶不燃烧,不会产生毒气,具有优秀的阻燃性能。

5.耐老化:气凝胶具有良好的耐候性和耐光性,长期使用不会出现老化和褪色现象。

6.环保健康:气凝胶不含有害物质,符合环保标准,对人体无害。

三、应用1.建筑领域:气凝胶在建筑隔热材料中得到广泛应用,能够有效减少建筑物的能耗,提高建筑的节能性能。

2.航空航天领域:气凝胶因其优异的隔热性能和轻质特点,被应用于航空航天领域,用于隔热保护航天器和飞行器。

3.汽车领域:气凝胶用于汽车隔热材料能够有效减少车内温度,提高车辆空调的效率,提升驾驶舒适度。

4.工业领域:气凝胶在工业设备和管道的隔热保护中也有广泛应用,可减少能量消耗和热损失。

综上所述,二氧化硅气凝胶作为一种新型的隔热材料,具有优异的隔热性能和轻质特点,广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域,为各行业节能减排和提升产品性能提供了有力支持。

随着技术的不断发展和完善,气凝胶的应用前景将更加广阔。

SiO2气凝胶合成方法综述6

SiO2气凝胶合成方法综述6

SiO2气凝胶合成方法综述6SiO2气凝胶合成方法综述6气凝胶是一种具有高度多孔结构和巨大比表面积的材料,因此在吸附、储能、催化等领域有广泛的应用前景。

其中,SiO2气凝胶是一种制备简便、成本低廉且具有良好的稳定性的气凝胶材料。

本文将综述SiO2气凝胶的六种主要合成方法,并对其相应的特点和应用进行介绍。

第一种合成方法是常见的溶胶-凝胶法。

这种方法是将硅酸根离子(SiO4)与铝酸根离子(AlO4)等溶解在水溶液中,通过逐渐脱水和胶凝过程生成三维网络结构的凝胶。

这种方法简单易行,适用于大规模合成,因此被广泛应用于各个领域。

例如,溶胶-凝胶法可用于制备高效吸附剂和催化剂等。

第二种合成方法是溶胶凝胶法的改进。

与传统溶胶-凝胶法不同,改进的溶胶-凝胶法是通过添加表面活性剂来控制气凝胶的孔径和比表面积。

这种方法展现了更好的控制性能,可以获得具有特定孔径和比表面积的气凝胶,对于吸附和催化等特定应用具有重要意义。

第三种合成方法是超临界溶剂干燥法。

该方法是将溶胶置于超临界条件下,通过溶胶与超临界溶剂的相互作用,使溶胶内的溶质从液相转变为气相,从而形成固态气凝胶。

超临界溶剂干燥法具有优异的控制性能,能够在较短的时间内获得高比表面积的气凝胶。

第四种合成方法是机械合成法。

机械合成法利用机械能和电化学催化剂的作用,通过重复环化和充气脱氧的过程合成气凝胶。

这种方法操作简单,能够获得具有特定孔径和结构的气凝胶。

第五种合成方法是正交法。

正交法是一种通过温度变化和聚合物分子大小去控制气凝胶孔径和比表面积的方法。

由于正交法控制因素较多,因此制备过程较为复杂,但是获得的气凝胶具有更好的控制性能。

第六种合成方法是模板合成法。

模板合成法即通过选择性吸附剂或模板分子的作用,在合成过程中形成孔道结构和有序排列的气凝胶。

这种方法能够精确控制孔道大小和排列方式,因此对于储能、催化、分离等领域有重要应用价值。

综上所述,SiO2气凝胶具有广泛的应用前景,并且具有多种合成方法可供选择。

二氧化硅气凝胶的耐热温度特性

二氧化硅气凝胶的耐热温度特性

二氧化硅气凝胶的耐热温度特性一、介绍二氧化硅气凝胶是一种具有微孔结构的无机材料,由于其优异的热稳定性,在高温环境下具有广泛的应用前景。

本文将深入探讨二氧化硅气凝胶的耐热温度特性,以帮助读者更全面地了解和认识这一材料。

二、二氧化硅气凝胶的基本概念二氧化硅气凝胶是一种多孔材料,其微观结构由连续的纳米尺寸孔道构成。

这些孔道在材料中形成三维网络结构,使二氧化硅气凝胶具有极大的比表面积和孔容。

这种微观结构使得气凝胶具有出色的热性能,包括低热导率和优异的耐热能力。

三、二氧化硅气凝胶的耐热性能介绍1. 熔点二氧化硅气凝胶具有非常高的熔点,一般在1700摄氏度以上。

这意味着它在高温条件下会保持其结构和性能的稳定性,不会熔化或失去其特性。

这使得二氧化硅气凝胶成为高温工艺、隔热和保温等领域的理2. 热导率二氧化硅气凝胶具有很低的热导率,这是由于其微观结构的特殊性质所导致的。

孔道和纳米尺寸的颗粒限制了热传导的路径,从而降低了热导率。

这使得二氧化硅气凝胶在高温环境下可以有效地隔热和保温,减少热量的损失。

3. 热稳定性二氧化硅气凝胶具有优异的热稳定性,可以在高温环境下长时间稳定地工作。

它的耐热温度范围一般在800摄氏度以上,甚至有些高性能的二氧化硅气凝胶可以在1000摄氏度以上使用。

这使得它适用于热电材料、催化剂、高温隔热和保温等领域的应用。

四、二氧化硅气凝胶的应用领域1. 热电材料由于二氧化硅气凝胶的优异热稳定性和较低的热导率,它被广泛应用于热电材料领域。

热电材料可以将热能直接转换为电能,而二氧化硅气凝胶提供了良好的隔热性能和稳定的热传导路径,从而提高了热电2. 隔热和保温材料二氧化硅气凝胶的低热导率和优异的热稳定性使其成为隔热和保温材料的良好选择。

