常压干燥制备SiO2气凝胶的研究

常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺研究1. 引言1.1 研究背景二氧化硅气凝胶是一种广泛应用于吸附、隔热、隔声等领域的功能材料。

其具有高比表面积、低密度、良好的介电性能和热稳定性等优点，因此受到了广泛关注。

常压干燥是一种常用的制备气凝胶的方法，可以在常温下通过蒸发溶剂将胶体颗粒形成多孔结构，得到气凝胶材料。

常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺存在着一定的问题和挑战，如颗粒聚集、孔隙结构不均匀等。

有必要对常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺进行深入研究，以提高气凝胶材料的性能和稳定性，拓展其应用领域。

本研究旨在探讨常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺，分析其影响因素，优化制备工艺，并展望其在吸附、隔热等方面的应用前景。

【研究背景】1.2 研究目的研究目的是通过常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺研究，探索优化制备工艺，提高气凝胶的制备效率和性能，并应用于更广泛的领域。

具体来说，研究目的包括以下几个方面：研究常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法和工艺参数，寻找最佳制备工艺，提高气凝胶的制备效率和品质；对制备的气凝胶进行性能表征，包括孔结构、比表面积、孔径分布等，从而了解气凝胶的物理和化学性质；分析影响气凝胶性能的因素，如原料选择、干燥条件等，并进行优化工艺，进一步提高气凝胶的性能和稳定性；展望二氧化硅气凝胶在储能、传感、隔热等领域的应用前景，为其产业化和商业化提供技术支持和发展方向。

【2000字】.2. 正文2.1 制备方法常压干燥制备二氧化硅气凝胶的制备方法主要包括溶胶凝胶法和超临界干燥法两种。

溶胶凝胶法是指将硅源溶解于适量的溶剂中，加入催化剂和控制剂，经过酸碱中和、定向水解和缩聚，形成二氧化硅溶胶。

随后，将溶胶经过成型和固化处理，得到凝胶体。

进行干燥处理，得到二氧化硅气凝胶制品。

而超临界干燥法则是将溶胶体直接置于高压高温的超临界条件下，采用超临界流体作为介质，利用超临界流体的溶解能力将溶剂从凝胶中溶解出来，实现非常快速的干燥过程。

作者简介：夏紫顿，男，汉族，江西南昌人，硕士研究生，研究方向：环保材料，西安科技大学地质与环境学院。

夏紫顿（西安科技大学地质与环境学院，陕西西安710054）摘要：SiO 2气凝胶是一种轻质纳米多孔网状结构材料，在航空、环保、建筑、等领域都有很好的应用前景。

目前国内外多以正硅酸甲酯、正硅酸乙酯为硅源、以超临界干燥工艺制备SiO 2气凝胶，成本昂贵，工艺过程复杂，耗能费时，原料有一定毒性，超临界高温高压干燥存在较大的危险性。

本研究以水玻璃为硅源，通过常压干燥制备高性能、低密度的块状SiO 2气凝胶材料，研究结果表明：所制备的SiO 2气凝胶平均密度在0.11~0.16g/cm 3，比表面积在450~650m2/g ，孔隙率为90%~98%，具有较高疏水性，对甲基红的吸附率达到80%。

关键词：水玻璃；SiO 2气凝胶；常压干燥；块状中图分类号：TQ 170文献标识码：A 文章编号：1671-1602（2019）09-0121-02气凝胶通常是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体，目前最轻的气凝胶仅有0.16mg/cm 3。

由于其内部一般80%都空气，故有非常好的隔热效果。

最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶，对环境无污染，节能环保，并有着诸多较好的性质，符合当前人们对应用材料的要求[1]。

