海南大学
课程名称现代材料科学进展
题目名称二氧化硅气凝胶
学院材料与化工学院
专业班级2010级材料2班
姓名周俊琛
学号20100413310089
评阅老师：
日期：年月日
二氧化硅气凝胶
周俊琛20100413310089
摘要:本文从二氧化硅的研究历史和现状出发，从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展，并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。
关键词:二氧化硅气凝胶，制备，干燥，应用
Current Research and Applications of Silica
Abstract: The article reviewed the latest development and the h istory of the research of silica aerogel, summarized the progre ss of the silica aerogel research in the aspects of preparatio n methods, drying technologies, properties and current applicatio n. And the article also looks forward to the development prosp ect of silica aerogel.
Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application
一、气凝胶的简介
气凝胶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。。
二、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，研究者在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。不久之后，Rick Pekala(LLNL) 制备了有机气凝胶，包括间苯二酚-甲醛气凝胶、三聚氰胺-甲醛气凝胶。间苯二酚-甲醛气凝胶能够被热解得到纯碳气凝胶，该方法开创了气凝胶研究的新领域。
进入九十年代以后，对于气凝胶领域的研究更为深入。据不完全统计，近年来在各类杂志上有关气凝胶的文章以达三千多篇。美国的Science 杂志把气凝胶列为十大热门科学之一。
三、二氧化硅气凝胶的原理
在制作过程中，液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合，形成凝胶，然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器（高压釜）中干燥，并经过加热和降压，形成多孔海绵状结构。琼斯博士最终获得的气凝胶中空气比例占到了体积的99.8％。主要成分和玻璃一样也是二氧化硅，但因为它99.8％都是空气，所以密度只有玻璃的千分之一。
四、二氧化硅气凝胶的溶胶凝胶工艺
1、水量对Si02溶胶-凝胶的影响
研究认为，随着水相对TEOS 的增加，凝胶
时间基本呈明显的线性下降，这与TEOS 的水解
速率受水量影响一致。但如果水相对TEOS 超过
水解反应的理论物质的量比4以后，水作为缩聚
反应的生成物又会使凝胶时间逐渐延长。研究发
现水量的相对增加对成品性能(如密度)有显著
不利的影响，认为凝胶中水分的增加提高了后续
工艺的难度，容易导致收缩的显著加剧。
2、 温度对二氧化硅气凝胶的影响
温度升高有利于溶胶微粒的相互碰撞而凝
结，认为与凝胶时间基本成反比关系，但过高的温度容易导致结构的不均与粗大，因此一般研究中凝胶温度应低于70℃。
通过研究发现，低温下制备二氧化硅气凝胶发现低温下溶胶-凝胶反应仍然能进 OC 2H 5 Si OC 2H 5 OC 2H 5
H 5C 2O ＋ 4H 2O OH Si
OH OH HO ＋ 4C 2H 5OH HO Si
OH OH
OH ＋ HO Si OH OH OH Si HO Si O OH OH OH OH OH ＋ H 2O OH OH Si OH OH HO Si O HO ＋ H 2O 2H 2O SiO 2
＋ 水解 缩聚
脱水
行，溶胶粘度突变区时间明显延长，得到稳定的、可较长时间保存的、便于成膜的溶胶。该溶胶经成型、老化、临界流体干燥便得到无开裂、透明、高孔隙率的氧化硅气凝胶。
3、溶剂量对SiO2溶胶-凝胶的影响
TEOS的溶剂一般采用醇类。认为溶剂对体系还产生了稀释与占位作用，因此溶剂的增加常常对气凝胶的性能有利。研究认为凝胶时间一般与溶剂量成正比，成品密度与溶剂量成反比。但是，溶剂量过多不利于成品强度。
5、催化剂对SiO2溶胶一凝胶的影响
目前SiO2气凝胶制备普遍采用先酸后碱的两步法，低pH值有利于TEOS的水解，高pH值有利于溶胶的缩聚，两种反应互相竞争，因此在酸性体系中逐渐升高pH值时将导致凝胶时间的急剧缩短，乃至瞬间凝胶。凝胶时间相对pH值接近碱性下降，但接近中性后趋于稳定。由此可能对凝胶结构产生明显影响，如一般偏碱性条件下的产物透明性较差，折射率低，认为这与结构、孔隙粗大有关。
三、SiO2气凝胶的干燥技术
1、超临界干燥法
将醇凝胶中的有机溶剂或水加热、加压到临界温度和临界压力以上，系统中的气一液界面将消失，凝胶中的毛细管压力也不复存在。处于临界条件(即临界压力和温度)，避免或减少干燥过程中由于溶剂表面张力的存在而导致的体积大幅度收缩和开裂，从而获得保持凝胶原有形状和结构的气凝胶。
2、非超临界干燥法
非超临界干燥技术包括常压干燥、亚临界干燥、冷冻干燥等。亚临界干燥类似于超临界干燥，只是温度和压力低于临界点，对其机理的研究也较少。冷冻干燥是依靠低温将液气界面转化为固气界面，通过升华去除溶剂，同样能避免表面张力的不利影响。
常压干燥工艺的基本原理是首先用一种或多种低表面张力的溶剂替换湿凝胶中的孔隙溶液并通过改性使凝胶表面疏水化，防止在干燥过程中发生过度收缩变形和结构破坏。研究表明，网络增强及表面改性方法可以减小或消除气凝胶的碎裂程度，经合理常压干燥得到的二氧化硅气凝胶性能与通过超临界干燥工艺得到的基本一致。