在高温环境下,二氧化硅气凝胶可以有效地阻止热量的传导和散失,从而提供更好的隔热效果。

3. 催化剂载体由于二氧化硅气凝胶具有大量的微孔结构和高比表面积,它可以作为催化剂载体来增加催化反应的活性和选择性。

二氧化硅气凝胶隔热材料

二氧化硅气凝胶隔热材料

二氧化硅气凝胶隔热材料二氧化硅气凝胶隔热材料是一种具有优异隔热性能的材料,被广泛应用于建筑、航空航天、电子等领域。

本文将介绍二氧化硅气凝胶隔热材料的原理、特点、应用以及未来发展趋势。

一、原理二氧化硅气凝胶是一种由二氧化硅微粒组成的多孔材料,其孔隙结构可以降低热传导并阻止气体对流。

这是因为二氧化硅气凝胶的孔隙尺寸远小于空气分子的自由程,使得热传导主要通过固体相进行,从而实现了优异的隔热效果。

二、特点1. 低导热性:二氧化硅气凝胶具有极低的导热系数,通常在0.01-0.03 W/(m·K)之间,是传统隔热材料如岩棉、泡沫塑料的几十分之一。

2. 高孔隙率:二氧化硅气凝胶具有高达90%以上的孔隙率,孔隙结构细小均匀,孔径分布范围广,从纳米到亚微米级别,这使得其具有较大的内表面积和多孔结构优势。

3. 轻质化:由于其多孔结构,二氧化硅气凝胶的密度较低,通常在0.1-0.3 g/cm³之间,是传统隔热材料的几分之一,能够有效减轻建筑物自重负荷。

4. 耐火性:二氧化硅气凝胶具有优良的耐火性能,可以耐受高温达1200℃以上,不燃不熔,有效保护建筑物在火灾中的安全。

三、应用1. 建筑领域:二氧化硅气凝胶广泛应用于建筑保温隔热领域,可用于外墙保温、屋顶保温、地面保温等。

其优异的隔热性能可以有效提高建筑物的能效,减少能源消耗。

2. 航空航天领域:由于二氧化硅气凝胶具有轻质化和耐火性的特点,被广泛应用于航空航天领域,如火箭隔热材料、航天器热保护层等,保证了航天器在极端环境下的安全。

3. 电子领域:二氧化硅气凝胶的绝缘性能优异,可以应用于电子产品的隔热保护,如手机、电脑等电子设备中的隔热材料,确保电子元器件的稳定运行。

四、未来发展趋势1. 提高导热性能:目前,二氧化硅气凝胶的导热系数已经相对较低,但仍有进一步提高的空间。

未来的研究重点将放在提高材料的导热性能,以满足更高要求的隔热应用。

2. 开发新型材料:除了二氧化硅气凝胶,还有其他气凝胶材料,如氧化锆气凝胶、氧化铝气凝胶等,未来可以进一步研发和应用这些材料,以满足不同领域的需求。

二氧化硅气凝胶保鲜

二氧化硅气凝胶保鲜

二氧化硅气凝胶保鲜
二氧化硅气凝胶是一种多孔材料,具有很强的吸附性能和大表
面积,因此被广泛应用于食品保鲜领域。

它可以吸收空气中的水分
和有害气体,从而延长食品的保鲜期。

在食品包装中加入二氧化硅
气凝胶,可以有效地防止食品受潮变质、霉变,延长食品的货架期。

二氧化硅气凝胶保鲜的原理是利用其多孔结构和大表面积,吸
附空气中的水分和有害气体,降低包装袋内的相对湿度,减缓食品
的水分流失和氧化速度,从而达到保鲜的效果。

此外,二氧化硅气
