SiO_2气凝胶干燥技术现状
二步法制备超低密度SiO_2气凝胶
二步法制备超低密度SiO_2气凝胶
王珏;黎青;沈军;周斌;陈玲燕;蒋伟阳
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】1996(30)1
【摘要】以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为原料，利用二步法制备低密度ＳｉＯ２凝胶。
研究不同溶液配比对凝胶化过程的影响，分析Ｃ２Ｈ５ＯＨ、（ＣＨ３）２ＣＯ和ＣＨ３ＣＮ为稀释溶剂形成凝胶的特点，结合ＣＯ２超临界干燥处理，制备出密度小于１０ｋｇ／ｍ３的超低密度ＳｉＯ２气凝胶，并与传统一步法制备的ＳｉＯ２气凝胶进行了结构比较。
【总页数】5页(P41-45)
【关键词】气凝胶;二步法;二氧化硅
【作者】王珏;黎青;沈军;周斌;陈玲燕;蒋伟阳
【作者单位】同济大学波耳固体物理研究所,中国工程物理研究院核物理与化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ427.26
【相关文献】
1.超低密度二氧化硅气凝胶制备新方法 [J], 邓忠生;魏建东;王珏;沈军;周斌;张会林;陈玲燕
2.二步法制备超低密度SiO2气凝胶 [J], 王珏
3.改进两步法制备高透光率SiO_2气凝胶的研究 [J], 刘文洋;罗炫;曹林洪;方瑜;杨睿戆;张庆军;蒋晓东
4.常压制备低密度SiO_2气凝胶的正交分析及表征 [J], 卢斌;魏琪青;孙俊艳;周强;宋淼
5.低密度SiO_2气凝胶的制备及性质表征 [J], 莫红军;王宁飞;樊学忠
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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。
Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合纳米气凝胶材料耐高温性能研究
Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合纳米气凝胶材料耐高温性能研究吴佳臻;徐长伟;张忠伦;王明铭【期刊名称】《复合材料科学与工程》【年(卷),期】2024()2【摘要】以正硅酸四乙酯(TEOS)和六水合氯化铝(AlCl_(3)·6H_(2)O)作为混合前驱体,环氧丙烷作为网络诱捕剂,在不添加螯合剂情况下,采用溶胶-凝胶工艺与CO_(2)超临界干燥法制备出了不同摩尔比的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合气凝胶。
对样品分别进行600℃、800℃、1000℃和1200℃热处理,并利用傅里叶红外光谱分析仪、扫描电镜、X射线衍射仪、比表面积分析仪、热重差热分析仪等仪器对Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合气凝胶的微观形貌、结构及热稳定性能进行表征。
结果表明:当AlCl_(3)·6H_(2)O∶TEOS=8∶1时,Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶样品在1000℃和1200℃热处理后的导热系数分别为0.0621 W/m·K和0.0803 W/m·K,在1000℃以上热处理后,孔径更加均匀,保留了较好的介孔结构;并且不同的热处理温度延缓了晶型转变,在常温和1200℃条件下,样品比表面积分别为617.14 m^(2)/g和102.9 m^(2)/g,为均匀的介孔结构(孔直径为8~32 nm),孔径低于常温下空气的平均自由程,在1200℃热处理后,样品总失重率为16.3%,具有较好的高温热稳定性。
【总页数】8页(P67-74)【作者】吴佳臻;徐长伟;张忠伦;王明铭【作者单位】沈阳建筑大学;中建材科创新技术研究院(山东)有限公司;中国建筑材料科学研究总院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.耐高温Al_(2)O_(3)-SiO_(2)纳米气凝胶的制备及性能研究2.耐高温Al_(2)O_(3)气凝胶隔热材料的研究进展3.Al_(2)O_(3)、SiO_(2)质量比对Al_(2)O_(3)SiO_(2)-MgO复合粉体电绝缘性能的影响4.纤维增强Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶隔热复合材料研究进展5.耐高温SiO_(2)气凝胶隔热复合材料的重复使用性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SiO2气凝胶疏水改性方法研究进展
SiO 2气凝胶疏水改性方法研究进展1刘明龙，杨德安天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 (300072)E-mail ：m.dragonliu@摘 要：文章综述了对SiO2气凝胶进行疏水改性的技术的最新研究进展，介绍了溶剂置换-表面改性法，直接表面改性法和联合前驱体法三种改性方法的改性机制及各种常用的表面改性剂，并从所制得的最终样品的性能、成本、实用性等方面进行了比较，从而总结出一种较经济实用的制备方法。
关键词：SiO2气凝胶；纳米多孔材料；溶胶-凝胶；疏水型；绝热材料1本课题得到国家自然基金委重点基金项目(10232030)，天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 (x06050)的资助。
SiO 2气凝胶是一种具有独特的纳米多孔网络结构的轻质材料，因其极低的折射率、热导率和介电常数，高的比表面积和对气体的选择透过等特性，而在绝热材料、隔音材料、过滤材料以及催化剂载体等众多领域有着广泛的应用前景，尤其在作为高性能绝热材料方面受到了普遍关注。
