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气凝胶材料隔热应用研究进展
罗明凯;何亮;谢擎宇;丁帅;刘文龙;周立春;王思哲;廖家轩
【期刊名称】《成都大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】气凝胶是一种具有高孔隙率、高比面积、低密度与低热导率的超级隔热材料,有着传统隔热材料无法比拟的隔热性能.通过文献调研,简要介绍了气凝胶的制备方法与隔热机理,归纳总结了气凝胶在航空航天、建筑、织物与新能源汽车动力电池领域的隔热应用,并对气凝胶的局限性和发展做出了总结和展望,以期对后续的相关研究提供帮助.
【总页数】8页(P61-68)
【作者】罗明凯;何亮;谢擎宇;丁帅;刘文龙;周立春;王思哲;廖家轩
【作者单位】成都大学机械工程学院;电子科技大学长三角研究院(衢州)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ427.26
【相关文献】
1.气凝胶隔热性能及复合气凝胶隔热材料研究进展
2.SiO2气凝胶及纤维复合SiO2气凝胶隔热材料表征方法
3.氧化硅气凝胶隔热复合材料在建筑节能应用中的研究进展
4.土木工程新型保温隔热材料的应用\r——以纳米气凝胶保温隔热材料为例
5.气凝胶隔热材料制备及航天热防护应用研究进展
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国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有多孔结构和极低密度的功能性材料，因其独特的物理和化学性质在各个领域都有着广泛应用。
近年来，随着人们对新型材料需求的增加，气凝胶在国内外的研究与发展也日益受到重视。
一、气凝胶的定义和特点气凝胶是一种由高度交联的凝胶组成的多孔材料，其孔隙结构可调控，并且具有极低密度和良好的绝热性能。
这些特点使得气凝胶成为一种独特的新型材料，被广泛应用于隔热隔音、吸附分离、催化剂载体等领域。
二、国内气凝胶研究现状在我国，气凝胶的研究起步较晚，但近年来取得了显著进展。
许多高校和科研机构开展了气凝胶的制备和应用研究，为我国气凝胶产业的发展奠定了基础。
目前，国内研究重点主要集中在气凝胶的制备方法、性能调控以及应用领域拓展等方面。
1. 气凝胶制备方法目前，国内气凝胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶胶凝胶法等。
这些方法的不断改进和优化，使得气凝胶的制备更加简便高效，并且可以调控气凝胶的孔隙结构和物理性能，满足不同领域的需求。
2. 气凝胶性能调控近年来，国内研究人员通过改变气凝胶的成分、控制热处理条件等手段，成功调控了气凝胶的力学性能、绝热性能、吸附性能等重要性能。
这些研究成果为气凝胶在航空航天、建筑节能等领域的应用提供了有力支撑。
3. 气凝胶应用领域拓展除了传统的隔热隔音领域，国内研究人员还开展了气凝胶在光学、催化剂载体等领域的应用研究。
例如，石墨烯气凝胶的制备与性能研究、金属氧化物气凝胶的催化性能等方面均取得了显著成果。
三、国外气凝胶研究现状相较于国内，国外气凝胶的研究历史更为悠久，研究水平也更加成熟。
欧美国家在气凝胶的制备方法、性能表征、应用拓展等方面取得了一系列重要进展，并且在多个领域有着广泛的应用。
1. 气凝胶的制备方法国外研究人员将超临界干燥、溶胶-凝胶等方法应用于气凝胶的制备中，并通过“模板法”、“超分子自组装”等手段实现了气凝胶的结构调控。
这些研究方法为气凝胶的精密制备和应用提供了重要技术支持。
气凝胶研究报告
气凝胶是一种微孔材料，具有极高的比表面积和较大的孔隙度。
由于其独特的性质，气凝胶在众多领域具有广泛应用前景，包括能源储存、热隔离、环境治理、生物医学等。
本研究报告主要探讨了气凝胶的制备方法、性质及其在能源领域的应用。
首先，我们采用溶胶-凝胶法制备了气凝胶材料。
通过控制溶
液中的物质浓度、pH值以及反应时间，成功制备出了均匀分
散的气凝胶样品。
研究结果表明，制备条件的优化对气凝胶的孔隙结构和比表面积具有重要影响。