凝胶本身无毒无味,对食品无污染,因此在食品包装中使用安全可靠。

在实际应用中,二氧化硅气凝胶通常以袋装或者封装在食品包
装袋中的形式存在,可以根据食品的种类和包装的需求进行选择。

除了食品保鲜领域,二氧化硅气凝胶还被用于药品、化妆品等领域
的干燥和保鲜,具有广泛的应用前景。

总的来说,二氧化硅气凝胶在食品保鲜中发挥着重要作用,通
过其吸附空气中的水分和有害气体的能力,延长食品的保鲜期,保
持食品的新鲜和品质,是一种安全、高效的食品保鲜材料。

二氧化硅气凝胶综述

二氧化硅气凝胶综述

二氧化硅气凝胶简介气凝胶(aerogels)通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料.气凝胶是一种固体,但是99%都是由气体构成,外观看起来像云一样。

气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量,有时也被称为“固态烟"或“冻住的烟"。

气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶.SiO2孔非晶固体材料,其孔隙率高达80-99。

8%,孔洞的典型尺寸为1—100 nm,比表面积为200—1000 m2/g,而密度可低达3 kg/m3,室温导热系数可低达0.012 W/(m•k)。

正是由于这些特点使气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。

一、气凝胶发展历史早在1931年,Steven。

S。

Kistler就开始研究气凝胶。

他最初采用的方法是用硅酸钠水溶液进行酸性浓缩,用超临界水再溶解二氧化硅,用乙醇交换孔隙中的水后,利用超临界流体干燥技术制成了最初的真正意义上的气凝胶.这种材料的特点是透明、低密度、高孔隙率。

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,在法国政府的支持下,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,找到一种新的合成方法,即把溶胶- 凝胶化学方法用于二氧化硅气凝胶的制备中。

这种方法推动了气凝胶科学的发展。

此后,气凝胶科学和技术得到了快速发展。

1983年Arlon Hunt 在Berkeley 实验室发现可用更安全、更廉价的二氧化硅气凝胶制作方法。

与此同时,微结构材料研究小组发现可用具有更低临界温度和临界压力的二氧化碳超临界流体取代乙醇作为超临界干燥的流体,使得超临界干燥技术得以向实用化阶段迈进。

八十年代后期,Larry Hrubesh 领导的研究者在Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) 制备了世界上最轻的二氧化硅气凝胶,密度是0.003 g/cm 3,仅有空气的3倍。

