硅气凝胶研究进展

第38卷第7期硅酸盐通报Vol.38No.7 2019年7月BULLETIN OF THE CHEESE CERAMIC SOCIETY July,2019纤维复合SiO2气凝胶的研究进展贾伟韬,张光磊,李彦芳，赵朋媛(石家庄铁道大学材料科学与工程学院,石家庄050043)摘要:SCO气凝胶因其纳米尺度的多孔结构，具有低密度、低热导率的特性，因此广泛应用于保温绝热领域％然而，SCO气凝胶脆性大、易碎的缺点限制了其在实际中的应用范围。

纤维增强法制备的SCO气凝胶，不仅极大改善了这一缺点，且制备工艺简单、力学性能优异,是目前最常见的一类复合气凝胶。

介绍了纤维复合SCO气凝胶的制备工艺,综述了几种纤维复合SiO2气凝胶力学性能增强方法的研究进展。

关键词:SCO气凝胶；纤维；复合材料；力学性能中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号：10010625(2019)07011807 Research Progress of the FiCer Composite SiO2AerogelJIA Wei-tao,ZHANG Guang-lei,LI Yan-fang,ZHAO Peng-yuan(Co i e geoeMaeeeoaisScoenceand Engoneeeong，ShoaoaehuangToedaoUnoeeesoey，Sh oaoa ehuang050043，Chona)Abstract:SiO2aerogels are featured with Ww density and Ww thermal conductivity due to its nanometer-scale porous seeuceue,whoch haeMbMMn MxensoeMiyusMd on ehMeoid oeehMemaionsuiaeoon.HowMeMe,ehMsomuieanMousdMecessuch as br/t h nes s and f/g/enes s aWo signiCcantly limited theiz practical app/ca/ons.The SiO2aerogel popared by OPer eeoneoeced meehod geeaeeyompeoeesehosshoeecomongwoeh sompeepeepaeaeoon peoce s and exce e nemechanocaepeopeeeoes, whoch osehemosecommon eypesoecomposoeeaeQogeesaep esene.Wep eseneed ehep epaQaeoon p ocessoeeobeQcomposoeed SiO2aerogels and reviewed the research progress about methods to enhance mechanical properties of OPer composite SiO2 aerogels.Key words:SiO2aerogel；Ober；composite；mechanical property1引言SOO气凝胶，是一种具有纳米多孔结构的新型材料,最早由美国人KctWr[1]在1931年制备成功，因其轻如薄雾透明泛蓝，又被称为“蓝烟”、“固态烟”。

·综述·SiO2气凝胶骨架增强改性研究进展李承东1，2陈照峰3姚伯龙1，2程琳1，2樊世璞1，2（1江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室，无锡214122）（2江南大学化学与材料工程学院“光响应功能分子材料”国家级国际联合研究中心，无锡214122）（3南京航空航天大学材料科学与技术学院绝热与节能材料国际实验室，南京211106）文摘分析SiO2气凝胶骨架增强改性的特点，阐述了共前驱体、化学添加剂、老化、表面改性和热处理工艺在SiO2气凝胶骨架增强方面的国内外研究动态和未来发展趋势，以期为设计并优化SiO2气凝胶的微结构及性能提供理论依据和方法。