其次，我们对气凝胶的性质进行了表征。
扫描电子显微镜观察结果显示，气凝胶呈现出均匀的多孔结构，孔隙大小在几纳米到几十微米之间。
比表面积测试结果表明，气凝胶的比表面积可达到上千平方米/克，具有较高的吸附性能。
最后，我们研究了气凝胶在能源领域的应用。
实验结果表明，气凝胶可以用作超级电容器的电极材料，具有较大的电容量和较低的内阻。
此外，将气凝胶材料应用于储能材料的电解液中，可以提高电池的存储容量和循环寿命。
总结起来，本研究通过溶胶-凝胶法制备了高品质的气凝胶材料，并对其进行了详细的性质表征。
研究结果显示，气凝胶在能源领域具有广泛的应用前景。
然而，目前对气凝胶制备方法和性质的研究还有待深入探索，以进一步改进气凝胶的性能和应用范围。
气凝胶防寒服的研制与性能评价作者：苏文桢卢业虎来源：《丝绸》2020年第09期摘要：在低温环境下，需要穿着具有良好保暖能力的防寒服装来保护穿着者免受伤害。
基于气凝胶良好的隔热性能及低密度等优点，文章研制了一款气凝胶防寒服装。
同时招募了6名女性受试者在人工气候室内进行真人穿着实验，比较了气凝胶防寒服与冲锋衣在保暖性能方面的差别。
在温度0 ℃、相对湿度80%、风速0.4 m/s、静坐90 min实验条件下，记录人体局部皮肤温度和平均皮肤温度，以及主观冷暖感。
研究结果表明，穿着气凝胶防寒服时人体局部皮肤温度和平均皮肤温度均高于穿着冲锋衣，主观冷暖感也优于冲锋衣。
由此可见，将气凝胶应用到防寒服装中是可行的，并具有较强的实际应用价值。
关键词：气凝胶;防寒服;皮肤温度;保暖性能;冷暖感中图分类号： TS941.17文献标志码： A文章编号： 10017003（2020）09005805引用页码： 091111DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2020.09.011（篇序）Development and performance evaluation of aerogel-based cold protective clothingSU Wenzhen1， LU Yehu1，2（1.College of Textile and Clothing Engineering， Soochow University， Suzhou 215006，China;2.Nantong Textile and Silk Industrial Technology Research Institute， Nantong 226300，China）Abstract：In low temperature environment， cold protective clothing with good thermal insulation is required to protect wearer’s bod y from cold stress. In this study， aerogel-based cold protective clothing was developed by using the aerogel materials with good thermal insulation performance and low density. Six female subjects voluntarily participated in wearing tests to compare the thermal insulation difference between aerogel-based cold protective clothing and the traditional winter jacket in the artificial climate chamber. The experiments were performed under the conditions of air temperature 0 ℃， relative humidity 80% and wind speed 0.4 m/s， each subject sit still for 90 min. During the test， the