超低密度二氧化硅气凝胶制备新方法

二步法制备超低密度SiO_2气凝胶
王珏;黎青;沈军;周斌;陈玲燕;蒋伟阳
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】1996(30)1
【摘要】以正硅酸乙酯（ＴＥＯＳ）为原料，利用二步法制备低密度ＳｉＯ２凝胶。

研究不同溶液配比对凝胶化过程的影响，分析Ｃ２Ｈ５ＯＨ、（ＣＨ３）２ＣＯ和ＣＨ３ＣＮ为稀释溶剂形成凝胶的特点，结合ＣＯ２超临界干燥处理，制备出密度小于１０ｋｇ／ｍ３的超低密度ＳｉＯ２气凝胶，并与传统一步法制备的ＳｉＯ２气凝胶进行了结构比较。

【总页数】5页(P41-45)
【关键词】气凝胶;二步法;二氧化硅
【作者】王珏;黎青;沈军;周斌;陈玲燕;蒋伟阳
【作者单位】同济大学波耳固体物理研究所,中国工程物理研究院核物理与化学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ427.26
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二氧化硅气凝胶的制备 nature
二氧化硅气凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料，它具有低密度、高比表面积和优异的吸附性能。

在自然界中，二氧化硅气凝胶的形成主要是通过溶胶-凝胶法实现的。

制备二氧化硅气凝胶的关键是选择合适的硅源和溶剂。

常用的硅源有硅酸盐和硅酸醇，它们可以与碱性溶液中的水解产生硅酸胶。

而溶剂的选择则取决于溶胶-凝胶过程的需要，常用的有水、醇类和醚类溶剂。

制备二氧化硅气凝胶的过程可以分为溶胶制备、凝胶形成和干燥三个步骤。

在溶胶制备阶段，将硅源加入溶剂中，并通过搅拌或超声处理使其均匀分散。

随后，通过调节溶液的pH值和温度，使硅酸胶逐渐形成。

在凝胶形成阶段，硅酸胶会发生聚合反应，形成三维网络结构。

最后，在干燥阶段，将凝胶样品进行烘干或超临界流体干燥，使其失去溶剂并形成气凝胶。

值得注意的是，制备二氧化硅气凝胶的条件需要仔细控制。

例如，在溶胶制备过程中，溶液的pH值和温度会影响硅酸胶的形成速率和结构特征。

此外，凝胶形成阶段的反应时间和温度也会对气凝胶的孔径大小和分布产生影响。

因此，制备过程中需要进行多次实验，优化条件，以获得理想的二氧化硅气凝胶。

总的来说，二氧化硅气凝胶的制备是一个复杂而精细的过程。

通过
选择合适的硅源和溶剂，并控制制备条件，可以获得具有优异性能的二氧化硅气凝胶。

这种材料在吸附、催化、隔热等领域具有广泛的应用前景，对于解决环境和能源问题具有重要意义。

专利名称：超低密度二氧化硅气凝胶的制备专利类型：发明专利
发明人：朱斌,陈国
申请号：CN200710050974.0
申请日：20071225
公开号：CN101468798A
公开日：
20090701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种制备超低密度二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：用该方法制备的二氧化硅气凝胶密度从3mg/cm－30mg/cm可调，成本低可操作性强，得到的产品质量高适合规模化工业化生产。

具体操作如下，称取一定数量的硅溶胶，要求硅溶胶原胶粒粒径在8nm左右，将硅溶胶慢慢滴加到预先准备好的体积比为硅溶胶5到50倍的醇或酮或醇酮混合体中形成预聚体，密封容器于100－200℃条件下脱水凝胶并老化3－15天形成湿凝胶，敞开密封盖于30－80℃下干燥形成超低密度二氧化硅气凝胶，将该凝胶于400－500℃维持1－3小时纯化气凝胶。

申请人：成都思摩纳米技术有限公司
地址：611731 四川省成都市高新西区成都思摩纳米技术有限公司
国籍：CN
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二氧化硅气凝胶的制备 nature二氧化硅气凝胶是一种具有广泛应用前景的材料，其制备方法一直备受关注。