关键词气凝胶，骨架增强，共前驱体，化学添加剂，老化，表面改性，热处理中图分类号：TB332DOI：10.12044/j.issn.1007-2330.2019.05.001Research Progress of Reinforced Skeleton of Silica AerogelLI Chengdong1，2CHEN Zhaofeng3YAO Bolong1，2CHENG Lin1，2FAN Shipu1，2（1Key Laboratory of Synthetic and Biological Colloids，Ministry of Education，School of Chemical and Material Engineering，Jiangnan University，Wuxi214122）（2International Joint Research Center for Photoresponsive Molecules and Materials，School of Chemical and Material Engineering，Jiangnan University，Wuxi214122）（3International Laboratory for Insulation and Energy Efficiency Materials，College of Materials Science and Technology，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing211106）Abstract The characteristics of silica aerogel skeleton reinforced modifications are described in detail.Research progress and future development trend of reinforced skeleton of silica aerogel by co-precursor，chemical additive，aging，surface modification and heat treatment technique are described.The aim of this paper is to provide theoretical bases and methods for designing and optimizing the microstructure and properties of silica aerogel.Key words Aerogel，Skeleton reinforcement，Co-precursor，Chemical additive method，Aging，Surface modification，Heat treatment0引言SiO2气凝胶是以气体为分散介质，由胶体粒子或纳米颗粒相互聚集而形成的一种纳米多孔固体材料［1］，因具有超轻、超低热导率、高透光及高比表面积等优异特性在隔热保温、声屏蔽、吸附、气体净化和催化等领域具有广阔的应用前景［2-3］。

第27卷　第2期Vol 127　No 12材　料　科　学　与　工　程　学　报Journal of Materials Science &Engineering 总第118期Ap r.2009文章编号:167322812(2009)022*******氧化硅气凝胶隔热复合材料研究进展高庆福,张长瑞,冯　坚,冯军宗,姜勇刚,武　纬(国防科技大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室,湖南长沙　410073) 【摘　要】　氧化硅气凝胶由于纤细的纳米结构,具有极低的热导率,是一种新型轻质保温隔热的理想材料。

但其力学性能和高温遮挡红外辐射能力差限制了气凝胶在该领域的应用。

通过添加增强体和遮光剂研制气凝胶隔热复合材料是主要的解决方法。

本文综述了近年来气凝胶隔热复合材料的制备方法,重点分析了气凝胶复合材料在力学性能和隔热性能方面的研究进展,并指出了存在的问题,对今后的研究提出了展望。

【关键词】　气凝胶;隔热;力学性能;遮光剂中图分类号:TQ263 文献标识码:AProgress of Silica Aerogel Insulation CompositesG AO Q ing 2f u ,ZHANG Chang 2rui ,FENG Jian ,FENG Jun 2zong ,JIANG Yong 2gang ,WU Wei(State K ey Laboratory of Advanced C eramic Fibers &Composites ,College of Aerospace &MaterialsE ngineering ,N ational U niversity of Defense T echnology ,Ch angsha 410073,China)【Abstract 】　Due to nano 2porous structure ,silica aerogel has the lowest thermal conductivity ,and is an ideal material fornovel thermal insulation.However ,its application as a thermal insulation has been restricted due to its weak mechanical strength and high inf rared transparency.One of the best methods is to prepare aerogel composites by doping with reinforcements and opacifiers.This paper summarizes the preparation technology of aerogel composites.Particularly ,the research progresses on mechanical and thermal properties of aerogel composites are analyzed.The existing problems and the f urther prospects in this field are also discussed.【K ey w ords 】　aerogel ;insulation ;mechanical property ;opacifier收稿日期:2007207209;修订日期:2008209202基金项目:国防科技重点实验室基金资助项目作者简介:高庆福(1981-),男,博士研究生,研究方向:纳米隔热材料。