local skin temperature， mean skin temperature， warm and cool feeling were recorded. The results showed that the aerogel-based cold protective clothing was better than the winter jacket in terms of local skin temperature， mean skin temperature， warm and cool feeling. The research findings demonstrate the feasibility of applying aerogel in cold protective clothing，showing strong practical application value.Key words：aerogel; cold protective clothing; skin temperature; thermal insulation property; warm and cool feeling收稿日期： 20200103;修回日期： 20200807基金項目：中国纺织工业联合会科技指导性项目（2019020）;苏州市重点产业技术创新项目（SYG201812）;南通市科技计划项目（JC2018039）作者简介：苏文桢（1996），女，硕士研究生，研究方向为功能服装开发。
国内外气凝胶发展现状气凝胶是一种具有优异物理性能和化学性能的多孔固体材料，由于其具有高比表面积、大孔径和大孔体积等特点，在吸附、分离、传质、催化等领域有着广泛的应用。
目前，国内外对气凝胶的研究和开发取得了显著进展，为不同领域的应用提供了新的可能性。
一、气凝胶的基本概念及制备方法气凝胶是一种由凝胶去除溶剂而得到的多孔固体材料，具有非常低的密度和高度的孔隙率。
常见的气凝胶有硅胶、碳胶、氧化锌胶等。
制备气凝胶的方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶剂交换法等。
其中，溶胶-凝胶法是目前应用最为广泛的一种方法，通过溶胶的凝胶化和干燥过程，可以较为简便地获得气凝胶材料。
二、气凝胶在吸附领域的应用气凝胶具有高度的孔隙率和比表面积，使其在吸附领域有着广泛的应用。
气凝胶材料可以作为吸附剂用于废水处理、空气净化等，也可以用作储氢材料、气体分离材料等。
此外，气凝胶还可以用于吸附有机物质和金属离子，具有很高的吸附性能和选择性。
三、气凝胶在隔热材料领域的应用由于气凝胶具有低密度和优异的隔热性能，使其成为一种理想的隔热材料。
气凝胶材料可以有效减少能量传输和热传导，广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域。
同时，气凝胶还具有优异的防火性能，可以提高材料的综合性能和安全性。
四、气凝胶在催化领域的应用气凝胶具有高度的活性表面积和孔隙结构，使其在催化领域有着重要的应用。
气凝胶材料可以作为载体用于催化剂的制备，提高反应的效率和选择性。
同时，气凝胶还可以用于催化反应的气体分离和传质过程，具有很好的催化效果和稳定性。
五、气凝胶在生物医学领域的应用气凝胶具有优异的生物相容性和生物可降解性，使其在生物医学领域具有广阔的应用前景。
气凝胶材料可以作为药物载体用于缓释药物、组织工程等领域，也可以用于医疗器械的制备和修复。
此外，气凝胶还可以用于细胞培养和组织工程的支架材料，为生物医学领域的研究和应用提供新的可能性。
六、气凝胶的未来发展方向未来，气凝胶作为一种具有多种优异性能的材料，其在吸附、隔热、催化、生物医学等领域的应用将会不断拓展和深化。
一、实验目的本实验旨在制备一种具有优异电磁波吸收性能的磁性气凝胶，并对其结构和性能进行表征。
通过研究磁性气凝胶的制备工艺、结构特征以及电磁波吸收性能，为电磁兼容、热管理等领域提供新型材料。