常压干燥工艺的关键在于干燥前对湿凝胶的有效处理，一般可通过以下几种措施来进行:(1)增加凝胶网络的骨架强度，采用表面张力小的溶剂置换，减少凝胶干燥时孔洞间毛细管力的破坏;(2 )增大凝胶的孔径并使之大小均匀，在溶胶到凝胶过程中通过加入控制干燥的化学添加剂，如甲酞胺乙酞胺二甲基甲酞胺甘油等来改善凝胶中孔洞均匀性，减少干燥时产生的内应力差;(3)二氧化硅颗粒表面改性，有效防止凝胶干燥时骨架颗粒表面羟基发生不可逆缩聚而引起收缩;(4)采取有机高聚物的骨架交联强化，增强骨架结构强度。
四、应用
1) 工业及民用领域
在石化行业、化工行业和冶金行业中，管道、炉窑及其它热工设备普遍存在，用SiO2气凝胶及其复合材料替代传统的保温材料对它们进行保温，可以大大减少热能损失，提高热能利用率。在民用领域，具有高度透光率并能有效阻止高温热辐射的SiO2气凝胶可以用作太阳能集热器及其它集热装置的保温隔热材料，大大提高其实用性。用热导率极低的掺杂SiO2气凝胶取代聚氨酯泡沫作为冰箱等低温系统的隔热材料，可以防止该材料内含有大量氟里昂气体泄漏破坏大气臭氧层，从而保护人类的生存环境。冷藏集装箱作为一种冷冻、冷藏运输设备，必须有良好的隔热结构, 才能保证设备的正常工作，用SiO2气凝胶代替硬质聚氨酯泡沫塑料具有导热系数小、强度高、稳定性好、抗腐蚀等优点，可用作冷藏集装箱的隔热材料。气凝胶保暖服、保暖鞋已经以商品的形式出现在美国市场上，为极地探险、寒地运动、北极科考以及寒地单兵提供了御寒保障。
2) 节能建筑领域
目前高层或超高层建筑的主体大多采用钢结构，钢结构耐火性能差，如不采取有效的防火保护措施，一旦发生火灾，结构很容易遭到破坏，“911”事件中美国世贸大厦被烧毁就是最好的例证。将SiO2气凝胶隔热复合材料用于钢结构防火不但可以延长防火时间，而且高温下也不会释放出对人体有害的物质，属于全绿色防火材料，因而倍受人们青睐。青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，它的修建对促进经济交流、增进民族团结、维护国家统一、巩固国防安全、保持社会稳定更具有极其重要的战略意义。而在高原上兴建铁路要面临着高原气候与冻土两大难题，随着气温的变化和升降，冻土层产生冻结膨胀和融化下沉，并对建筑工程带来及其
不利的影响。这也是多年冻土地区的工程建筑物遭受破坏的原因之一。新型SiO2气凝胶高效隔热复合材料的开发对于解决这一难题具有广阔的前景。气凝胶玻璃作为一种新型建筑材料，具有很好的热稳定性、耐热冲击性以及隔热保暖性，可以替代传统的矿物棉，使房屋既隔热又保暖。如果将其用于高层建筑，则可取代一般幕墙玻璃，大大减轻建筑物自重，并能起到防火作用。此外，SiO2气凝胶隔热由于具有较低的表观密度和热导率以及较好的耐高温性能，可以用作高效隔热消声材料。
3) 特殊应用领域
在现代战争中，各类新式武器层出不穷，热防护工程作为这些新式航空航天武器的关键技术，可以起到保护内部控制电路失效和防止金属材质结构部件软化的重要作用。对于航空航天武器而言，密度是考核材料的关键指标，轻质材料对于提高武器的载重能力、飞行距离具有重要意义。在要求质轻和占用空间有限的绝热部位，采用气凝胶材料制备而成的隔热材料受到了高度重视。气凝胶材料具有低密度、高热容、低导热的突出特点，采用该类材料制备的隔热材料广泛应用于国内外各类先进武器的热防护工程。飞机上记录飞行状况数据的黑匣子已用该材料作为隔热层。英国“美洲豹”战斗机的机舱隔热层采用的也是该材料。另外，它还可以用作各类高温燃料电池、热电池、照明电池的隔热层。美国NASA在“火星流浪者”的设计中，也用过SiO2气凝胶隔热材料作为保温层，用来抵挡火星夜晚的超低温。在地球轨道上的航天器受到太阳光的直接照射以及温度为4 K的冷空间的热辐射，如不进行专门的热设计，正对太阳光的航天器表面温度可高达+200℃以上，而背对太阳光的航天器表面温度可低到－200℃以下，所以为了保证航天器及其仪器设备的正常工作，必须对航天器进行专门的热设计。最有效的办法就是在航天器表面覆盖隔热性能优异的多层隔热材料，SiO2气凝胶材料的隔热性能比常用的隔热材料(泡沫塑料) 好2 个数量级左右，是很好的替代材料。在人类移居月球的计划中，科学家已将SiO2气凝胶材料列为太空建筑的主体材料。
目前，我国海军核潜艇、蒸汽动力导弹驱逐舰的核反应堆、蒸发器、锅炉以及复杂的高温蒸汽管路系统均采用普通纤维材料（玻璃纤维、硅酸铝纤维等）作为隔热材料，在大型海洋舰艇、船舶上目前使用的隔热材料有：矿棉保温板、玻璃棉保温板、黄软木板、黑软木板、酚醛泡沫板、聚氨酯泡沫板、石棉泡沫板、聚酰亚胺泡沫板、磷腈泡沫板、聚双马来酰亚胺泡沫板等，这些材料的热导率随温度的升高而急剧升
高，隔热效果不是太好，易燃、笨重、难安装极大地影响了它们的作战能力。SiO2气凝胶隔热材料作为其替代产品，在舰船，尤其是核潜艇上的应用可以有效降低普通隔热材料的用量，增大舱内的使用空间，同时降低舱内温度，有效改善各种工作环境。另外，国外已用气凝胶材料研制出了士兵防护服，将对保护士兵免受环境影响、提高战斗力十分有利。
4) 其他应用方面：
1）低的声波传递速度，约为100 m/s，可以作为理想的声学延迟或高效隔音材料，以及理想的超声探测器的声阻藕合材料，理论上通过这种藕合可使声强提高到40 dB。
2）在光学特性方面，可制成可见光透明、红外不透明的气凝胶材料，红外与可见光的湮灭系数之比达到100以上，其折射率又接近于1，真空窗玻璃之间的硅气凝胶的热损失率比目前最好的窗系（氢气充填并用低发射率的铟氧化物或银涂层）相比要减少2/3，即可用于民用绝热透明材料，又可在军用红外隐身材料发挥作用。
3）气凝胶可以作为高技术项目惯性约束聚变所需的聚变冷冻靶的候选材料。由于其中低阻抗的空气（阻抗值为400 kg/m2）之间的匹配，在超声传感器系统方面得到有效的应用。
4）气凝胶有可控的纳米微孔，其孔洞大小分布均匀，气孔率高。可以作为气体过滤器的合适材料，在毒气的过滤和分离方面有很好的潜在应用前景。
5）由于其低介电常数和介电常数的可调性，可以作为新型集成电路的衬底材料。6）利用它的高孔隙率来作生物传感器、氧和二氧化碳传感器及水中有机溶剂吸附剂。7）纳米多孔氧化硅气凝胶透明、可呈现不同的颜色、轻的像烟一样浮在空中，可开发成高档工艺品。
8）纳米多孔氧化硅气凝胶还可用于高级化妆品中的添加剂、各种添加剂、润滑剂、油漆、研磨膏等，还可用于纳米吸附杀菌材料。
五、参考文献
[1]李华,乔聪震,牟占军. 二氧化硅气凝胶的常压制备及其特性研究[J]. 河南大学学报(自然科学版),2009,02:153-157.