二氧化硅气凝胶的研究现状与应用解读首先，二氧化硅气凝胶的制备方法可以分为溶胶-凝胶法、超临界干燥法和模板法等。

溶胶-凝胶法是最常用的方法，通过水合胶体的成核、生长和凝胶化步骤制备气凝胶。

超临界干燥法是通过将溶胶凝胶体在超临界条件下进行干燥，得到具有高孔隙率和低表面积的气凝胶。

模板法是在胶体溶液中加入模板分子，通过模板的自组装和胶凝体的沉积制备气凝胶。

二氧化硅气凝胶的应用领域十分广泛。

首先，在能源领域，二氧化硅气凝胶具有优异的隔热性能和孔结构，可用于制备超级电容器和锂离子电池的电解质和隔热层。

其次，在环境污染治理方面，二氧化硅气凝胶具有高吸附性能和可控的孔结构，可用于吸附和分离有机染料、重金属离子和有害气体等。

此外，二氧化硅气凝胶还可用于催化剂的载体、气相催化反应的催化剂和光催化材料的制备。

在生物医学领域，二氧化硅气凝胶因其生物相容性和孔隙结构可用于药物缓释、组织工程、抗菌和生物传感器等。

最后，在传感器领域，二氧化硅气凝胶作为传感器的敏感材料具有高灵敏度、选择性和稳定性，可用于检测环境污染物、生物标志物和爆炸物等。

目前，二氧化硅气凝胶的研究重点主要集中在以下几个方面。

首先，通过调控溶胶-凝胶法、超临界干燥法和模板法等制备方法，改善气凝胶的孔结构和特性。

其次，通过表面修饰、包覆和掺杂等方法，提高气凝胶的吸附性能、光催化性能和生物相容性。

此外，研究者还致力于开发新型的气凝胶材料，如有机-无机复合材料和纳米复合气凝胶材料等。

最后，将二氧化硅气凝胶与其他材料结合使用，如聚合物、金属和碳材料等，以进一步拓展其应用领域和提高性能。

综上所述，二氧化硅气凝胶具有广泛的应用前景，并且在能源储存、环境污染治理、生物医学和传感器等领域已取得了一系列研究进展。

随着制备方法的改进和表面修饰的优化，二氧化硅气凝胶有望在更多领域发挥重要作用。

有机硅气凝胶的常压制备与增强研究有机硅气凝胶的常压制备与增强研究摘要：有机硅气凝胶作为一种具有广泛应用前景的新型材料，在能源储存、环境治理、纳米材料合成等领域有着重要的应用价值。

本文通过对有机硅气凝胶的常压制备与增强研究进行综述，探讨了影响有机硅气凝胶性能的关键因素以及常见的增强方法，并提出了未来的研究方向。

1. 引言有机硅气凝胶是由三维连通的氧化硅骨架构成的聚合物凝胶材料，具有低密度、低热导率、低折射率等优点，被广泛用于噪声红外消除、吸附分离和介电催化等领域。

然而，当前的有机硅气凝胶在常压下制备时固化时间长、性能不稳定等问题限制了其应用的发展。

2. 常压制备方法目前，有机硅气凝胶的常压制备方法主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法和原位法。

其中，溶胶-凝胶法是最常用的常压制备方法。

通过水解和缩合反应，将硅醇等有机硅前驱体转化为凝胶体，然后经过热处理或化学处理，形成有机硅气凝胶材料。

3. 影响有机硅气凝胶性能的关键因素有机硅气凝胶的性能受到多种因素的影响，其中包括前驱体的选择、溶胶浓度、pH值、温度等。

选择合适的有机硅前驱体可以提高凝胶的硅含量，而溶胶浓度和pH值则会影响凝胶的粘度和结构。

此外，温度的选择也对凝胶的形成和固化时间具有重要影响。

4. 增强有机硅气凝胶性能的方法为了改善有机硅气凝胶的性能，研究人员采取了多种增强方法，包括添加纳米材料、交联改性和后处理等。

通过添加纳米材料如二氧化钛、纳米碳管等，可以提高凝胶的力学性能和热稳定性。

交联改性可以增加凝胶的结构稳定性和耐久性。

后处理方法如表面修饰和气相改性等可以调控凝胶的表面性质和孔结构，进一步提高其吸附和催化性能。

5. 未来发展方向尽管目前有机硅气凝胶在各个领域都有着广泛的应用，但仍存在诸多挑战和不足之处。

未来的研究方向可以从以下几个方面展开：开发新型有机硅前驱体，制备高性能有机硅气凝胶；深入研究凝胶形成机制，揭示凝胶的微观结构和性能之间的关系；结合增强方法，进一步提高有机硅气凝胶的力学性能、热稳定性和吸附分离性能。