二、实验材料与仪器1. 实验材料：- 氧化石墨烯（GO）- 钛金属纳米片（TiO2）- 磁性纳米颗粒（Co/Fe3O4）- 乙烯基三乙氧基硅烷（VTES）- 水合肼（NH2NH2·H2O）- 水合碳酸钠（Na2CO3）- 氯化钠（NaCl）- 蒸馏水2. 实验仪器：- 真空干燥箱- 磁力搅拌器- 紫外可见分光光度计- 扫描电子显微镜（SEM）- X射线衍射仪（XRD）- 电磁波吸收测试仪三、实验方法1. 制备磁性气凝胶：（1）将一定量的GO、TiO2和磁性纳米颗粒混合，加入一定量的VTES，搅拌至形成均匀的溶液。
（2）将溶液倒入模具中，置于真空干燥箱中干燥，得到磁性气凝胶前驱体。
（3）将前驱体在氮气氛围下进行碳化处理，得到磁性气凝胶。
2. 结构表征：（1）利用SEM观察磁性气凝胶的微观形貌。
（2）利用XRD分析磁性气凝胶的晶体结构。
3. 电磁波吸收性能测试：（1）将制备的磁性气凝胶样品置于电磁波吸收测试仪中，测试其在不同频率下的电磁波吸收性能。
（2）根据测试结果，分析磁性气凝胶的电磁波吸收性能。
四、实验结果与分析1. 结构表征：（1）SEM结果显示，磁性气凝胶具有多孔结构，孔隙分布均匀，孔径大小在几十纳米到几百纳米之间。
（2）XRD结果显示，磁性气凝胶主要由Co/Fe3O4磁性纳米颗粒和碳纳米管组成，且具有较好的晶体结构。
2. 电磁波吸收性能：（1）在频率为2.4GHz时，磁性气凝胶的反射损耗为-62.4dB，有效吸收带宽为6.56GHz。
（2）与未添加磁性纳米颗粒的气凝胶相比，磁性气凝胶的电磁波吸收性能得到显著提高。
五、结论本实验成功制备了一种具有优异电磁波吸收性能的磁性气凝胶。
通过引入磁性纳米颗粒和碳纳米管，优化了气凝胶的结构和性能，使其在电磁兼容、热管理等领域具有广泛的应用前景。
2气凝胶/纤维复合材料热稳定性的研究’> SiO2气凝胶/纤维复合材料热稳定性的研究摘要：本文以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体；乙醇和水为溶剂；采用HCl和NH3·H2O两步催化法；以莫来石纤维为增强材料,在溶胶-凝胶过程后,经过表面改性；采用常压干燥工艺、真空干燥工艺,制备了轻质纳米SiO2气凝胶/莫来石纤维复合材料。
采用STA 449 C型热重分析仪,对复合材料的热稳定性进行了测试,并分析了纤维填入后对复合材料热稳定性的影响。
关键词：热稳定性；绝热复合材料；SiO2气凝胶；莫来石纤维1 引言随着现代科技的发展,很多领域对隔热材料的要求越来越高,传统的隔热材料,如：无机纤维、有机泡沫等已不能满足现代工业的需求。
因此,现代工业隔热材料的新的发展方向气凝胶复合隔热材料应运而生,其主要是由于气凝胶具有高空隙率,而且其孔为纳米尺寸,可以有效地抑制热传导和热对流,是目前最理想的隔热材料[1-4]。
但纯SiO2气凝胶强度低、韧性差,不能作为单独的块体材料用于保温隔热工程[5-6]。
气凝胶/纤维复合材料凭借其自身独特的性能优势,在现代航空、军工、化工、冶金等高新技术领域有着广泛的应用前景[7-8]。
2 实验部分2.1 仪器与试剂本文所采用的试剂为正硅酸乙酯（TEOS）、乙醇、三甲基氯硅烷、正丁醇、正己烷、甲酰胺等均为分析纯试剂；盐酸浓度为 0.1mol/L、氨水浓度为 1mol/L ；水为蒸馏水；纤维为一般工业用莫来石陶瓷纤维。
本文所采用的仪器为JB-2型磁力搅拌器、DZKW-D-1型电热恒温水浴锅、DZF-6020B型曲线控制真空干燥箱、PHS-3型pH酸度计、STA 449 C型热重分析仪等。
2.2 样品制备取一定体积的正硅酸乙酯、甲酰胺、无水乙醇和去离子水混合搅拌；数分钟后用加入分散好的莫来石陶瓷纤维,继续搅拌；数分钟后再调节盐酸pH至酸性条件下某一恰当值,将其放入水浴锅中水浴加热保温半小时左右；待其充分水解后加入一定量的氨水作催化剂,调节pH至恰当值,使其发生凝胶化,加入母液,并老化48h以上；将老化后有一定刚性的醇凝胶/纤维复合材料取出,放入无水乙醇中浸泡1h,倒掉溶液；用正丁醇浸泡2次,放在烘箱里面烘干,每次烘24h,以使醇凝胶中的水全部被正丁醇替代,倒掉溶液；加入不同比例的三甲基氯硅烷的正丁醇溶液,50℃下恒温24h,对湿凝胶进行表面化学改性；用不同浓度的三甲基氯硅烷和正己烷对混合溶液进行表面改性3d左右,改性后将凝胶用正己烷洗涤；最后,在真空干燥箱中干燥数小时,得到气凝胶纤维复合材料。
