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《常压溶胶-凝胶法合成sio2气凝胶的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第29卷第2期硅酸盐通报Vo1.29No.22010年4月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYApril.20l0常压溶胶-凝胶法合成SiO2气凝胶的研究关鲁雄,区叶秀(中南大学化学化工学院,长沙410083)摘要:本文以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,在常压溶胶一凝胶法中引入新的表面改性技术,合成了疏水性SiO,气凝胶。对样品分别进行了傅立叶转换红外线光谱(FrIR)、扫描电镜(SEM)、比表面(BET)表征。结果表明,产品粒径约为13nm,孔径分布在2~110nm,密度为110kg/m和比表面高达827.56m/g,并具有优良的疏水性
2、能,属于由均匀球状粒子构成的具有连续网络结构的低密度多孔疏水性SiO,气凝胶。关键词:二氧化硅气凝胶;溶胶一凝胶法;表面改性;常压干燥;中图分类号:TB333文献标识码:A文章编号:1001—1625(2010)02-0334-06StudyofSilicaAerogelsPreparedbySol-gelProcessDriedatAmbientPressureGUANLu—xiong,OUYe—xiu(CollegeofChemistryandChemicMEngineering,CentralSouihUniversity,Changsha410083,Chin
3、a)Abstract:Anewmethodtoproducehydropbicsilicaaerogelswasintroduced.SiO2alcogelswerepreparedbytetraeth0xysilane(TEOS)viasol-gelprocess,thenthesurfacewasmodifiedbyhexmethyldisilazane(HMDZ),andfinallydriedatambientpressure.ThestructureandpropertiesofthesilicaaerogelshavebeeninvestigatedbyS
4、EM,FrIR,BET.Ithasbeenobservedthattheaerogels,whicharemadeupofuniformsphericalnanoparticleswithdiametersofabout13nm,areofcoherentnetworkstructures.Thediameteroftheporesizesisintherangeof2-110nm,andthedensityoftheaerogelsislow(110kg/m).Thespecificsurfaceareaoftheaerogelscanbeashighas827.5
5、6m/g.Theaerogelsshowanexcellenthydrophobicfeature.Keywords:silicaaerogels;sol-gelmethod;surfacemodification;ambientpressuredryingl引言SiO气凝胶因其特有的纳米尺寸颗粒与纳米孔洞结构,使它拥有许多独特的性质,因而在超低密度耐高温隔热材料、高效高能电极、声阻抗耦合材料、气体吸附和膜分离、高效催化剂及其载体等方面有着广阔的应用前景¨。为了维持凝胶内部空洞结构在干燥时不至于坍塌,通常将凝胶置于临界温度和压力以上以维持空洞结构。由于超临界干燥成本高
6、,工艺复杂,限制了气凝胶的大规模应用。且通常制备的SiO气凝胶表面含有大量的羟基,使得它们在空气中易吸潮,遇水破碎,影响其声学和热学性能,极大地限制了SiO气凝胶的应用范围。因此在常压干燥条件下,如何通过表面改性,克服硅羟基之间相互缩合而引起的不可逆收缩,以保作者简介:关鲁雄(1947一),男,教授.主要从事无机化学与资源化学研究通讯作者:区叶秀.E—mail:yexiu324@163.com第2期关鲁雄等:常压溶胶一凝胶法令壁塑壅证产品的稳定性,成为该领域当前的一个研究热点。传统的表面改性剂为三甲基氯硅烷(TMCS),但TMCS与凝胶表面羟基反应产生副产物盐酸,该法
7、存在着工艺条件复杂、环境污染严重和生产成本高昂等弊病。为此,本文采用溶胶-凝胶法引入新的表面改性剂六甲基二硅胺烷(HMDZ)m,在常压下干燥制备出性能良好的SiO气凝胶,并考察了新的合成工艺条件对产品性能的影响。2实验2.1试剂与仪器2.1.1试剂正硅酸乙酯(AR):汕头市西陇化工厂有限公司;六甲基二硅胺烷(AR):日照力德士化工有限公司;草酸(AR):长沙湘科精细化工厂;氨水(AR):衡阳市凯信化工试剂有限公司;无水乙醇(AR):天津市大茂化学试剂厂;正己烷(AR):天津市永大化学试剂开发中心。2.1.2仪器DF.101S集热式恒温加热磁力搅拌器,
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