本文将介绍一种以人类视角来描述的制备过程，以增加读者的阅读体验。

我们需要准备一定量的二氧化硅原料。

二氧化硅可通过硅源和氧源反应生成，常用的硅源有硅酸钠或硅酸铵，而氧源则可以是氢氧化钠或氢氧化铵。

将适量的硅源和氧源混合，然后加入适量的溶剂，如乙醇或水。

溶剂的选择取决于具体的应用需求。

接下来，将混合物搅拌均匀，并加热至适当的温度。

加热的目的是促进反应的进行，使硅源和氧源能够充分反应。

温度的选择应根据具体的反应条件来确定，一般在100-200摄氏度之间。

在反应过程中，可以根据需要添加一些辅助剂来调控气凝胶的性质。

例如，可以添加一些表面活性剂来控制气凝胶的孔隙结构和比表面积。

此外，还可以添加一些稳定剂来提高气凝胶的热稳定性和机械强度。

反应完成后，将得到的混合物进行过滤和洗涤，以去除残留的溶剂和杂质。

过滤可以使用常见的过滤设备，如滤纸或膜过滤器。

洗涤则可以使用适当的溶剂进行，以确保产物的纯度。

将洗涤后的混合物进行干燥，得到二氧化硅气凝胶。

干燥的方式可以是自然风干或采用干燥箱等设备进行。

干燥的时间和温度需要根据具体的实验条件来确定，以保证气凝胶的质量。

通过以上的制备步骤，我们可以得到优质的二氧化硅气凝胶。

这种气凝胶具有很高的比表面积和孔隙结构，因此在吸附、催化、隔热等领域有着广泛的应用前景。

同时，这种制备方法也具有简单、可控性强等优点，因此在工业化生产中具有潜在的价值。

二氧化硅气凝胶的制备是一个复杂而有趣的过程。

通过合理的实验设计和操作步骤，我们可以获得高质量的气凝胶，为材料科学和应用领域提供新的可能。

希望本文能够对读者了解二氧化硅气凝胶的制备方法有所帮助，并引发更多有关该领域的探讨和研究。

sio2气凝胶SIO2气凝胶引言：SIO2气凝胶是一种具有广泛应用前景的材料，其独特的性质和多样的制备方法使其在许多领域发挥重要作用。

本文将介绍SIO2气凝胶的制备方法、物理性质、应用领域以及未来的发展趋势。

一、制备方法1. 溶胶-凝胶法：将硅酸酯或硅酸盐与溶剂混合，形成溶胶，通过水解和凝胶化反应制备气凝胶。

2. 超临界干燥法：利用超临界流体的特性，将溶胶中的溶剂去除，使溶胶转化为凝胶。

3. 气相法：通过化学反应或物理方法将气态前体转化为凝胶，然后通过热解或热处理得到气凝胶。

二、物理性质1. 低密度：SIO2气凝胶具有极低的密度，通常在0.1-0.3 g/cm3之间，是目前已知最轻的固体材料。

2. 高比表面积：由于其多孔的结构，SIO2气凝胶具有巨大的比表面积，通常在500-1000 m2/g之间。

3. 优良的隔热性能：由于其低导热系数和多孔的结构，SIO2气凝胶具有优异的隔热性能，广泛应用于建筑和节能领域。

4. 超低折射率：SIO2气凝胶具有极低的折射率，能够减少光的反射和折射，提高光学器件的效率。

三、应用领域1. 热隔离材料：由于其优异的隔热性能，SIO2气凝胶被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域，用于热隔离和节能。

2. 声学材料：SIO2气凝胶具有良好的声学吸音性能，可用于制备吸音材料，降低噪音污染。

3. 催化剂载体：由于其大的比表面积和孔隙结构，SIO2气凝胶作为催化剂的载体具有更高的催化活性和选择性。

4. 环境污染治理：SIO2气凝胶可以吸附和固定有机物和重金属离子，被广泛应用于水处理和空气净化领域。

5. 生物医学应用：SIO2气凝胶具有良好的生物相容性和药物缓释性能，可用于制备药物载体和组织工程支架等。

四、未来发展趋势1. 纳米复合气凝胶的制备：将纳米材料与气凝胶结合，制备具有多功能性能的复合材料。

2. 纳米孔调控：通过精确控制气凝胶的孔结构和孔径，实现对气凝胶性能的调控和优化。

3. 生物医学领域的应用拓展：开发更多具有生物活性的气凝胶，用于药物缓释、组织工程和生物传感等领域。

二氧化硅气凝胶及其复合材料制备与吸附应用研究共3篇二氧化硅气凝胶及其复合材料制备与吸附应用研究1二氧化硅气凝胶及其复合材料制备与吸附应用研究气凝胶一词源自于“aerogel”，是指以大量的气体分布在凝胶空隙中，形成一种具有极低密度、高孔隙率和高比表面积的固体材料。