由于通常方法制备出的SiO 2气凝胶内表面有大量的硅羟基存在，它们不仅会因缩聚而引起凝胶块体产生额外收缩，还能吸附空气中的水分而使气凝胶开裂破碎，严重影响了气凝胶的声、光、电、热、力学等性能，限制了它的应用场合。
因此，只有设法对制备的气凝胶进行疏水改性，增加它在空气中的稳定性和使用寿命，另外，再配合一系列增强、增韧措施，以制成纳米多孔绝热复合材料，才能在保温工程中发挥出它的真正作用。
1. SiO 2气凝胶的疏水改性及原理SiO 2气凝胶通常是由溶胶-凝胶法制备的，开始制得的醇凝胶固态骨架周围存在着大量溶剂（包括醇类、少量水和催化剂），要得到气凝胶，必须通过干燥以去掉其中的溶剂。
然而，在溶剂干燥过程中，由于凝胶纳米孔内气-液界面间产生表面张力，导致邻近的Si-OH 基团发生缩聚反应，形成Si-O-Si 键，从而产生了不可恢复的收缩；另外，这些Si-OH 基团还可以吸附空气中的水分，使表面张力增大，从而使气凝胶块体开裂破碎。
sio-2c2-气凝胶调湿材料应用于建筑墙体调湿特性分析和的研究
Fig.5·1The schenle of heat and moisture transfer process of building 5.1建筑围护结构的热湿过程分析
一些关于多孔材料的传湿模型值得借鉴。cunningh鲫汹1对板状结构中的吸湿材料建立了数学模型,假设传质系数为常数得到指数形式的方程。Kerestecioglu与Gu研究了非饱和液态阶段的蒸发与凝结现象,研究结果适于低含湿量的情况。Burch与TholIlas开发了名为MOIST的计算软件,该软件采用有限差分方法计算非等温情况下通过复合墙体的热湿传递。El Diasty等人采用分析方法进行了建筑。Liesen采用蒸发一凝结理论以及反映系数法开发了名为IBLAST的计算软件,该软件还包括了建筑负荷与系统动态分析。但是该软件忽略了热湿特性的变化,也没有考虑液态水的传递;同样,IBLAST仅适用于非常低湿的情况。事实上,这些模型几乎有着相同的起源,即热湿平衡方程、Philip与De vries 模型以及Fourier、Fick、Darcy定律,主要是假设条件不同;并且都是针对稳定传湿的情况。
第5章建筑传湿理论研究
第5章建筑传湿过程理论研究
由图5—1可见,建筑房间室内热湿环境的变化将受到来自室外环境的影响(也称外扰),同时还将受到来自室内环境内部本身的影响(也称内扰)。而外扰将通过外围护结构影响房间的热湿状态。为此,本研究通过分别分析建筑围护结构的热湿过程以及建筑房间空气的热湿平衡,进而建立建筑围护结构影响下的建筑房间热湿过程分析模型。
SiO_(2)气凝胶分子动力学模拟研究进展
第５０卷第２期２０２１年２月人 工 晶 体 学 报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＹＮＴＨＥＴＩＣＣＲＹＳＴＡＬＳＶｏｌ．５０ Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０２１ＳｉＯ２气凝胶分子动力学模拟研究进展杨 云，史新月，吴红亚，秦胜建，张光磊（石家庄铁道大学材料科学与工程学院，石家庄 ０５００４３）摘要：二氧化硅（ＳｉＯ２）气凝胶是一种拥有三维骨架网络结构的纳米多孔材料，具有高孔隙率、低密度和低热导率等许多独特的性能。
但是由于二氧化硅气凝胶本身的脆性及高温稳定性差等原因，限制了其大规模应用。
二氧化硅气凝胶的热力学性能与其内部的三维骨架和孔结构紧密相关，掌握二氧化硅气凝胶内部微结构演化规律与宏观性能的关联，是改善其热力学性能的前提。
分子动力学模拟可以从原子层面分析和探索气凝胶的结构并预测其热力学性能。
本文对分子动力学模拟下二氧化硅气凝胶势函数、多孔结构建模、结构表征、力学性能和热性能方面进行了详细总结，有助于从原子层面解释二氧化硅气凝胶结构与性能之间的关系，为从成分和结构方面设计气凝胶提供一种理论指导方法。
关键词：ＳｉＯ２气凝胶；分子动力学；微结构；力学性能；热性能中图分类号：ＴＱ４２７文献标志码：Ａ文章编号：１０００ ９８５Ｘ（２０２１）０２ ０３９７ １０ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｙｎａｍｉｃｓＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｉＯ２ＡｅｒｏｇｅｌｓＹＡＮＧＹｕｎ，ＳＨＩＸｉｎｙｕｅ，ＷＵＨｏｎｇｙａ，ＱＩＮＳｈｅｎｇｊｉａｎ，ＺＨＡＮＧＧｕａｎｇｌｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＴｉｅｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００４３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓａｒｅｎａｎｏｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｒａｍｅｗｏｒｋｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｈａｖｅｍａｎｙｕｎｉｑｕｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ，ｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｃｏｕｓｔｉｃａｌｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｐｏｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｓｕｃｈａｓｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｉｓｌｉｍｉｔｅｄ．Ｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓａｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｒｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｉｇａｍｅｎｔｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｉｓｅｓｓｅｎｔｉａｌｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｉｒｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃｓ（ＭＤ）ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅａｎａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｔｏｏｌｆｏｒｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｒｏｍｔｈｅａｔｏｍｉｓｔｉｃｌｅｖｅｌ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ＭＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈａｖｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈｅｐｏｗｅｒｌａｗｔｈａｔｒｅｌａｔｅｓｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｄｅｎｓｉｔｙ．ＭＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅａｅｒｏｇｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｒｏｍｔｈｅａｔｏｍｉｓｔｉｃｌｅｖｅｌａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｉｒｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒａｔｏｍｉｃｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｆｒｏｍｔｈｅａｓｐｅｃｔｏｆＭＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｉｓｗｏｒｋｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｔｏｅｘｐｌａｉｎｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｆｒｏｍｔｈｅａｔｏｍｉｓｔｉｃｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｓｉｌｉｃａａｅｒｏｇｅｌｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳｉＯ２ａｅｒｏｇｅｌ；ｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ 收稿日期：２０２０ １０ ２１ 基金项目：国家自然科学基金（５１５０２１７９）；河北省自然科学基金（Ｅ２０２０２１００７６） 作者简介：杨 云（１９９２—），女，河北省人，硕士研究生。
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”。
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。
SiO_(2)气凝胶芳香微胶囊的制备及缓释性能
SiO_(2)气凝胶芳香微胶囊的制备及缓释性能
宋沛举;郭胜南;唐俊松;马明波;周文龙
【期刊名称】《印染》
【年(卷),期】2024(50)4
【摘要】为提高芳香微胶囊的缓释性能,以SiO_(2)气凝胶为载体,利用真空法将香精负载到SiO_(2)孔道内,并进一步利用层层自组装方法在SiO_(2)气凝胶微胶囊表面包覆海藻酸钙/壳聚糖皮层,制备SiO_(2)气凝胶复合微胶囊。
对包覆前后的芳香微胶囊的香精含量、缓释性能及释放机理进行研究。
研究表明:在制备温度70℃,制备时间6 h条件下,微胶囊中精油质量分数可达到54.7%。
微胶囊可以在常/高温下有效地实现香精的缓释,且包覆处理后的微胶囊的缓释效果得到增强。
两种微胶囊在常温条件下释放香精遵循Fick扩散的特征。
【总页数】6页(P37-41)
【作者】宋沛举;郭胜南;唐俊松;马明波;周文龙
【作者单位】浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院);江苏国望高科纤维有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TS195.2
【相关文献】
1.PP/SiO_(2)和PET/SiO_(2)复合气凝胶的制备及性能研究
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能研究4.TiO_(2)-SiO_(2)二元气凝胶空气净化涂层制备及性能5.Al_(2)O_(3)-SiO_(2)/纤维素复合气凝胶的制备及其阻燃性能
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