二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶

二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶

二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶都是纳米材料,具有独特的纳米多孔网络结构。

它们在不同的领域具有广泛的应用前景。

1. 二氧化硅气凝胶:二氧化硅气凝胶(SiO2气凝胶)是一种以纳米二氧化硅颗粒相互聚集构成的纳米多孔网络结构材料。

它们具有低密度、高比表面积、良好的隔热性、隔音性、非线性光学性质、过滤与催化性质等特点。

二氧化硅气凝胶的主要制备方法是通过溶胶凝胶法制备SiO2凝胶,然后干燥得到气凝胶。

溶胶凝胶法制备的二氧化硅气凝胶受到制备条件(如水量、温度)的影响,其性能会有所不同。

二氧化硅气凝胶广泛应用于建筑、电子、环保等领域。

2. 氧化铝气凝胶:氧化铝气凝胶(Al2O3气凝胶)是一种以纳米氧化铝颗粒相互聚集构成的纳米多孔网络结构材料。

它们具有高强度、高硬度、高热稳定性、良好的电绝缘性等特点。

氧化铝气凝胶的主要制备方法是通过溶胶凝胶法制备Al2O3凝胶,然后干燥得到气凝胶。

氧化铝气凝胶广泛应用于航空航天、汽车、电子、化工等领域。

3. 氧化锆气凝胶:氧化锆气凝胶(ZrO2气凝胶)是一种以纳米氧化锆颗粒相互聚集构成的纳米多孔网络结构材料。

它们具有高强度、高硬度、高热稳定性、良好的化学稳定性等特点。

氧化锆气凝胶的主要制备方法是通过溶胶凝胶法制备ZrO2凝胶,然后干燥得到气凝胶。

氧化锆气凝胶广泛应用于航空航天、陶瓷、电子、医疗等领域。

4. 碳气凝胶:碳气凝胶(C气凝胶)是一种以纳米碳颗粒相互聚集构成的纳米多孔网络结构材料。

它们具有高比表面积、高孔容、良好的导电性、热稳定性、化学稳定性等特点。

碳气凝胶的主要制备方法是通过溶胶凝胶法制备C凝胶,然后干燥得到气凝胶。

碳气凝胶广泛应用于能源、环保、化工、催化等领域。

总之,二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶和碳气凝胶都具有独特的性能和广泛的应用前景,这些性能和应用领域随着制备条件和应用需求的不同而有所差异。

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二氧化硅气凝胶简介气凝胶(aerogels)通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。

气凝胶是一种固体,但是99%都是由气体构成,外观看起来像云一样。

气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量,有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。

最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶。

SiO2气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料,其孔隙率高达80-99.8%,孔洞的典型尺寸为1-100 nm,比表面积为200-1000 m2/g,而密度可低达3 kg/m3,室温导热系数可低达0.012 W/(m•k)。

正是由于这些特点使气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。

一、气凝胶发展历史早在1931年,Steven.S.Kistler就开始研究气凝胶。

他最初采用的方法是用硅酸钠水溶液进行酸性浓缩,用超临界水再溶解二氧化硅,用乙醇交换孔隙中的水后,利用超临界流体干燥技术制成了最初的真正意义上的气凝胶。

这种材料的特点是透明、低密度、高孔隙率。

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,在法国政府的支持下,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,找到一种新的合成方法,即把溶胶- 凝胶化学方法用于二氧化硅气凝胶的制备中。

这种方法推动了气凝胶科学的发展。

此后,气凝胶科学和技术得到了快速发展。

1983年Arlon Hunt 在Berkeley 实验室发现可用更安全、更廉价的二氧化硅气凝胶制作方法。

与此同时,微结构材料研究小组发现可用具有更低临界温度和临界压力的二氧化碳超临界流体取代乙醇作为超临界干燥的流体,使得超临界干燥技术得以向实用化阶段迈进。

八十年代后期,Larry Hrubesh 领导的研究者在Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) 制备了世界上最轻的二氧化硅气凝胶,密度是0.003 g/cm 3,仅有空气的3倍。