[2]杨凯,庞佳伟,吴伯荣,陈实,吴锋,杨栋. 二氧化硅气凝胶改性方法及研究进展[J]. 北京理工大学学报,2009,09:833-837.
[3]吴国友,程璇,余煜玺,张颖. 常压干燥制备二氧化硅气凝胶[J]. 化学进展,2010,10:1892-1900.
[4]熊刚,陈晓红,吴文军,胡子君,孙陈诚,宋怀河. 柔韧性二氧化硅气凝胶的研究进展[J]. 硅酸盐通报,2010,05:1079-1085.
[5]杨杰,李树奎,闫丽丽,王富耻. 二氧化硅气凝胶的防爆震性能及机理研究[J]. 物理学报,2010,12:8934-8940.
[6]李伟. 溶胶—凝胶法制备二氧化硅气凝胶纳米材料的研究[D].湘潭大学,2002.
[7]熊刚. 柔韧性二氧化硅气凝胶的制备与性能研究[D].北京化工大学,2011.
[8]王非. 疏水二氧化硅气凝胶的疏水改性及常压制备[D].北京化工大学,2009.
[9]郑文芝. 二氧化硅气凝胶研制及其结构性能研究[D].华南理工大学,2010.
[10]刘国强. 介孔氧化硅气凝胶和微孔活性炭的制备、织构及氢气吸附性能[D].北京化工大学,2010.
[11]韩伟康. 二氧化硅气凝胶棉毡保温性能研究[D].青岛理工大学,2011.
[12]王后. 气凝胶热导率计算[D].南京大学,2013.
[13]左小荣. 常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺研究[D].中南林业科技大学,2013.
[14]张伟娜,李云辉,谢学锦,陆继龙,任敏,朱果逸. “两步”正交试验法研究二氧化硅气凝胶的最佳制备条件[J]. 吉林师范大学学报(自然科学版),2011,04:21-23. [15]沈军,王珏,吴翔. 二氧化硅气凝胶的纳米结构与分形特性[J]. 同济大学学报(自然科学版),1996,01:76-81.
气凝胶原理及市场 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
气凝胶市场调研报告 一、概述 二氧化硅气凝胶是一种合成的无定形硅胶，与结晶硅胶显着不同。硅胶分子由一个硅原子和两个氧原子构成。如下图所示，硅胶有两种基本形式：无定形硅胶和结晶硅胶。如果硅胶分子排列整齐并且形成可重复样式，则为结晶硅胶。如果硅胶分子排列不整齐，则为无定形硅胶。 两种不同气凝胶产品的扫描电子显微镜（SEM）图像显示，气凝胶存在无定形特性。粉末X光衍射没有发现可测量的结晶成分。在超过1200℃（显着高于气凝胶材料的最高使用温度）时，气凝胶会转换为结晶相。 二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料。因其具有纳米多孔结构（1~100nm）、低密度（3~250kg/m3）、低介电常数（~）、低导热系数（~(m·k)）、高孔隙率（80~%）、高比表面积（500~1000m2/g）等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质，在航天、军事、石油、化工、矿产、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用价值，被称为“改变世界的神奇材料”。 气凝胶于1931年在美国发明。目前气凝胶全球重点发展区域主要集中在美国、德国、英国，其中，依托强大的技术开发实力和新产品开发力度，美国的应用领域尤为突出和领先。在高性能气凝胶应用方面，美国已经成功应用于航空航天、新能源、建筑以及高级体育用品等方面。我国在气凝胶研究和开发方面尚属早期阶段，主要集中在附加值较高的航空航天、医药等方面，众多领域仍属空白。目前国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利埃材料研究中心，日本高能物理国家实验室，美国阿斯彭气凝胶技术有限公司等。国内主要集中在同济大学波尔固体物理实验室、浙江省绍兴市纳诺高科股份有限公司、广东埃力生高新科技有限公司、上海美桥科材料科技有限公司等。 二、基本特性
世界上第一个气凝胶产品是1931年制备出的。当时，美国加州太平洋大学(College?of?the?Pacific)的Steven.S.?Kistler提出要证明一种具有相同尺寸的连续网络结构的固体“凝胶”，其形状与湿凝胶一致。证明这种设想的简单方法，是从湿凝胶中驱除液体而不破坏固体形状。如按照通常的技术路线，很难做到这一点。如果只是简单地让湿凝胶干燥，凝胶将会收缩，常常是原来的形状破坏，破裂成小碎片。也就是说，这种收缩经常是伴随着凝胶的严重破裂。Kistler推测:凝胶的固体构成是多微孔的，液体蒸发时的液一气界面存在较大的表面张力，该表面张力使孔道坍塌。此后，Kistler发现了气凝胶制备的关键技术(Kistler,??1932)。?????Kistler研究的第一个凝胶是通过硅酸钠的酸性溶液浓缩制备的SiOZ凝胶。然而，他试图通过把凝胶中的水转变成超临界流体的方式来制备气凝胶却没有成功。Kistler再尝试首先用水充分洗涤二氧化硅凝胶(从凝胶中去掉盐)，然后用乙醇交换水，通过把乙醇变成超临界流体并使它跑掉，第一个真正的气凝胶形成了。Kistler的气凝胶与现在制备的二氧化硅气凝胶类似，是具有相当大的理论研究价值的透明、低密度、多孔材料。在之后的几年时间里，Kistler详尽地表征了他的二氧化硅气凝胶的特性，并制备了许多有研究价值的其它物质的气凝胶材料，包括:A1203?,?W03?,?Fe203?,?Sn02、酒石酸镍、纤维素、纤维素硝酸盐、?明胶、琼脂、蛋白、橡胶等气凝胶。? 后来，Kistler离开了太平洋大学，到Monsanto公司供职。Monsanto公司很快就开始生产商品化的气凝胶产品，Monsanto公司的产品是粒状的Si02材料，虽然其生产工艺无人知晓，但人们推断应当是Kistler的方法。Monsanto公司的气凝胶当时是被用来作化妆品及牙膏中的添加剂或触变剂。在以后的近30年中，有关气凝胶的研究几乎没有什么进展。直到20世纪60年代，随着价格便宜的“烟雾状的(fumed)”Si02的研制开发，气凝胶的市场开始萎缩，Monsant。公司停止了气凝胶的生产。? 从此，气凝胶在很大程度上被人淡忘了。直到20世纪70年代后期，法国政府向Claud?Bernard大学的Teichner教授寻求一种能储存氧气及火箭燃料的多孔材料。之后所发生的事情，在从事气凝胶研究的人员中有一种传说。Teichner让他的一个研究生来制备气凝胶并研究其应用，然而，使用Kistler的方法，包括两个耗时、费力的溶剂萃取步骤，他们的第一个气凝胶花了数周时间才制备出来。然后，Teichner告诉这个学生，要完成他的学位论文，将需要大量的气凝胶样品;该学生意识到，如按照Kistler的方法制备，这要花许多年才能完成，他精神崩溃地离开了Teichner的实验室;经过一段短暂地休息、思考，他又回到了实验室，有一种强烈的动机，激发他去寻找一种更好的Si02气凝胶的合成工艺。经过不懈地努力探索，该学生成功地应用溶胶一凝胶化学法制备出Si02气凝胶，这使气凝胶科学研究前进了一大步。这种方法用正硅酸甲酷(TMOS)代替Kistler所使用的硅酸钠，在甲醇溶液中通过TMOS水解一步产生凝胶(称为“醇凝胶”)，这消除了Kistler方法中的两个缺点，即醇水替换步骤及凝胶中存在无机盐，在超临界甲醇条件下干燥这些醇凝胶，就制备出高质量的Si02气凝胶。后来，Teichner的研究组及其他人使这种方法扩展，制备了多种金属氧化物气凝胶产品。?