气凝胶是一种具有多孔结构的固体材料，其低密度、低热导率和高比表面积等特点使其在许多领域具有潜在的应用价值。
本文通过对2024年气凝胶项目的可行性进行研究，分析其市场前景、技术难点、竞争对手等因素，提出了相关建议。
一、项目背景随着人们对环境保护和节能减排的要求不断提高，气凝胶作为一种具有优异性能的新材料，被广泛关注和应用。
目前，气凝胶主要应用于建筑保温、隔热、吸音等领域，但在其他领域的应用还未得到充分挖掘。
二、市场前景1.建筑保温市场：建筑行业是气凝胶最主要的应用领域之一，随着人们对能源消耗的关注，建筑保温市场有望持续增长。
2.电子产品领域：气凝胶具有良好的隔热性能和抗震能力，因此在电子产品领域应用前景广阔。
3.车辆领域：汽车、高铁等交通工具对轻质材料的需求日益增加，气凝胶可以用于减轻车体重量、提高燃料效率。
三、技术难点1.生产成本高：气凝胶的生产过程复杂，且原材料价格较高，导致生产成本较高，限制了其大规模应用。
2.储运问题：气凝胶具有高度孔隙率，对湿度和温度敏感，需要特殊的包装和储运手段，增加了成本和困难。
3.产品一致性：由于气凝胶具有多孔结构，产品的一致性和稳定性较难保证，需要进一步改进生产工艺。
四、竞争对手目前，气凝胶市场上主要竞争对手包括A公司、B公司和C公司，它们已经具备一定的技术和市场优势。
A公司在建筑保温领域有较大市场份额，B公司在电子产品领域有先发优势，C公司在车辆领域有一定市场份额。
五、建议1.加大技术研发力度：通过研究降低生产成本的新工艺、改进产品制造过程，提高产品一致性和稳定性，提高竞争力。
2.拓宽应用领域：除了传统的建筑保温、隔热领域，需要加大在电子产品、车辆等领域的推广应用，拓宽市场空间。
3.加强合作与创新：与其他行业的企业进行合作，共同研发更具市场竞争力的气凝胶产品，打破行业壁垒，促进创新。
4.完善销售渠道：建立良好的销售渠道和售后服务保障体系，提高产品的竞争力和市场占有率。
气凝胶行业分析报告气凝胶行业分析报告一、定义气凝胶是一种材料，具有高孔隙度、低密度、低介电常数、低热导率和高表面积等特点。
它主要通过凝胶法、超临界干法和号称干法等方法制备。
由于其轻质、高强度、较强的吸音性能和隔热性能等特点，被广泛应用于建筑、能源、电子、化工等领域。
二、分类特点气凝胶根据化学成分分为有机气凝胶和无机气凝胶两类，有机气凝胶主要基于聚氨酯的气凝胶，而无机气凝胶则基于二氧化硅、氧化铝或氆等材料。
从应用领域来看，气凝胶也可以分为建筑气凝胶、电子气凝胶、软体气凝胶和生物气凝胶等。
三、产业链气凝胶的生产主要分为原材料供应、气凝胶制备、气凝胶成型和气凝胶应用等部分。
原材料主要包括聚氨酯、二氧化硅、氧化铝、松香等，气凝胶制备分为凝胶化合物的合成、原料的混合和溶剂替换、胶体共混、干燥等阶段。
成型包括挤出成型、涂层成型、喷涂成型和注射成型等，应用领域主要包括建筑、能源、电子、化工等。
四、发展历程气凝胶的研究始于20世纪30年代，当时主要应用于空气过滤器和绝缘材料。
1970年代后，欧洲和美国开始关注气凝胶的新颖特性和潜在应用，慢慢地开始研究其在功能制品中的应用。
21世纪初，气凝胶应用领域逐渐拓展，国内外的相关研究不断深入，研发水平有所提高，气凝胶的应用市场也逐步扩大。
五、行业政策文件及其主要内容行业政策文件主要包括《2020年国家关键领域重点产品和服务创新合作联盟指南》，其主要内容是以联盟为基础，汇聚国内外经验，共享相关资源，推进气凝胶优秀新技术、新产品在市场上的应用，促进气凝胶产业可持续发展。
另外，国家发改委、工信部和科技部也发布了一些关于气凝胶的产业政策文件和指导意见，以推动气凝胶产业健康发展。
六、经济环境目前，全球市场上气凝胶的市场规模不断扩大，据市场研究公司预测，到2025年，全球气凝胶市场规模有望达到12亿美元以上。
气凝胶产业也成为一些国家和地区发展战略中的重要支柱产业之一，如美国、德国、日本、新加坡等，这些国家和地区的气凝胶产业发展较为成熟，市场规模较大。
Advanced Materials Industry38国外气凝胶材料研究进展■ 文/江 洪 王春晓 中国科学院武汉文献情报中心气凝胶是世界上密度最小的固体，密度仅为3.55k g /m 3，也被称为“固态的烟”，具有膨胀作用、离浆作用等，还具有高比表面积、绝热等特征。
