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时间:2020-06-03
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1、硅酸盐学报第41卷第2期Vo1.4l,No.22013年2月J0URNALOFTHECHINESECERAMICS0CIETYFebruary,2013DOI:10.7521/j.issn.0454-5648.201302.06酸种类对以硅溶胶为原料、常压制备的SiO2气凝胶性能的影响卢斌,孙俊艳,魏琪青,胡科,周强(中南大学材料科学与工程学院,长沙410083)摘要:以硅溶胶为硅源,不同酸(HC1、HNO3、CH3COOH、H2C204)为催化剂,采用常压干燥工艺制备出疏水SiO2气凝胶。研究了酸种类对SiO2气凝胶性能的影响。结果表明:用4种不同类型酸作催化剂,都可以制备出性能良好的样
2、品,但不同酸催化剂对硅溶胶的凝胶过程和样品的结构性能有很大影响,其中用H2c2()4制各的样品具有较好结构和性能,其表观密度为O.157g/era,比表面积为542.1m2/g,孔容为1.9cm3/g,平均孔径为19.05nn1,与水的接触角为153.8。。关键词:二氧化硅气凝胶;硅溶胶;酸催化剂;微观结构中图分类号:O613文献标志码:A文章编号:O454_5648(2O13)02__0l53_J06网络出版时间:20l3__0l_25网络出版地址:http://www,cnki.net/kcms/detail/11.2310.TQ.20130125.1706.201302.153006
3、.htmlEffectofAcidsonPropertiesofSilicaAerogelsPreparedfromSilicaSolatAmbientPressureLUBin,SUNJunyan,WEIQiqing,HUKe,ZHOUQiang(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Hydrophobicsilicaaerogelswerepreparedbyusingdiferentacidsascatalystsanddriedatamb
4、ientpressure.Theefectofacidsonpropertiesofsilicaaerogelswasinvestigated.Theresultsindicatethatthepropertiesofsamplespreparedwithfouracidsaresuperior,andtheuseofacidinthepreparationhasanefectonthegelationprocess,structuresandperformanceofthesamples.SiO2aerogelcatalyzedbyoxalicacidhasbettermicrostru
5、ctureandproperties(te.,apparentdensityof0.157g/cm,surfaceareaof542.1m2/g,porevolumeof1.9cm儋,averageporesizeof19.05am,andcontactangleof153.8。).Keywords:silicaaerogel;siliconsol;acidcatalyst;microstructuresi02气凝胶是由三维硅骨架构成的多孔非晶纳米来说,为了简化制备工艺,降低工业化生产成本,很材料,其孔隙率高达98%。这种独特的多孔纳米结构有必要寻找廉价且优质的硅源。硅溶胶具有相对较低使其
6、具有许多优异的物理性能,如低密度(0.03g/cm3)、的价格和较高的纯度,只通过聚合反应便可得到凝胶,低声速(100m/s)、高比表面积(1600m)和低热导率相对两步法既节省了时间又简化了凝胶的结构控制,[0.02W/(m·K)]等,被广泛应用于隔热阻声的透明玻璃是一种很好的硅源。甘礼华等[9】和赵大方等UJ以硅溶系统【JJ、Cerenkov辐射探测器、热核聚变反应的ICF胶为原料,HC1为催化剂制备出块状SiO2气凝胶,着靶【3J、太阳能系统中的超级隔热材料【4j以及催化剂载重研究了pH值的影响,实验结果表明酸作为催化剂体【5J等。目前,科研工作者制各SiO2气凝胶普遍采用调节pH值
7、,对硅溶胶的凝胶化具有很重要的作用。正硅酸乙酯(TE0S)悯、甲基三甲氧基硅烷1MS)7J采用廉价的工业硅溶胶f采用单质硅溶解法制以及水玻璃【8J等作为前驱体。但是用TEOS、MTMS备得到)为硅源,以不同的酸(HE1、HNO3、CH3COOH、等为硅源较昂贵,且凝胶过程一般需要经过水解—缩聚H2C204)为催化剂,通过控制凝胶过程,在常压干燥两个步骤;而水玻璃含有大量的杂质离子,其除杂质下制备出疏水SiO2气凝胶,着重
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