气凝胶的市场规模和前景分析 气凝胶是世界上密度最小、孔径为纳米量级的固体，种类繁多，主要有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等。被称为“冷冻烟雾”。 据纽约消息报道，https://www.doczj.com/doc/346480488.html,宣布发布其最近完成的研究报告，题为“全球气凝胶市场的应用、形态、种类、工艺类型和地区——全球至2026年的预测”，通过对涵盖目标市场各个方面的详细划分，提供了对全球气凝胶市场的整体观点。报告称，2016年全球气凝胶市场价值为5.129亿美元，在2017-2026年复合年增长率31.8%的情况下，预计2026年全球气凝胶市场价值将达到80.837亿美元。 而气凝胶在国内市场起步较晚，前期主要是国外气凝胶产品在销售，价格较昂贵，市场推广力度也较小，近年来随着国内气凝胶企业逐步增多，实力不断增强，成本不断下降，规模不断扩大，再得益于国内节能减排政策推行和经济体量的迅速扩大，气凝胶行业驶入了快速发展通道。 1.中国气凝胶的供给情况 2008—2016年中国气凝胶产量情况
（单位：万吨） 2008—2016年中国气凝胶消费情况 （单位：万吨） 随着气凝胶工艺成本的降低和产业规模的不断扩大，一些新兴应用不断开发出来，气凝胶市场日益成熟。预计到2022年我国气凝胶产量预计达到2.32万吨，消费量为5.16万吨。
2017年—2020年中国气凝胶产量、消费量预测 （单位：万吨） 2气凝胶的中国市场 中国作为新兴经济体，在市场增长方面将会以快于国际平均水平的速度迅速增加，未来几年将进入快速增长阶段。关于气凝胶的一些新兴应用不断被开发出来，比如用于日用保温产品的气凝胶布，可用于帐篷、防寒服、消防服、冲锋衣化学服等，已经用于电子新能源电池等热源绝热的气凝胶纸等产品，气凝胶的市场将会日益成熟并不断扩大。 气凝胶市场规模及预测（单位：亿元) 中国气凝胶市场应用 未来中国的气凝胶主要用于建筑节能和石油石化，交通运输，电力工业等领域。预计到2019年，中国气凝胶约有30%用于建筑节能领域，25%用于石油石化领域。
海南大学 课程名称现代材料科学进展 题目名称二氧化硅气凝胶 学院材料与化工学院 专业班级2010级材料2班 姓名周俊琛 学号20100413310089 评阅老师： 日期：年月日
二氧化硅气凝胶 周俊琛20100413310089 摘要:本文从二氧化硅的研究历史和现状出发，从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展，并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。 关键词:二氧化硅气凝胶，制备，干燥，应用 Current Research and Applications of Silica Abstract: The article reviewed the latest development and the h istory of the research of silica aerogel, summarized the progre ss of the silica aerogel research in the aspects of preparatio n methods, drying technologies, properties and current applicatio n. And the article also looks forward to the development prosp ect of silica aerogel. Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application 一、气凝胶的简介 气凝胶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。。 二、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。
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.doczj.com/doc/346480488.html,） 塑料制品现状及未来发展 一、我国塑料制品行业市场规模情况 经过数十年的快速发展，我国塑料制品行业发生了巨大的变化。在“十二五”期间，我国塑料制品行业在产业结构调整、转型和升级中不断发展。近年来，我国塑料制品行业保持快速发展的态势，产销量都位居全球首位，其中塑料制品产量占世界总产量的比重约为20%。根据统计，2017年，我国塑料加工业规模以上企业由2011年的12963家增加15350家，市场竞争加剧的同时，行业集中度得到进一步提升;同期，规模以上企业主营业务收入从15584亿元增长至22800亿元以上，年复合增长率为7.93%。 2018年1-8月，塑料制品生产企业累计主营业务收入12426.3亿元，同比增长6.5%;实现利润总额624.9亿元，同比增长0.8%。 二、我国塑料制品行业进出口情况 近年来，受益于我国“稳外贸”政策的提振作用，国内塑料制品出口保持良好的增长态势。根据统计数据显示，2011年-2017年，中国塑料制品出口量从795万吨增长至1173万吨;同期，塑