气凝胶材料在20世纪30年代由美国塞缪尔·基斯勒（Samuel Kistler）教授采用超临界干燥方法制备而成。
气凝胶自身的结构和性能使其具有重要的应用价值，广泛应用于服饰、建筑、环保等众多领域。
本文对国外气凝胶材料的制备工艺和应用进展进行介绍。
1 不同气凝胶材料的制备1.1 纤维素气凝胶纤维素是自然界中一种可再生的绿色生物质材料，其广泛存在于植物和部分海洋生物中。
纤维素气凝胶是以纤维素作为原材料制备而成，这种材料具有生物降解等环保特性。
纤维素气凝胶种类丰富，如细菌纤维素气凝胶、纳米纤维素气凝胶，其制备工艺通常都包含冷冻干燥等流程。
法国国家科学研究中心G a v i l l o n等人[1]将纤维素材料溶解于氢氧化钠溶液中，制备了一种新型高度多孔纯纤维素气凝胶材料，其内部比表面积在200～300m 2/g左右，密度在0.06～0.3g/cm 3之间。
科罗拉多大学Blaise等[2]人利用啤酒酿造工业的废弃物作为培养基，将使用醋酸杆菌制备出的细菌纤维素，再通过超临界干燥法等方法制备出一种细菌纤维素气凝胶材料，具有低热导率的特征，并提出未来使用食物垃圾作为培养基来提高生产力。
德国航空航天中心Schestakow等人[3]首先使用微晶纤维素作为原材料制备一种气凝胶，然后通过使用普通溶剂如水、乙醇、异丙醇或丙酮等溶剂将气凝胶进行再生，制备出了一种浓度为1%～5%（质量分数）的纤维素气凝胶，通过扫描电镜对这些气凝胶的收缩、比表面积、密度以及微观结新材料产业 NO.02 202139构和力学性能进行了表征，结果表明用丙酮再生的纤维素气凝胶的比表面积比用水再生的纤维素气凝胶高出60%。
气凝胶文献查阅总结1．气凝胶定义及主要特征气凝胶是一类由纳米量级粒子聚集并以空气为分散介质的新型非晶态固体材料[1]，具有低密度、网络结构、高孔隙率等许多独特物理性质、化学性质，是一种轻质多孔材料，又成为“固态烟”。
气凝胶具有独特的热学、声学、光学、电学等性质，比如在可见光区的高透明度，低热导率、很好的耐热绝热材料，低折射率，低的声速，低介电常数，高比表面积等。
这些特殊的性质使它可广泛应用于隔热材料、隔音材料、吸附剂、传感器、催化剂、过滤材料、声阻抗耦合材料[2]、药物缓释材料等[3]，同时它在电子、民用建筑、农业、制药业等方面也会有很大的利用价值和以应用前景。
气凝胶主要分为单一气凝胶、复合气凝胶、有机气凝胶和炭气凝胶。
单一气凝胶主要有硅凝胶、铝凝胶、钛凝胶等，其中硅铝气凝胶是研究最多应用最广泛的；复合气凝胶主要有硅-铝凝胶、钛-硅凝胶、钛-铝凝胶、铁-硅凝胶等，最常见的是硅-铝凝胶；有机凝胶主要是RF凝胶和MF凝胶等。
2．气凝胶的制备过程2.1、硅气凝胶的制备气凝胶的制备原料主要有无机盐、醇盐和其它的材料（如粉煤灰、稻壳灰、油页岩灰等）。
醇凝胶的制备：有机硅化合物溶液中加水搅拌，滴加酸溶液或者碱溶液使之发生水解，缩聚反应后形成硅氧桥并在三维方向上发展。
水凝胶的制备：硅源溶液（钠钾水玻璃、硅酸、硅溶胶等）中加入酸/碱溶液，达到适合的pH范围之后，溶液中发生硅氧缩聚反应，形成三维交联的水凝胶。
气凝胶的制备一般采用溶胶-凝胶法[4]，制备过程可简单概括为：①无机盐或醇盐经水解和缩聚形成湿凝胶；②湿凝胶的陈化及溶剂交换；③湿凝胶的干燥。
对于氧化硅气凝胶的制备方法已经很成熟，早在1931年美国的Kistler[5]选用水玻璃为硅源制备出了最早的SiO2气凝胶，从那以后人们便开始对气凝胶的原料及工艺进行详细的研究。
Peri等[6]首次以硅醇盐正硅酸甲酯（TMOS）为硅源，经溶胶-凝胶法制备出了高质量的SiO2气凝胶。
20世纪70年代，Teichner等人[7]利用TMOS为硅源，代替了无机硅盐，通过溶胶-凝胶法在甲醇的超临界干燥条件下制备出了SiO2气凝胶。
利用有机醇盐做硅源，可直接用无水乙醇进行溶剂交换，操作简单，并且凝胶中不含有无机盐杂质离子，提高了凝胶的纯度，使得最终的气凝胶性能更好。
Nakanishi等[8]以TMOS为硅源，在硅醇盐水解的基础上加入高分子PEO共同缩聚形成了轻质多空的SiO2气凝胶，这种气凝胶的微孔排列有序且孔隙分布均匀，在气液相色谱法的中有很好的应用。