在航天、航空[2]、催化剂附载、太阳能利用和建筑物节能等方面均有广泛的运用[3]。

本文选用廉价的水玻璃作为硅源，在常压干燥条件下制备SiO2气凝胶，并研究不同种类酸对气凝胶制备的影响，确定最佳制备方案。

1二氧化硅气凝胶的制备（1）硅酸钠溶液的配制。

取20g 摩尔数为1的硅酸钠颗粒于烧杯中，加入80ml 的超纯水溶解，制得质量分数为20%的硅酸钠溶液，再配制10%和15%的硅酸钠溶液做浓度对比测试。

（2）加酸凝胶。

取一定量所配硅酸钠溶液，加乙酰胺和入适量乙二醇作为催化剂，再向溶液中滴加酸，在制备时选用了不同的酸进行对比。

常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺研究【摘要】本文主要研究了常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺。

通过分析常压干燥工艺流程、影响因素、工艺优化探讨、气凝胶性能测试和干燥效果比较，得出了制备气凝胶的最佳工艺参数。

实验结果表明，优化后的工艺能够制备具有优良性能的二氧化硅气凝胶。

对常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺进行了总结，并展望了其在未来的应用前景。

本研究有助于推动气凝胶材料在各个领域的应用和发展。

【关键词】常压干燥、二氧化硅气凝胶、制备工艺、影响因素、工艺优化、性能测试、干燥效果、结论、展望、应用前景1. 引言1.1 背景介绍二氧化硅气凝胶是一种具有微孔结构和极低密度的固体材料，具有优异的绝热性能、吸附性能和光学性能，在航空航天、能源领域、制冷保温等方面有广泛的应用。

常压干燥制备二氧化硅气凝胶是一种简单、经济的制备方法，其通过溶胶-凝胶法制备溶胶，再经过固定化剂交联、稀释和干燥等步骤得到气凝胶产品。

常压干燥工艺相对于高温高压干燥工艺来说，操作简单，能够保留原料的微观结构，提高气凝胶的物性性能。

由于常压干燥工艺具有便捷性和经济性，因此对其进行深入研究，探索其制备二氧化硅气凝胶的工艺参数和性能优化具有重要意义。

本文旨在通过对常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺进行研究，为其在实际应用中提供更好的参考和指导。

1.2 研究目的本研究旨在探究常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺，通过对不同工艺参数的调节和优化，实现对气凝胶性能的提升和干燥效果的改进。

具体目的包括以下几点：1. 确定常压干燥工艺流程，建立稳定的制备方法；2. 分析影响气凝胶品质的关键因素，寻找最佳制备条件；3. 探讨工艺优化的可行性，提高气凝胶的比表面积和孔隙结构；4. 对制备的气凝胶进行性能测试，评估其吸附性能和力学性能；5. 对常压干燥和其他常见干燥方法进行比较，探讨其优劣势及适用范围。

通过以上研究目的，旨在为常压干燥制备二氧化硅气凝胶提供更科学、更有效的工艺方法，并为气凝胶在吸附材料、隔热材料等领域的应用奠定基础。

二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研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细研究。

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。

性能研究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，孔径分布均匀。

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，失重量非常低，表现出良好的热稳定性。

3. 吸附性能：通过氮气吸附/脱附实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实验，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。

应用前景二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究为其在催化剂、热绝缘、吸附等领域的应用提供了理论基础和实验依据。

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广阔的应用前景。

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研究，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广阔的应用前景。

大连工业大学科技成果——常压干燥工艺制备介孔SiO2气凝胶及其复合材料项目简介SiO2气凝胶是一类新型轻质介孔材料，具有超低密度、高孔容、高比表面积和低热导率等特点，在催化吸附、保温隔热、废气废水处理和药物载体等许多领域具有广阔的应用前景。