料制品出口额从234.68亿美元增长至398.1亿美元。总体看来，在政策利好的作用下，我国塑料制品行业出口将呈稳定增长的趋势。 2018年3-6月中国塑料制品出口量呈上升趋势，2018年6月中国塑料制品出口量为118.5万吨，同比增长11.8%。2018年7月中国塑料制品出口量下降，2018年8-9月中国塑料制品出口量回升;2018年9月中国塑料制品出口量为118.3万吨，同比增长23.2%。 2018年1-3月中国塑料制品出口金额明显减少，2018年3月中国塑料制品出口金额为25.30百万美元，同比下降22.5%。2018年4-6月中国塑料制品出口金额呈增长趋势，2018年6月中国塑料制品出口金额为39.67百万美元，同比增长14.3%。2018年7-9月中国塑料制品出口金额回升，2018年9月中国塑料制品出口金额为38.89亿美元，同比增长18.5%。 三、我国塑料制品行业地区分布情况 我国塑料制品行业的区域集中度较高，并逐步形成了以华东地区、华中地区以及华南地区为核心产区，其他区域快速发展的格局。我国塑料制品产量前六个省市(浙江、广东、河南、湖北、江苏、四川)的市场占比超过全国市场的一半。其中，浙江省塑料制品产量为1,072.97万吨，占全国塑料制品市场产量的13.90%，位居全国第一。未来，随着汽车、消费电子、医疗等行
2017年气凝胶行业发展前景展望报告 (此文档为word格式，可任意修改编辑！） 201年8月
正文目录 一、什么是气凝胶？ (4) 二、气凝胶的分类 (5) 三、气凝胶的制备 (6) (一) 气凝胶的制备过程 (7) (二) 气凝胶的制备技术 (7) (三) 气凝胶改性 (12) 四、气凝胶的产品形式及应用 (12) （一）气凝胶的产品形式 (12) (二) 气凝胶的应用领域 (14) (三) 气凝胶的应用现状 (17) 五、气凝胶的应用市场 (17) （一）气凝胶全球市场分析 (17) (二) 气凝胶国内市场分析 (18) 六、全球主要气凝胶生产厂商 (21) （一）国外主要气凝胶企业 (21) （二）国内主要气凝胶企业 (23)
图目录 图1：气凝胶 (5) 图2：按成分分类的气凝胶 (6) 图3：气凝胶的制备过程 (7) 图4：无机气凝胶溶胶-凝胶技术 (8) 图5：RF气凝胶的制备过程 (9) 图6：CRF气凝胶制备 (10) 图7：SiO2气凝胶的产品形式 (13) 图8：与传统保温材料导热系数对比 (15) 图9：气凝胶全球市场规模 (18) 图10：全球绝热材料和气凝胶市场规模对比 (18) 图11：2014年和2015年国内气凝胶产量情况 (19) 图12：国内气凝胶市场规模预测 (20) 图13：2019年国内气凝胶应用占比预测 (21) 表目录 表1：气凝胶的特性及应用 (4) 表2：常见气凝胶的基本性能 (6) 表3：Aspen产品信息 (22) 表4：CABOT气凝胶产品分类 (23) 表5：埃力生产品信息 (23) 表6：纳诺科技产品信息 (24) 表7：纳诺科技气凝胶发展历程 (25)
气凝胶 作为世界上最轻的固体，气凝胶已经正式被列入吉尼斯世界纪录。气凝胶99%的组成成分是气体，这使得气凝胶呈云雾状，学术界称之为“固态的烟”；通常情况下其密度仅为3mg/cm3 (每毫升3克)，是玻璃的千分之一。其隔热性能优越常温下的热导率在0.011-0.016w/mk之间；纯的气凝胶很容易碎，但改进物理强度后，气凝胶具备很好的物理性能同时最高可耐受1600℃的高温。目前在溶胶-凝胶制备气凝胶工艺中，随着制作工艺的革新，制作成本降低，大大提高了气凝胶工业化应用的可能性。 英德埃力生气凝胶特性： 孔隙率：95-98% 孔径：20-70nm 比表面积：500-650m2/g 密度：12.5-18kg/m3 孔容： 3.5ml/g 导热系数：0.01-0.02w/m·k 突出特点： ·孔隙率极高（95－98％） ·密度极低 ·比表面积大（500－650m2/g） ·导热系数小 ·隔音减震性能好 利用其特性，气凝胶得到较广泛应用。例如：气凝胶中纳米大小的气孔可以像海绵一样收集各种污染物质。英国诺丁汉人鲍勃拥有了一套用气凝胶隔热的房子，房子的保温效果大大改善。登山者穿着有气凝胶隔热鞋垫的登山靴登顶珠穆朗玛峰只感觉脚底太热。气凝胶还可用作催化剂载体、超绝热燃烧载体、在恶劣气象条件下可以使用的燃烧质（类似固体酒精）、与燃料电池技术结合、用作光触媒载体等。
纳米气凝胶毡 工业领域用耐高温柔性隔热材料 气凝胶毡是以二氧化硅气凝胶为主体原料，通过高科技工艺复合而成。 柔韧、环保、可抑制辐射、可灵活施工的气凝胶毡，其导热系数极低，可应用于-200℃到1000℃温度范围的保温隔热，是工业管道、储罐、设备等领域最为理想的保温隔热材料，也是世界上最为先进的新型节能保温材料之一。 材料物理性能 包装状态卷状 厚度3mm、6mm、10mm，可按要求订制 幅宽920mm、1200mm、1500mm 导热系数0.018w/mk以下（25℃环境） 适用温度范围-200℃~90℃, 0℃~600℃,500℃~1000℃ 密度130-230kg/m3 疏水性整体疏水 应用特性 隔热性能优越 隔热性能是传统材料的3～8倍。达到同等隔热效果，所需隔热层厚度仅为传统材料的几分之一，且使用寿命长 良好的机械性能 质轻，柔韧，优良的抗拉强度 防火、疏水 防火性能为A1级，材料整体如荷叶般疏水。 易于加工、施工便捷 利用普通裁剪工具即可加工成适合复杂部件所需形状。 低厚度隔热层,大大缩短工时，大幅削减人力需求。 节省物流开支 更薄的隔热层,对比传统材料用量,大大降低物流成本
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 Teichne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。不久之后，Rick Pekala(LLNL) 制备了有机气凝胶，包括间苯二酚-甲醛气凝胶、三聚氰胺-甲醛气凝胶。间苯二酚-甲醛气凝胶能够被热解得到纯碳气凝胶，该方法开创了气凝胶研究的新领域。 进入九十年代以后，对于气凝胶领域的研究更为深入。据不完全统计，近
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。不久之后，Rick Pekala(LLNL) 制备了有机气凝胶，包括间苯二酚-甲醛气凝胶、三聚氰胺-甲醛气凝胶。间苯二酚-甲醛气凝胶能够被热解得到纯碳气凝胶，该方法开创了气凝胶研究的新领域。 进入九十年代以后，对于气凝胶领域的研究更为深入。据不完全统计，近