不久之后,Rick Pekala(LLNL) 制备了有机气凝胶,包括间苯二酚-甲醛气凝胶、三聚氰胺-甲醛气凝胶。

间苯二酚-甲醛气凝胶能够被热解得到纯碳气凝胶,该方法开创了气凝胶研究的新领域。

进入九十年代以后,对于气凝胶领域的研究更为深入。

据不完全统计,近年来在各类杂志上有关气凝胶的文章以达三千多篇。

美国的Science 杂志把气凝胶列为十大热门科学之一。

我国同济大学波耳固体物理研究所于90年代初在国内率先开展了气凝胶的研究工作,积累了较为丰富的经验。

此外,中科院物理与化学所、清华大学、山西煤化所、南京大学、中国科学技术大学、国防科技大学、北京化工大学、武汉大学、大连理工大学等也于近期开展了气凝胶方面的研究工作。

总的来说,由于气凝胶昂贵的制备成本、材料本身难以克服的低强度、高脆性等缺点成为制约其广泛应用的瓶颈,因此也成为今后各国科学家共同努力突破的关键。

二、气凝胶的性质1. 隔热性气凝胶材料具有极低的导热系数,可达到0.013-0.016W/(m·K),低于SiO2静态空气(0.024W/(m·K))的热导系数,比相应的无机绝缘材料低2-3个数量级。

即使在800℃的高温下其导热系数才为0.043W/(m·K)。

高温下不分解,无有害硅气凝胶与各种耐热纤维复合后,可制成气体放出,属于绿色环保型材料。

SiO2各种形式的保温材料。

可广泛用于工业、建筑、管道、汽车、航天等领域。

2. 隔音性由于硅气凝胶的低声速特性,它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。

该材料的声阻抗可变范围较大(103-107 kg/m2·s),是一种较理想的超声探测器的声阻耦合材料。

初步实验结果表明,密度在300 kg/m3左右的硅气凝胶作为耦合材料,能使声强提高30 dB,如果采用具有密度梯度的硅气凝胶,可望得到更高的声强增益。

3. 非线性光学性质由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构,化学气相渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明,掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在,并观察到很强的可见光发射,为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。

利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应,可进一步研制新型激光防护镜。

4. 过滤与催化性质纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤,与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀,气孔率高,是一种高效气体过滤材料。

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。

5. 折射率可调性硅气凝胶的折射率接近l,而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上,能有效地透过太阳光中的可见光部分,并阻隔其中的红外光部分,成为一种理想的透明隔热材料,在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。

三、气凝胶的用途(1)工业领域在石油、化工和冶金行业中,管道、炉窑及其它热工设备普遍存在,用SiO2气凝胶及其复合材料替代传统的保温材料对它们进行保温,可以大大减少热能损失,提高热能利用率。

还可以用作液态天然气罐和储油罐等以及汽车、飞机等发动机和排气管的隔热材料。

(2)民用领域气凝胶可用作为冰箱的隔热材料,还可以用于楼用热导率极低的掺杂SiO2房建筑的保温、隔音材料等。

常用建筑保温材料多为聚苯乙烯、聚氨酯等高分子发泡材料,材料尺寸较厚,给施工以及后期稳定性带来许多问题,而且高分子保气凝胶能耐高温,一般在800℃下,结构、性温材料易燃,容易引起火灾。

