siolt2gt气凝胶的制备方法研究

《siolt2gt气凝胶的制备方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中南大学硕士学位论文摘要Si02气凝胶是一种纳米多孔材料，其孔隙率高达90％以上，密度低至O．0019／cm3，比表面积高达600～1200m2儋。多孔结构赋予了Si02气凝胶绝热、吸声、催化、吸附等特性。本文对Si02气凝胶的制备工艺进行研究，实现了样品性能的优化和工艺过程的可调控性。首先以TEOS为原料，通过超临界干燥制备SiO：气凝胶，研究了催化剂、原料配比对溶胶一凝胶过程以及所得样品性能的影响。对采用优化工艺参数制备出的Si02气凝胶样品采用SEM、TEM、XRD、N2吸／脱附等手段进行表征，该样品密度为0．0939／cm3，孔隙率为95．99

2、％，比表面积为980．68m2／g。通过对该样品在不同温度下，结构、表面基团以及热导率所发生变化的研究。发现，随着温度的升高，其组成颗粒团聚粗化，孔隙收缩，但未出现致密化，900℃下热处理3个小时之后，样品仍具有0．242g，cm3的密度以及593m2／g的比表面积。在250℃～300℃之间，样品的表面疏水基团Si—OC2H5转化为亲永基团Si—OH，在三甲基氯硅烷(TMCS)气氛中对样品进行改性，疏水基团Si—CH3将取代亲水基团Si—OH，样品重新达到疏水状态。用动态热线法测量样品的热导率，其数值随着温度的升高而增加，常温常压下其热导率为0，012

3、5W／(m．K)，900。C下增大至0，0580W／(m．K)，其增长的原因为随着温度升高，样品的固态热传导及辐射热传导增加，制备样品时向原料中加入红外遮光剂二氧化钛，虽然使得样品的低温热导率有所增加，但是其高温热导率大大下降，添加质量百分比20％二氧化钛的样品，其在900℃下的热导率为0．0352W／(m．K)。同时，本文还进行了Si02气凝胶制备方法的低成本化研究，主要研究了以TEOS为原料，通过常压干燥制备Si02气凝胶的方法，以及使用廉价硅溶胶为原料，通过常压干燥制备Si02气凝胶的方法。采用上述两种方法制备Si02气凝胶样品时，通过溶剂交换、

4、表面修饰等工艺过程，两种方法均成功的制备出了低密度的Si02气凝胶样品。第一种方法制备出的样品密度为0．148g／em3，孔隙率为93．62％，比表面积为835．25m2／g；第二种方法制备出的样品密度为0．206g，co，孔隙率为91．12％，比表面积为669．87m2／g。关键词Si02气凝胶，溶胶一凝胶，超临界干燥，常压干燥中南大学硕士学位论文ABSTRACTSilicaaerogelisonekindofnanopomussolid，itsporosityisupto98％，thelowestdensityCallbeO．0019／em3，su

5、rfaceareais600～1200m2／g．Therefore，silicaaerogelhasalotofcharacteristicsandapplications，suchasthermalinsulation，soundabsorptivity，catalysis，adsorptivepropertyandSOon．Thispaperreportstheinvestigationoftheprocessingparametersforthepreparationofsilicaaerogel．Theresultsshowsthatstruc

6、tureandpropertiesofspecimenareoptimizedandCallbecontroled．ByusingTEOSasrawmaterial，supercriticaldryingmethodWasperformedtopreparethesilicaaerogel．Theeffectofthecatalystandproportionofelementonthesol—gelreactionandthepropertyofspecimenisstudied．SEM，TEM，XRDandadsorption／desorption

7、ofnitrogentechniquesareusedtocharacterizethestructureofsilicaaerogel．Theresultsshowitsdensityof0．093egcm3，porosityof95．99％，surfaceareaof980．68mZ／g．Theevolutionofstucture，chemistrygroupandthermalconductivityofspecimenatdifferenttempraturesarestudied．Athi曲temperature，theparticlesc

8、omposingaerogelreuniteandbecomelarger，theporess