气凝胶 1、简介 气凝胶，英文aerogel又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。 按其组分，可分为单组分气凝胶，如SiO2，Al2O3，TiO2，炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3，SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的气凝胶是单组份的SiO2气凝胶和炭气凝胶（有机气凝胶）。 气凝胶，英文aerogel又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。如下图所示。 图1气凝胶 按其组分，可分为单组分气凝胶，如SiO2，Al2O3，TiO2，炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3，SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的气凝胶是单组份的SiO2气凝胶和炭气凝胶（有机气凝胶）。 2、气凝胶的特点 (1)孔隙率很高，可高达99.8%；科学家们表示，因为它有数百万小孔和皱摺，所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开，它会填满一个有足球场那么大的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物，还能充当气穴。研究人员认为，一些形式的由铂金制成的气凝胶能用于加速水解及氢的产生。这样的话，气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。
(2)纳米级别孔洞(~20nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm)； (3) 高比表面积，可高达1000m2/g； (4) 低密度，可低至0.003g/cm3。 (5) 气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率，常温下可以低至0.013W/(m·K)，比空气的导热系数还低。下图为不同材料的导热系数对比图。 图2 气凝胶与传统材料导热系数对比图 (6) 强度低，脆性大，由于其比表面积和孔隙率很大，密度很低，导致其强度很低。如SiO2气凝胶杨氏模量不到10MPa，抗拉强度只有16KPa，断裂韧度只有0.8kPa·m1/2)孔隙率很高，可高达99.8%；科学家们表示，因为它有数百万小孔和皱摺，所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开，它会填满一个有足球场那么大的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物，还能充当气穴。研究人员认为，一些形式的由铂金制成的气凝胶能用于加速水解及氢的产生。这样的话，气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。 3、气凝胶应用
气凝胶市场调研报告 一、概述 二氧化硅气凝胶是一种合成的无定形硅胶，与结晶硅胶显著不同。硅胶分子由一个硅原子和两个氧原子构成。如下图所示，硅胶有两种基本形式：无定形硅胶和结晶硅胶。如果硅胶分子排列整齐并且形成可重复样式，则为结晶硅胶。如果硅胶分子排列不整齐，则为无定形硅胶。 两种不同气凝胶产品的扫描电子显微镜（SEM）图像显示，气凝胶存在无定形特性。粉末X 光衍射没有发现可测量的结晶成分。在超过1200℃（显著高于气凝胶材料的最高使用温度）时，气凝胶会转换为结晶相。 二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料。因其具有纳米多孔结构（1~100nm）、低密度（3~250kg/m3）、低介电常数（1.1~2.5）、低导热系数（0.013~0.025W/(m·k)）、高孔隙率（80~99.8%）、高比表面积（500~1000m2/g）等特点，在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质，在航天、军事、石油、化工、矿产、通讯、医用、建材、电子、冶金等众多领域有着广泛而巨大的应用价值，被称为“改变世界的神奇材料”。 气凝胶于1931年在美国发明。目前气凝胶全球重点发展区域主要集中在美国、德国、英国，其中，依托强大的技术开发实力和新产品开发力度，美国的应用领域尤为突出和领先。在高性能气凝胶应用方面，美国已经成功应用于航空航天、新能源、建筑以及高级体育用品等方面。我国在气凝胶研究和开发方面尚属早期阶段，主要集中在附加值较高的航空航天、医药等方面，众多领域仍属空白。目前国际上关于气凝胶材料的研究工作主要集中在德国的维尔茨堡大学、BASF公司、美国的劳伦兹·利物莫尔国家实验室、桑迪亚国家实验室，法国的蒙彼利埃材料研究中心，日本高能物理国家实验室，美国阿斯彭气凝胶技术等。国主要集中在同济大学波尔固体物理实验室、省市纳诺高科股份、
学 年 论 文 题目： SiO 2气凝胶的研究现状与应用 学 生： 房斯曼 学 号： 200902010204 院 （系）：材料科学与工程学院 专 业： 材 料 化 学 指导教师： 李 翠 艳 2012年 6 月 1 日
SiO2气凝胶的研究现状与应用 材化092 班###指导老师：李## (陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021） 摘要:本文从二氧化硅的研究历史和现状出发，从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展，并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。 关键词:二氧化硅气凝胶，制备，干燥，应用 Current Research and Applications of Silica Abstract: The article reviewed the latest development and the history of the research of silica aerogel, summarized the progress of the silica aerogel research in the aspects of preparation methods, drying technologies, properties and current application. And the article also looks forward to the development prospect of silica aerogel. Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application 0 前言 二氧化硅气凝胶是在保持胶体骨架结构完整的情况下，将胶体内溶剂干燥后的产物,它问世于1931年，美国科学家首先由斯坦福大学的S．S．Kistler制得了二氧化硅气凝胶。1966年J．B．Peri利用硅酯经一步溶胶—凝胶法制备出氧化硅气凝胶，从而使材料的密度更低，进一步推动了气凝胶研究的进展。1974年粒子物理学家Cantin等首次报道了将1700升和1000升的氧化硅气凝胶应用于两个Cerenkov探测器。此后，硅气凝胶作为隔热材料又成功地应用于双面窗HJ。1985年Tewari使用二氧化碳为超临界干燥介质，成功地进行了湿凝胶的干燥，推动了硅气凝胶的商业化进程。 随着人们对二氧化硅气凝胶研究的深入，气凝胶制备及应用有了许多新的发展。本文从二氧化硅现有的制备方法和二氧化硅气凝胶的性能出发，查阅各方资料，指出了不同的制备条件对二氧化硅气凝胶性能的影响以及各种方法的优点及待改进的地方，总结了二氧化硅气凝胶的各种优异的性能以及在各个领域的应用。并且对二氧化硅气凝胶的发展进行的展望。 1 SiO2气凝胶的制备工艺 目前，二氧化硅气凝胶的主要制备方法就是通过溶胶凝胶方法先得到SiO2凝胶，再经过干燥可得到二氧化硅气凝胶。溶胶凝胶制备二氧化硅凝胶因为受到很多因素的影响，在不同的制备因素下所得到的气凝胶性能会有所影响。