传统上，SiO2气凝胶的制备多采用超临界干燥工艺，但超临界干燥工艺复杂、成本高，而且有一定的危险性。

本项目以水玻璃等为原料，通过常压干燥工艺制备疏水介孔SiO2气凝胶以及TiO2-SiO2、WxTiO2-SiO2、CsxWO3-SiO2等多种复合气凝胶材料。

在常压干燥技术制备纯SiO2气凝胶基础上，研发的升级产品（SiO2复合气凝胶产品）主要包括：TiO2-SiO2复合气凝胶，WxTiO2-SiO2复合气凝胶，磁性SiO2气凝胶，磁性SiO2-TiO2复合气凝胶、CsxWO3-SiO2复合气凝胶，以及SiO2/玻璃棉复合保温隔热毡等系列产品。

本项目采用常压干燥工艺合成SiO2气凝胶及其复合材料，已具备成熟的制备技术，现已申报并获授权相关专利10项，其中已有2项专利技术转让，其余8项专利如下：一种负载光催化剂的SiO2复合气凝胶材料及其制备方法，ZL201510079810.5；轻质介孔复合气凝胶材料及其制备方，ZL201410131471.6；一种光催化剂/SiO2复合气凝胶材料及其制备方法，ZL201510079953.6；一种复合空气净化涂料及其制备方法，ZL201210375693.3；一种SiO2气凝胶/无机棉复合保温隔热毡及其制备方法，ZL201210118184.2；一种TiO2-SiO2复合气凝胶的制备方法，ZL201210118102.4；介孔WO3及其制备方法，ZL201010595964.7；SiO2-WO3复合气凝胶及其制备方法，ZL201010597377.7。

主要技术特点SiO2气凝胶为纳米介孔结构，比表面积500-900m2/g，表面可呈现出明显的亲/疏水性，对有机溶剂、有机染料和甲醛等挥发性有机化合物具有极高的吸附性能；并且能够有效的吸附和释放药物。

SiO2气凝胶的常压干燥制备及在隔热纺织品中的应用的开题报告1. 研究背景随着社会经济的发展，人们对生活品质的追求也越来越高，其中隔热性能的要求尤为重要。

隔热材料的应用不仅能够降低室内温度，提高居住舒适度，还可以节约能源，减少环境污染。

而气凝胶因其优良的隔热性能和轻质化特点，在隔热材料中得到了广泛的应用。

气凝胶是一种孔隙率极高，密度极低的无机材料，可以通过常压干燥制备得到。

2. 研究目的本研究主要旨在探究气凝胶的常压干燥制备方法，并将其应用于隔热纺织品中，以提高纺织品的隔热性能。

3. 研究内容(1) 气凝胶的常压干燥制备方法的研究：探究制备气凝胶的常压干燥方法，分析不同制备参数对气凝胶性能的影响，确定最佳的制备工艺。

(2) 气凝胶在纺织品中的应用研究：研究不同气凝胶掺量对纺织品隔热性能的影响，分析气凝胶掺量与隔热性能的关系，确定最佳的气凝胶掺量。

(3) 隔热纺织品的性能测试：对应用气凝胶的隔热纺织品进行隔热性能测试，分析隔热性能指标，并与传统隔热材料进行比较。

4. 研究意义(1) 探究气凝胶的常压干燥制备方法，为气凝胶的制备提供了新的实现途径，同时为进一步探究气凝胶的制备和应用奠定基础。

(2) 研究气凝胶在纺织品中的应用，可以为纺织品制造业提供新的隔热材料选择，提高纺织品的附加值。

(3) 对应用气凝胶的隔热纺织品进行性能测试，可以对新型隔热材料的性能进行评价和指导，并为隔热材料的研发提供新思路。

5. 研究方法(1) 气凝胶的常压干燥制备方法采用溶胶-凝胶法，控制干燥温度、时间等制备参数，制备不同性能的气凝胶。

(2) 采用溶胶-凝胶法将不同掺量的气凝胶加入纺织品中，用热压法将其固定在纺织品表面。

(3) 采用热流计测试隔热纺织品的热传导系数和隔热性能指数，同时进行红外相机测试纺织品表面温度，评价隔热性能。

6. 预期结果(1) 确定气凝胶的优化制备工艺，实现常压干燥制备方法。

(2) 确定纺织品中气凝胶的最佳掺量，提高纺织品的隔热性能。

1前言硅气凝胶作为催化剂载体和隔热材料具有广阔的应用前景。

然而，由于硅气凝胶的制备需使用昂贵的有机前体（原硅酸盐或原硅酸甲酯）作为硅源来制备醇凝胶并在超临界干燥条件下除去溶剂醇，这需要更高的温度和压力（乙醇的临界温度是243.10℃，临界压力为6.3MPa；CO 2的临界温度为31.1℃，临界压力为7.29MPa ）。