SiO2能无明显变化,是一种安全、节能、环保的超级绝热材料。

气凝胶也正走进我们的日常生活。

运动器材公司邓禄普(Dunlop)已经研制出一系列用气凝胶加固的壁球和网球球拍,据说这种球拍能释放更大的力量。

登山者也开始从气凝胶中受益。

2000年,英国登山者安妮·帕曼特尔穿上带气凝胶鞋垫的靴子爬上珠穆朗玛峰,就连睡袋也加有这种材料。

她说:“我唯一的问题就是我的脚太热,这对一名登山者来说是一个大难题。

”(3)太阳能集热器具有高度透光率及低热导率的气凝胶对入射光几乎没有反射损失,能有效的透过太阳光,气凝胶又能有效阻止热量流失。

因此气凝胶特别适合于用作太阳能集热器及其它集热装置的保温隔热材料。

将气凝胶绝热材料应用于热水器的储水箱、管道和集热器,将比现有太阳能热水器的集热效率提高1倍以上,而热损失下降到现有水平的30%以下。

(3)航空航天领域气凝胶超级绝热材料质量、隔热效果优异,在航空、航天应用领域具有很好气凝胶复合的应用前景。

美国NASA Ames研究中心研发的硅酸铝耐火纤维/SiO2绝热瓦已用于航天飞机,俄罗斯的“和平号”空间站也采用了SiO气凝胶作为2隔热保温材料。

气凝胶正用来为人类首次登陆火星时所穿的太空服研制一种保温隔热衬里。

Aspen Aerogel公司的一位资深科学家马克·克拉耶夫斯基认为,一层18毫米的气凝胶将足以保护宇航员抵御零下130度的低温。

他说:“它是我们所见过的最棒的绝热材料。

气凝胶还被用于收集彗星微粒。

它就像一个极其柔软的棒球手套,可以轻轻地消减彗星星尘的速度,使它在滑行一段相当于自身长度200倍的距离后慢慢停下来。

在进入“气凝胶手套”后,星尘会留下一段胡萝卜状的轨迹,由于气凝胶几乎是透明的,科学家可以按照轨迹轻松地找到这些微粒。

(4)军工防弹是新型气凝胶的另一个重要用途。

美国宇航局的这家公司正在对用气凝胶建造的住所和军车进行测试。

根据试验室的试验情况来看,如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶,那么,就算被炸药直接炸中,金属片也分毫无伤。

(5)过滤和催化中的应用在环境保护及化学工业方面,纳米结构的气凝胶还可作为新型气体过滤,与其它材料不同的是该材料孔洞大小分布均匀,气孔率高,是一种高效气体过滤气体,吸附苯等化学有毒气体,材料。

气凝胶还可以用作吸附材料,例如吸附CO2吸附炸药废水等。

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。

(6)在其它方面的应用SiO气凝胶具有极高的比表面积和孔隙率,近年来被广泛应用于Cerenkov探2测器中,以探测高能带电粒子。

SiO气凝胶也曾一度被用于等离子体研究中作为2惯性限制熔融试验体目标组分。

气凝胶对氖具有良好由轻原子量元素组成的低密度、微孔分布均匀的SiO2的吸附性能,因而为惯性约束聚变实验研制高增益靶提供了一个新途径,这对于利用受控热核聚变反应来获得廉价、清洁的能源具有重要意义。

五、研究机构和生产企业研究机构目前国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室,法国的蒙彼利埃材料研究中心,日本高能物理国家实验室,美国阿斯潘公司,美国宇航局等。

国内主要集中在在同济大学波尔固体物理实验室、国防科技大学、绍兴纳诺高科、英德埃力生、山东科技大学、北京科技大学等。

六、市场需求与展望SiO2气凝胶具有独特的介孔结构和性能,应用领域广泛。

因其具有优异的绝热性能,可作为超级保温材料,用于各种领域。

2008年,全球保温隔热材料需求100亿平米,2011年达到202亿平米。

预计2014年需求将达到230亿平米。

中国保温材料需求占全球份额的约29%,其中外墙保温材料需求较大,“十二五”期间,仅新增建筑所需墙体保温材料达到2400万平方米,可创造产值约为200亿元。

表1 全球保温隔热材料需求单位:亿平方米总体而言,由于SiO气凝胶制备原料昂贵、超临界干燥工艺复杂,特别是2制备高品质气凝胶的技术难度大,阻碍了该的产品的工业化推广。

随着对气凝胶的不断深入研究和产业化推广,气凝胶将会在各个领域得到迅速的发展。

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