气凝胶项目 合作方案 规划设计/投资分析/实施方案
气凝胶项目合作方案 气凝胶材料经过80多年的发展，已经逐渐从实验室的研发阶段步入工业化应用阶段，虽然价格昂贵，应用不广，但在民用、航天、军事等高技术领域的应用目前是无法取代的。随着现代制备技术的不断发展，成本进一步降低，其应用领域将越来越广。气凝胶的轻量化、复合化和柔性化将是二十一世纪气凝胶超级隔热材料的主要发展方向。 该气凝胶项目计划总投资19022.47万元，其中：固定资产投资13120.19万元，占项目总投资的68.97%；流动资金5902.28万元，占项目总投资的31.03%。 达产年营业收入45884.00万元，总成本费用34849.72万元，税金及附加360.86万元，利润总额11034.28万元，利税总额12917.11万元，税后净利润8275.71万元，达产年纳税总额4641.40万元；达产年投资利润率58.01%，投资利税率67.90%，投资回报率43.50%，全部投资回收期 3.80年，提供就业职位682个。 严格遵守国家产业发展政策和地方产业发展规划的原则。项目一定要遵循国家有关相关产业政策，深入进行市场调查，紧密跟踪项目产品市场走势，确保项目具有良好的经济效益和发展前景。项目建设必须依法遵循
国家的各项政策、法规和法令，必须完全符合国家产业发展政策、相关行业投资方向及发展规划的具体要求。 ......
气凝胶项目合作方案目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案
二氧化硅气凝胶系列产品生产基地建设项目可行性研究报告 XXXXXX有限公司 年产5万立方米二氧化硅气凝胶系列产品项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 高级工程师：高建
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目负责人 (1) 1.1.6项目投资规模 (1) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (2) 1.1.9项目建设期限 (2) 1.2项目承建单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (4) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2项目提出缘由 (9) 2.3项目建设必要性分析 (9) 2.3.1顺应我国战略性新兴产业快速发展的需要 (9) 2.3.2推动二氧化硅气凝胶产业技术进步促进我国新材料产业快速发展的需要 (10) 2.3.3符合《中国制造2025》“三步走”实现制造强国战略目标 (11) 2.3.4有利于项目企业做大做强的需要 (12) 2.3.5增加就业带动相关产业链发展的需要 (12) 2.3.6促进项目建设地经济发展进程的的需要 (12) 2.4项目可行性分析 (13) 2.4.1政策可行性 (13) 2.4.2市场可行性 (13) 2.4.3技术可行性 (14) 2.4.4管理可行性 (14) 2.5分析结论 (15) 第三章行业市场分析 (16) 3.1我国新材料产业发展状况分析 (16) 3.2我国新材料产业市场状况分析 (17) 3.3我国新材料产业发展趋势及前景分析 (18)
气凝胶调研报告 1. 目的 了解气凝胶的基本信息、研究现状、应用现状以及国内相关厂家的信息，寻找其在功能玻璃上的应用。 2. 气凝胶概述 2.1 气凝胶的概念 凝胶（gel）指的是溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了液体作为分散介质的特殊分散体系[1]。 气凝胶（aerogel）指的是当凝胶脱去大部分溶剂，凝胶中液体含量比固体含量少得多，或者凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体时，即湿凝胶中液体被气体取代同时保持网络结构，外表呈现固体状的物质称为气凝胶，一般又称为干凝胶（xerogel）[2]。但是从严格的定义上来讲，气凝胶与干凝胶并非同一概念。有文献指出，湿凝胶经过超临界干燥得到的是气凝胶，经过常压干燥得到的是干凝胶；气凝胶是块状结构，而干凝胶一般是粉体或者颗粒[3]。 图1 气凝胶 2.2 气凝胶的发展 气凝胶最早问世于1931年，由美国斯坦福大学的Samuel Stephens. Kistler[4]利用溶胶凝胶法结合超临界干燥技术水解水玻璃的方法制备出具有完整网络结构的硅气凝胶，同时研究了硅气凝胶的性质，并预言气凝胶在催化、隔热、玻璃和陶瓷等领域的应用，但是由于受到制备工艺的限制，并未得到人们的足够重视。1966年，J. B. Peri[5]利用硅脂经一步溶胶凝胶法制备出氧化硅气凝胶，推动了气凝胶的发展。1974年粒子物理学家Cantin[6]等首次报道了较SiO2气凝胶应用于切伦科夫探测器探测高能粒子。80年代，Tewari[7]对湿凝胶的干燥工作进行研究，推动了硅气凝胶的商业化过程。 国内最早于1955年，由同济大学波尔固体物理研究所对气凝胶展开研究。随后，清华大学、东华大学等高校也对气凝胶展开研究。 2.3 气凝胶的分类 按其组分，气凝胶可分为单组分气凝胶，如SiO2、Al2O3、TiO2、炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3、SiO2/TiO2等。 目前研究最广泛、深入的气凝胶是单组分的SiO2气凝胶和炭气凝胶；其中以SiO2气凝胶的应用最为广泛[8]；炭气凝胶由于制备工艺复杂、原料昂贵、生产周期长等，产业化困难、市场难以接受[3]。 2.4 SiO2气凝胶的性质
二氧化硅气凝胶..