虽然利用有机醇盐TMOS为硅源制备硅气凝胶水解速度快，工艺简单，成品性能良好，但是TMOS有毒，价格远高于无机硅盐，并且有机醇盐的水解-缩聚反应一般都要加入与相应硅源匹配的合适催化剂，所以无毒廉价的有机硅源及有效催化剂的寻找便成为众多研究人员的研究方向。
1983年Hunt等[9]利用正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，采用常压干燥法制备出了块状SiO2气凝胶。
利用TEOS更安全，常压工艺更简单，大大降低了硅气凝胶的生产成本，便于硅气凝胶的大规模生产。
通过以上硅源制备的SiO2气凝胶一般强度较低，韧性差。
利用甲基三乙氧基硅烷（MTES）为硅源制备的SiO2气凝胶具有一定的柔韧性。
同时Hegde等[10]以MTMS为硅源，采用酸碱两步催化反应，甲醇为交换溶剂制备出了高韧性的SiO2气凝胶。
利用MTES及MTMS为硅源，乙氧基的水解使长的分子链变短，甲基的存在限制缩聚反应的粒子长大团聚，使聚合度降低，形成的凝胶结构更加开阔，所以气凝胶的韧性大大提高。
除了利用单一的硅源制备气凝胶外，还可用两种或两种以上的硅源共同制备具有特殊性质的气凝胶，研究最多的是利用TMOS和MTES组成复合硅源制备超疏水性SiO2气凝胶。
Rao等人[11]以TMOS和TMES为复合硅源，在乙醇的超临界干燥条件下制备出了超疏水性SiO2气凝胶，并且通过调整两者的比例，发现增加TMES的用量，气凝胶的疏水性增强，热稳定性也有所提高。
这主要是TMES中的甲基—CH3代替了原来气凝胶表面的羟基—OH，TMES的含量越高表面的羟基就越多，疏水性就越强。
Mansur等[12]在TEOS的硅源中分别加入氨丙基三乙氧基硅烷（APS）和疏丙基三乙氧基硅烷（MPTS）进行缩聚，两者的加入分别引入了氨基NH2—和SH—基团，使得最终形成的气凝胶表面带有相应的基团，可以对某些蛋白质分子进行选择性的吸附。
选用不同的硅源制备SiO2气凝胶，得到的气凝胶的结构、性能等都有很大的差别。
同时不同的硅源需要选择不同的酸或碱做催化剂加快水解-缩聚反应的进行，因为硅源的不同，硅源上所含的烷基基团的数目和大小各不相同，使得最终形成的气凝胶的结构和性能也有很大的差别。
所以不同用途的气凝胶选择不同的硅源制得相应的气凝胶。
为了降低成本，提高废弃物的利用率，很多研究者已成功的用其他的原料为硅源制备出性能良好的SiO2气凝胶。
Tang等[13]以稻壳灰为硅源制备了SiO2气凝胶，先将稻壳灰中的有机物灼烧，溶于NaOH溶液，再用硝酸调节pH值得到水凝胶，陈化并经过溶剂交换后，在常压下干燥得到低密度、多空SiO2气凝胶。
用这种方法制备SiO2气凝胶，硅源廉价，还能将农副产品秸秆进行二次利用。
同样的，王蕾[14]用高铝粉煤灰制备了轻质多孔的SiO2气凝胶。
粉煤灰的主要成分是SiO2、Al2O3，还含有少量的Fe、Ca、Mg等化合物，所以可以以粉煤灰为原料提取其中的Si元素。
主要过程为：①对粉煤灰进行热处理，温度为600℃。
这步反应时为了去除粉煤灰中的碳及提高粉煤灰的活性。
②将经过热处理的粉煤灰与HCl溶液反应。
此步反应时为了去除粉煤灰中酸溶性的Al、Fe等杂质，将反应后的溶液进行真空抽滤，清洗滤渣（主要成分是SiO2）。
③将滤渣与一定浓度的NaOH溶液进行充分反应，再对溶液进行真空抽滤，得到纯净的水玻璃溶液。
用此种方法提取硅元素的利用率比较小，因为第③步反应过后的滤渣中含有一定量的莫来石、硅线石和石英晶体，说明粉煤灰中的含硅矿物并没有完全的参加反应，有待进一步提高其转化率。
进一步提高粉煤灰与NaOH的反应温度和反应时间以及重复使用反应过的“二次灰渣”来制备水玻璃。
ShiFei等人[15]用工业废渣粉煤灰通过NaOH溶液水热反应得到碳酸钠水溶液，分别在矾催化和树脂交换碱催化的作用下得到湿凝胶，经乙醇、己烷、三甲基氯硅烷（TMCS）溶剂交换和表面改性，最后经常压干燥得到超疏水性SiO2气凝胶。
2.2、铝气凝胶的制备虽然SiO2气凝胶具有很多的优点，应用领域广泛，但是SiO2气凝胶得高温热稳定性较差，长期使用温度不能超过650℃，Al2O3气凝胶的热稳定性远远优于SiO2气凝胶，所以Al2O3气凝胶的制备工艺及改进研究成为国际研究方向[16]。
