二氧化硅气凝胶制备条件的选择_李华

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1、第40卷第3期广州化工Vol．40No．32012年2月GuangzhouChemicalIndustryFebruary．2012*二氧化硅气凝胶制备条件的选择112李华，霍丽，吴乌云高娃(1中州大学化工食品学院，河南郑州450044;2内蒙古吉安劳动安全评价有限责任公司，内蒙古呼和浩特010020)摘要:二氧化硅气凝胶是典型的纳米多孔轻质材料，由于具有独特的性能并在许多领域存在潜在的应用价值而受到广泛关注。本文从气凝胶制备过程中的硅源的选择、溶剂的选择、制备工艺的选择、催化剂等方面进行了研究，有利于确定常压干燥制备二氧化硅气凝胶

2、的生产条件。关键词:二氧化硅气凝胶;一步法;两步法;常压干燥中图分类号:O69文献标识码:A文章编号:1001－9677(2012)03－0014－03*SelectionofSilicaAerogelsPreparationCondition112LIHua，HUOLi，WUWu－yun－gao－wa(1SchoolofChemicalFood，ZhongzhouUniversity，HenanZhenghzou450044;2InnerMongoliaJianLaborSafetyAssessmentLimitedLiabili

3、tyCompany，InnerMongoliaHohhot010020，China)Abstract:Silicaaerogelswerethelightestmaterialswithatypicalinterconnectednanostructure，whichreceivedmuchattentionduetotheirextraordinarypropertiesandtheirpotentialapplicationsinmanyfields．Thegelpreparationprocessofthesiliconsou

4、rceselection，solventselection，preparation，catalystselectionandotheraspectswerestudied．Thedeterminationofsilicaaerogelsambientpressuredryingproductionconditionswasfacilitated．Keywords:silicaaerogel;inonestep;twostep;atmosphericpressuredrying气凝胶是由胶体粒子缩聚而成的一种轻质纳米多空非晶固溶胶－凝

5、胶法制备气凝胶一般包括两个主要步骤:(1)湿凝体材料，具有连续的网络结构，在微观上具有纳米尺度的均匀胶的形成;(2)湿凝胶的干燥形成气凝胶。性，其孔洞率高达99．8%，空洞尺寸1～100nm，比表面积高达1．1．1硅源的选择2－1－3200～1000m·g，密度变化范围3～500kg·m，具有许多特文献公认的关于正硅酸乙酯(TEOS)水解缩聚反应的研究［1－2］［6］殊的性质和广阔的应用前景。起源于19世纪中叶。当时发现正硅酸乙酯(TEOS)在潮湿环源于其独特的纳米结构，气凝胶的力学、声学、光学、热学等境中会逐渐转变为玻璃态SiO2

6、凝胶。20世纪30年代和60年代特性明显不同于相应的宏观玻璃态材料。例如低的折射率、低科学家成功利用醇盐水解制得氧化物薄膜和玻璃，硅酸酯类水的弹性模量、低声阻抗、低热导率、强吸附性、典型的分形结构解缩聚反应再次引起了广泛关注，研究多是以正硅酸甲酯和正等，可被制作成声阻抗耦合材料、过滤材料、高温隔热材料等多硅酸乙酯为原料来制备SiO2材料，但得到广泛应用的还是种高性能材料，在切仑可夫探测器、催化剂及催化剂载体、宽带TEOS。这是因为TEOS较TMOS毒性小，价格便宜。减反射、高效可充电电池、防眩光涂层、低介电常数绝缘层、超高正硅酸乙酯

7、又称硅酸四乙酯或四乙氧基硅烷，常温下为无速集成电路基片、高激光损伤阈值增透薄膜、高效绝热涂层等众色液体，稍有气味。微溶于水，溶于乙醇、乙醚。相对密度为［3］多领域，都具有广阔的应用前景。0．93，其熔点、沸点和闪点分别为－77℃、165．5℃、46℃。分子式为C8H20O4Si或Si(OCH2CH3)4，结构式为:1气凝胶的制备方法1．1溶胶－凝胶法SiO2气凝胶属于纳米材料。制备有两条路线:一是机械研磨法(物理制备法)，二是化学制备法。显然，化学制备法在缩短工期、降低能耗以及制备均匀的纳米材料方面，其优越性远胜于前者。目前，纳米材

8、料的化学制备主要有溶胶－凝胶法、有机金［4－5］属化合物的热裂解法、溶剂沉淀法以及化学气相沉积法等。在SiO2气凝胶的制备方面，国内外一般采用溶胶－凝胶法。*基金项目:河南省教育厅自然科学研究项目资助(2007530002)。作者简介