对干燥容器的高需要求大大增加了气凝胶的成本。

同时，操作可能很危险。

气凝胶制备成本高且风险大，阻碍了气凝胶的工业生产。

2实验准备用磁力搅拌器在烧杯中混合聚氧硅氧烷和乙醇，并缓慢加入水和催化剂。

继续搅拌2min 直至反应物完全混合。

将混合物倒入密封管中，并将其置于60℃水浴中。

凝胶形成后（管体倾斜45°，管内液体不明显流动，表明溶胶已凝胶化），加入一定量的无水乙醇继续老化，无水乙醇为每24h 更换一次。

有效期为4天。

将改性剂（甲基三乙氧基硅烷）加入正己烷溶液中，密封在凝胶管中，在60℃水浴中进行表面改性72h。

改性后，倒出改性液体，用正己烷清洗凝胶，直至改性剂不含正己烷。

最后，在60℃下干燥48h，得到硅胶。

通过SEM 观察二氧化硅的形态。

通过傅立叶变换红外光谱仪（ftir ）研究表面改性反李万景,汪勇,李建彬（江苏脒诺甫纳米材料有限公司，宜兴214221）SiO 2气凝胶的工艺研究现状与发展进行综述，考虑到传统制备SiO 2气凝胶的超临界干燥工艺存在工艺复杂、设备昂贵、产率低、安全隐患大且难以实现产业化生产等缺点，本文通过对溶胶凝胶过程等工艺的优化，采用常压干燥法制备出成块性较好的疏水性SiO 2气凝胶，主要探讨了表面改性剂和常压干燥介质对气凝胶成块性和物理性能的影响。

气凝胶；干燥工艺应。

表面积用NDVA1000孔径分布分析仪测定气凝胶含量，用流体静力学平衡法测定水凝胶的密度。

通过测量气凝胶表面上水滴的润湿角来表征气凝胶的疏水性。

3凝胶过程PDEOS（A）类似于原硅酸四乙酯的预聚物，对应于原硅酸四乙酯的多次水解缩合。

常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺研究
1.实验原理
二氧化硅气凝胶是一种多孔均质的材料，其特点是具有超大比表面积和孔径分布范围广、孔隙度高等特点。

其制备方法主要包括溶胶凝胶法、超临界干燥法、微乳化法、湿法气凝胶法、常压干燥法等。

本实验采用常压干燥法制备二氧化硅气凝胶，其制备过程主要包括溶胶制备、凝胶形成和常压干燥三个步骤。

2.实验步骤
（1）溶液制备：将硝酸银、硅酸钠分别溶解在去离子水中，搅拌均匀后混合，得到初级溶胶。

（2）凝胶形成：将初级溶胶在常温下反应，得到凝胶。

（3）常压干燥：将凝胶放入干燥箱中，通入氮气，进行常压干燥。

3.实验条件
本实验的实验条件如下：
（1）硝酸银浓度：0.05 mol/L
（3）搅拌时间：2 h
（5）干燥温度：70℃
（6）氮气气流速度：5 L/min
4.实验结果
通过常压干燥制备的二氧化硅气凝胶样品经过表征，得到了以下结果：
（1）样品呈现白色，外观为多孔均质的结构。

（2）比表面积：363 m2/g
（3）孔径分布：主要在3-20 nm范围内，平均孔径为10.5 nm。

（4）孔隙度：达到76.1%。