其中，二氧化硅气凝胶以其良好的物理、化学特性和广泛的应用领域备受关注。

本文将介绍二氧化硅气凝胶的制备方法及其在各个领域中的应用。

二氧化硅气凝胶的制备方法主要有超临界干燥法、溶胶-凝胶法和湿化减胶法等。

超临界干燥法在高温高压的条件下通过液态二氧化硅的物理变化实现气凝胶的制备，具有工艺简单、制备时间短和制备成本低等特点；溶胶-凝胶法通过物理或化学反应形成透明的凝胶体，再进行干燥制备气凝胶。

其中，溶液浸渍法是一种简单有效的制备气凝胶的方法，它首先将硅源溶解成某一浓度的溶液，然后将材料浸泡在溶液中，最终经过煅烧得到气凝胶。

湿化减胶法以硅源和特殊的聚合物为原料，在液相中形成凝胶，再通过严格的热处理和气相转化得到气凝胶。

此外，常温干燥和冻干等方法也可制备气凝胶。

气凝胶具有很高的比表面积和孔隙的联通性，并且可以通过改变它的孔隙结构调控其吸附能力，因此气凝胶也广泛应用于吸附材料的制备。

例如，二氧化硅气凝胶可以在大气压下吸附一系列气体，如一氧化碳、二氧化碳、氮气和甲醛等。

在催化剂的制备中，二氧化硅气凝胶与其他物质复合制备的催化剂表现出了更优秀的催化活性和稳定性，如铂-二氧化硅气凝胶催化剂在醇类氧化反应中表现出了良好的催化性能。

在环境治理领域，二氧化硅气凝胶还可以作为污染物吸附剂，例如硅凝胶改性后可以有效吸附水中的重金属离子，净化水质。

除了作为纯净材料外，二氧化硅气凝胶也经常与其他材料复合制备，以实现更好的吸附性能。

例如，铁掺杂二氧化硅气凝胶在吸附五氯酚方面表现出更高的吸附性能；杂化气凝胶中加入不同种类的有机物可以增加其吸附性能。

综上所述，二氧化硅气凝胶具有很高的比表面积和孔隙的联通性，并且可以通过改变其孔隙结构调控其吸附能力。

二氧化硅气凝胶的制备方法
二氧化硅气凝胶的制备方法有以下几种常见的方法：
1. 塔织法：通过将硅溶胶从塔织纺丝孔中比较自由地分离出来，然后经烟气热解制备。

2. 凝胶法：通过将硅溶胶溶液脱水，使得其产生凝胶，然后再进行干燥制备。

3. 片状硅溶胶制备法：先制备片状硅溶胶，然后在高温下干燥脱水得到气凝胶。

4. 前驱体定向聚合制备法：将单体添加到硅溶胶溶液中，随后发生定向聚合，最终制备气凝胶。

5. 微乳液制备法：通过调整表面活性剂和硅溶胶之间的相互作用，能够形成稳定的微乳液，然后通过水解和聚合反应制备气凝胶。

以上是几种常见的制备方法，不同的方法具体操作步骤和参数可能会有所不同。

制备二氧化硅气凝胶涂料通常是通过以下步骤进行的：
1.凝胶制备：首先制备二氧化硅气凝胶。

这一步可以通过溶胶-凝胶法或超临界干燥法来实现。

在溶胶-凝胶法中，一般采用硅源（如硅酸钠或硅酸酯）、溶剂和催化剂，将它们混合形成胶体溶液，然后经过凝胶化反应形成凝胶。

超临界干燥法则是通过将二氧化硅凝胶置于超临界条件下，利用压力和温度的控制将凝胶转化为气凝胶。

2.凝胶破碎：将制备好的二氧化硅气凝胶进行破碎，得到粒径适当的气凝胶颗粒。

3.涂料配方调制：根据所需的性能和应用要求，将气凝胶颗粒与合适的基础涂料（如丙烯酸酯乳液、有机或水性树脂）进行混合。

可以根据需要添加胶凝剂、稀释剂、颜料等。

4.涂层制备：将调制好的涂料通过刷涂、滚涂、喷涂等方式均匀地涂覆在目标表面上。

根据实际需要，可以进行多层涂覆。

5.干燥和固化：让涂层在适当的条件下进行干燥和固化，以使其形成稳定的二氧化硅气凝胶膜。

需要注意的是，具体的制备方法和配方可能因应用需求、原材料可用性和制备规模而有所差异。