由美国人Yoldas[17]制备出了最早的Al2O3气凝胶，他采用有机金属醇盐在催化剂的作用下形成Al2O3湿凝胶，经超临界干燥得到热稳定性良好的Al2O3气凝胶。
在Yoldas的基础上，Hirushima等[18]以正丁醇铝为前驱体，与乙醇水溶液混合后在乙酰乙酸乙酯的催化作用下，经酸碱两步法制得Al2O3气凝胶。
Poco[19]以仲丁醇铝经超临界干燥法制得Al2O3气凝胶。
高庆福等人[20]利用仲丁醇铝为铝源，乙酰乙酸乙酯为螯合剂，在60℃的条件下，仲丁醇铝：乙醇：水为1：（8-16）：1.2为最佳摩尔比，经乙醇的超临界干燥得到低密度块状的Al2O3气凝胶，最低密度为0.040g.cm-3，比表面积为447m2.g-1。
WuLina等人[21]利用仲丁醇铝为铝源，加入甲醇水溶液，在醋酸和二甲基甲酰胺（DMF）的催化作用下形成湿凝胶，经己烷/三甲基甲氧硅烷（TMMOS）混合溶液一步法完成溶剂交换和表面改性，最后在常压下干燥得到超疏水性块状Al2O3气凝胶。
Al2O3气凝胶虽然能在较高温度下使用，但是温度超过1200℃时，Al2O3会发生相变，使得Al2O3气凝胶的密度大幅度增加，甚至结构坍塌而失去原有的性能。
Tatsuro等人[22]利用异丙醇铝为铝源，80℃下水浴生成沉淀，加硝酸催化水解-缩聚反应得透明湿凝胶，在常温下加入正硅酸乙酯（TEOS）做表面改性剂，经乙醇和异丙醇溶剂交换后在乙醇超临界干燥条件下得到高热稳定性的Al2O3气凝胶。
通过调节Si的掺量的到当Si掺量为5wt%时，Al2O3气凝胶在1400℃的高温下仍然保持不发生相变，在1300℃高温下加热1h比表面积仍然为86m2.g-1。
说明经过硅烷基的表面改性等有效的抑制Al2O3气凝胶的高温相变。
由于有机铝醇盐的毒性和价格昂贵，利用无机铝醇盐为前驱体制备Al2O3气凝胶具有更高的研究和实用价值。
利用无机铝醇盐制备Al2O3气凝胶的研究已有很多。
徐子颉等人[23]利用九水硝酸铝为铝源，溶于无水乙醇后，通过添加甲酰胺（DCCA）和网络诱导剂环氧丙烷制得湿凝胶，经正硅酸乙酯和乙醇溶液溶剂交换后在常压70℃恒温干燥得到块状Al2O3气凝胶，密度为0.24-0.6g.cm-3，气孔率达90%。
Theodore等人[24]分别用AlCl3.6H2O和Al(NO3)3.9H2O为前驱体制备了Al2O3气凝胶。
在水合铝盐溶液中加入乙醇和环氧丙烷室温下形成透明的湿凝胶，无水乙醇溶剂交换后经超临界干燥制得低密度（60-130kg/m3）高比表面积（600-700m2/g）的Al2O3块状气凝胶。
由于两种水合铝盐的阴离子不同，最后形成的Al2O3气凝胶的形态和性能也有很大的差别，AlCl3.6H2O制得的气凝胶在TEM 下呈薄纤维的网状结构，Al(NO3)3.9H2O制得的气凝胶呈无定型的球型颗粒，并且卷筒状的氯盐气凝胶的强度远大于硝酸盐气凝胶，两种气凝胶在800℃下会发生相变，生成γ- Al2O3，但是其比表面积和完整性几乎没有变化，显示出相当好的热稳定性。
WeiweiBao等人[25]利用油页岩灰（OSA）经表面改性和常压干燥制得疏水性Al2O3气凝胶。
将OSA过筛后加热煅烧除去水分和有机物，烧过的产物用硫酸浸出铝得富铝溶液，再加NaOH溶液调节pH值至13，得到铝酸钠溶液，加盐酸值pH至为2-3得AlCl3溶液，室温下剧烈搅拌一段时间直到形成湿凝胶，经正己烷溶剂交换后分别用甲基三甲氧基硅烷（MTMS）/正己烷和正硅酸乙酯（TEOS）/正己烷溶液浸泡进行表面改性，最终制得有序介孔、柳絮状的疏水性Al2O3气凝胶，孔的平均尺寸达200-300nm，这种方法开发了利用OSA作为新的原料制备Al2O3气凝胶，提高了OSA的综合利用价值。
2.3、复合气凝胶的制备（Si-Al气凝胶为主）单一组分气凝胶虽然应用已经很广泛，但是也存在很多的缺点，SiO2气凝胶的强度低、耐热性较差，Al2O3气凝胶高温下会发生相变，进而导致收缩烧结，使比表面积严重降低，气凝胶性能也显著下降[26]，所以多组分气凝胶的研究将是今后气凝胶研究者的重点方向。