海南大学 课程名称现代材料科学进展 题目名称二氧化硅气凝胶 学院材料与化工学院 专业班级 2010级材料2班 姓名周俊琛 学号 20100413310089 评阅老师： 日期：年月日
二氧化硅气凝胶 周俊琛20100413310089 摘要:本文从二氧化硅的研究历史和现状出发，从制备方法、干燥工艺、性能与应用领域等方面综述了二氧化硅气凝胶的研究进展，并对二氧化硅气凝胶的发展前景进行了展望。 关键词:二氧化硅气凝胶，制备，干燥，应用 Current Research and Applications of Silica Abstract: The article reviewed the latest development and the h istory of the research of silica aerogel, summarized the progre ss of the silica aerogel research in the aspects of preparatio n methods, drying technologies, properties and current applicatio n. And the article also looks forward to the development prosp ect of silica aerogel. Keywords: silica aerogel, preparation, drying, application 一、气凝胶的简介 气凝胶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。。 二、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。
中国气凝胶行业现状调研及发展趋势分析 报告（2016-2021年） 报告编号：1665207
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/346480488.html,基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称：中国气凝胶行业现状调研及发展趋势分析报告（2016-2021年） 报告编号：1665207←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7650 元可开具增值税专用发票 网上阅读：https://www.doczj.com/doc/346480488.html,/R_ShiYouHuaGong/07/QiNingJiaoShiChangXianZhuangYu QianJing.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 气凝胶是世界上密度最小、孔径为纳米量级的固体，种类繁多，主要有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等等。最早由美国科学工作者Kistler在1931年制得，近10年才开始利用超临界技术小规模生产。 目前，国产气凝胶市场仅仅刚刚起步，生产企业寥寥无几，基本都是生产粉末气凝胶，年总产量在万吨，售价在40万-70万/吨，进口气凝胶达到15万美元/吨。气凝胶下游应用领域广泛，目前我国气凝胶行业主要产品有气凝胶绝热毡、绝热板、绝热粉体和绝热采光板等 我国气凝胶行业主要产品还较为初级，大多数企业能够生产气凝胶粉体颗粒，但是不能生产气凝胶复合材料产品。因此，市场上的产品以颗粒为主。能生产复合材料产品的有纳诺高科股份有限公司、广东埃力生高新科技有限公司、浙江通瑞新材料技术有限公司等少数几家公司。 2014年中国主要气凝胶企业产能一览表 2014年我国气凝胶产能约1.35万吨，行业产量约1.05万吨，近几年我国气凝胶行业产量情况如下图所示： 2008-2014年我国气凝胶行业产量情况 中国气凝胶行业现状调研及发展趋势分析报告（2016-2021年）对我国气凝胶行业现状、发展变化、竞争格局等情况进行深入的调研分析，并对未来气凝胶市场发展动向作了详尽阐述，还根据气凝胶行业的发展轨迹对气凝胶行业未来发展前景作了审慎的判断，为气凝胶产业投资者寻找新的投资亮点。
SiO2气凝胶保温隔热材料在建筑节能技术中的应用 摘要】气凝胶是一种由纳米高聚物分子构成的新型多孔网格结构材料。常见的 二氧化硅(SiO2)气凝胶的密度为0.003～0.15g/cm3，90%以上纳米级孔隙率，尺寸 小于50nm，其在热学、声学和光学等方面展现出优越的特性。在热学方面，常 温下的SiO2气凝胶的多孔网格结构对固态和气体热传导能起到有效抑制作用，具有高效的隔热性能和极低的热导率，SiO2气凝胶还能在950℃高温下保持良好的 多孔网络结构。因此，SiO2气凝胶是目前公认的最优秀的轻质保温超级隔热材料，在建筑节能、航空航天、医学、化工、冶金等领域具有广阔和极具潜力的应用前景。 【关键词】SiO2气凝胶；保温隔热材料；建筑节能技术；应用 一、气凝胶节能材料 气凝胶是一类新型纳米材料，具有多孔网络骨架结构，比表面积大，材料内 部有超过90%体积的空气，密度极低；气凝胶材料的导热系数极低，气凝胶用作 建筑材料，具有轻量化和节能效果好的优势。气凝胶的制备通常需要经历两个阶段:溶胶－凝胶和干燥阶段。 气凝胶节能材料的典型代表是SiO2气凝胶，也是科学家最早发现的气凝胶种类，首先是由斯坦福大学Kistler教授以硅酸钠为硅源，制备了水凝胶，再对水凝 胶进行超临界干燥法制得的，最初的SiO2气凝胶机械强度很差，且制造成本高，仅应用在实验室研究中，无法用于工业生产，并且研究技术难度大，因此在最初 的三十多年里都无太大的发展。直到20世纪80年代末，气凝胶才有初步的工业 应用，主要应用于卫星探测器、太空飞船和宇航服等尖端科技领域；直到进入21 世纪，尤其是近几年，气凝胶材料才有应用于节能建筑领域中的案例。例如，瑞 典airglass公司推出的SiO2气凝胶玻璃，用作建筑门窗，可大大降低供暖和制冷 能耗。除了国外的研究之外，我国学者也将气凝胶用于建筑领域中，并取得了一 定进展：同济大学沈军教授等研究开发了气凝胶保温板、保温毡等，已在建筑管道、墙体等方面应用，节能效果为传统材料的5倍，并且机械强度、抗震、安全 环保、防火性能都优于传统材料。 二、在建筑节能保温隔热中的应用 （一）SiO2气凝胶玻璃 SiO2气凝胶是一种同时具备两种特性(低导热系数和高光透过性)的材料，尤 其是具备高光透过率，因而它可以被用到建筑玻璃上，既可以减少室外的热量向 室内扩散，也可以阻止室内的热量向室外传递，起到保温隔热的作用，同时还太 不影响室内采光。目前的研究表明，SiO2气凝胶应用到玻璃中主要有两种方式： 一是做到两层玻璃的夹层中，二是在普通玻璃外面镀膜。这种玻璃目前国外研究 者研究较多，而国内则鲜有报道。起初，国外专家将密度150kg/m3、厚度18mm 的单片硅气凝胶夹在两块4mm后的玻璃中间，制成1m×1m的窗户，最终测得制 成的玻璃中间和整体传热系数分别为0．52、0．57W/(m2·K)。进而在此基础上改进，采用真空夹板的形式，将气凝胶先制成平板，再夹到两块玻璃中间，制成厚 度15mm、面积55cm×55cm的玻璃，并将中间抽真空；同时也对密封圈做了改进。后来，将SiO2气凝胶颗粒填充到玻璃中，得到气凝胶玻璃的透光率为88%，传热系数为0．4W/(m2·K)，极大提高了其性能。但实际应用时气凝胶的使用量较大， 成本较高。后来有国外专家通过常压干燥法在玻璃表面增加一层SiO2气凝胶薄膜，