在实际操作中，要根据具体情况进行实验和优化，确保所得的涂料具有所需的性能和质量。

此外，在涂料制备和应用过程中，安全操作和环境保护也是至关重要的考虑因素。

二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能探究引言二氧化硅气凝胶作为一种新型多孔材料，具有低密度、高比表面积和良好的热稳定性等优点，被广泛应用于催化剂支撑体、热绝缘材料、吸附材料等领域。

其常压干燥法制备具有操作简便、成本低廉等优势，因此在实际应用中具有潜力。

本文针对二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能进行了详尽探究。

常压干燥法制备二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备主要包括溶胶凝胶法和凝胶树脂法。

溶胶凝胶法是将硅源和溶剂混合制成溶胶，经固化凝胶化后在常压下干燥得到气凝胶。

凝胶树脂法则是将硅源和某种高分子凝胶剂混合制成凝胶，再在常压下干燥制备气凝胶。

性能探究1. 结构性能：通过扫描电子显微镜(SEM)观察二氧化硅气凝胶的形貌结构，结果显示其呈现多孔络合结构，孔径分布匀称。

使用BET比表面积测试仪测定气凝胶的比表面积，结果显示其比表面积达到数百平方米/克级别，具有很大的吸附能力。

2. 热稳定性：通过热重分析仪对二氧化硅气凝胶进行热稳定性测试，结果显示其在高温下保持稳定，失重量分外低，表现出良好的热稳定性。

3. 吸附性能：通过氮气吸附/脱附试验测试气凝胶的孔隙结构和吸附性能。

结果显示其具有较高的孔隙体积和孔径分布，适用于各种气体的吸附。

此外，对二氧化硅气凝胶进行染色后，可以用于吸附有机染料等物质。

4. 机械性能：通过载荷曲线测试机对气凝胶进行拉伸试验，结果显示其具有较好的拉伸强度和延展性，具备良好的机械性能。

应用前景为其在催化剂、热绝缘、吸附等领域的应用提供了理论基础和试验依据。

同时，常压干燥法具有操作简便、成本低廉等优势，适用于大规模制备。

因此，二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备具有宽广的应用前景。

结论本文通过对常压干燥法制备的二氧化硅气凝胶进行性能探究，得出了以下结论：二氧化硅气凝胶具有多孔络合结构、高比表面积、良好的热稳定性和吸附性能；常压干燥法制备简便、成本低廉，适用于大规模制备；二氧化硅气凝胶具有宽广的应用前景。

一种二氧化硅气凝胶球及其制备方法
二氧化硅气凝胶球的制备方法为：
1. 配置前驱体：将甲基硅酸钾、硅溶胶、羟丙基甲基纤维素与水按照质量比为1：（0.5～1）：0.01：4混合。

2. 配置酸液：配置质量浓度为20%-40%的酸水溶液。

3. 混合反应：将步骤一制得的前驱体与步骤二制得的酸水溶液以1～3:1的质量比在管道混合器中混合成混合液，然后将混合液通过与管道混合器连接的喷嘴从固化塔的塔顶向下喷射，喷射出的液体经固化塔中从出风管喷出的自下而上的风作用形成球形化凝胶，最后落入到位于固化塔塔底的水中。

其中，风的风速为1～8m/s且温度为60～90℃。

4. 浸泡置换：将步骤三固化塔塔底得到的凝胶球水洗和乙醇水溶液浸泡置换，然后置于温度为60～75℃的改性剂中改性4～8小时。

5. 干燥处理：最后将步骤四改性后的凝胶球在70℃干燥2小时，再在150℃干燥2小时，即得二氧化硅气凝胶球。

需要注意的是，具体的制备方法可能因研究目的和应用需求而有所差异。