SiO 2气凝胶疏水改性方法研究进展1刘明龙，杨德安天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 (300072)E-mail ：m.dragonliu@摘 要：文章综述了对SiO2气凝胶进行疏水改性的技术的最新研究进展，介绍了溶剂置换-表面改性法，直接表面改性法和联合前驱体法三种改性方法的改性机制及各种常用的表面改性剂，并从所制得的最终样品的性能、成本、实用性等方面进行了比较，从而总结出一种较经济实用的制备方法。

关键词：SiO2气凝胶；纳米多孔材料；溶胶-凝胶；疏水型；绝热材料1本课题得到国家自然基金委重点基金项目(10232030)，天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室 (x06050)的资助。

SiO 2气凝胶是一种具有独特的纳米多孔网络结构的轻质材料，因其极低的折射率、热导率和介电常数，高的比表面积和对气体的选择透过等特性，而在绝热材料、隔音材料、过滤材料以及催化剂载体等众多领域有着广泛的应用前景，尤其在作为高性能绝热材料方面受到了普遍关注。

由于通常方法制备出的SiO 2气凝胶内表面有大量的硅羟基存在，它们不仅会因缩聚而引起凝胶块体产生额外收缩，还能吸附空气中的水分而使气凝胶开裂破碎，严重影响了气凝胶的声、光、电、热、力学等性能，限制了它的应用场合。

因此，只有设法对制备的气凝胶进行疏水改性，增加它在空气中的稳定性和使用寿命，另外，再配合一系列增强、增韧措施，以制成纳米多孔绝热复合材料，才能在保温工程中发挥出它的真正作用。

1. SiO 2气凝胶的疏水改性及原理SiO 2气凝胶通常是由溶胶-凝胶法制备的，开始制得的醇凝胶固态骨架周围存在着大量溶剂（包括醇类、少量水和催化剂），要得到气凝胶，必须通过干燥以去掉其中的溶剂。

然而，在溶剂干燥过程中，由于凝胶纳米孔内气-液界面间产生表面张力，导致邻近的Si-OH 基团发生缩聚反应，形成Si-O-Si 键，从而产生了不可恢复的收缩；另外，这些Si-OH 基团还可以吸附空气中的水分，使表面张力增大，从而使气凝胶块体开裂破碎。

中国化学硅基气凝胶化学硅基气凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料。

它由无机硅的气凝胶颗粒组成，具有低密度、低热导率、高吸附性能等特点。

在各个领域，化学硅基气凝胶都有着独特的应用价值和潜力。

本文将对中国化学硅基气凝胶的研究现状和应用前景进行综述。

1. 化学硅基气凝胶的制备方法化学硅基气凝胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、喷雾干燥法、超临界干燥法等。

其中，溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。

该方法首先将硅源与溶剂混合，形成溶胶；然后通过调节酸性或碱性条件，使溶胶发生凝胶化反应；最后，将凝胶进行干燥，得到硅基气凝胶。

2. 化学硅基气凝胶的物理性质化学硅基气凝胶具有低密度、低热导率、高比表面积和优良的吸附性能。

其低密度使其成为一种优秀的轻质材料，用于制备保温材料和隔音材料；低热导率使其在隔热和保温方面具有很好的应用前景；高比表面积使其成为一种优良的吸附剂，用于处理废水、废气等环境污染问题。

3. 化学硅基气凝胶的应用领域（1）保温隔热领域化学硅基气凝胶具有优异的保温性能，被广泛应用于建筑保温领域。

在传统的保温材料中，如聚苯板、岩棉等存在着密度大、吸水性强等问题，而化学硅基气凝胶的低密度和抗水性能使其成为替代品的首选。

此外，化学硅基气凝胶还可以应用于高温隔热，适用于航空航天、核工业等领域。

（2）吸附材料领域化学硅基气凝胶由于其高比表面积和优良的吸附性能，可以用作吸附材料。

例如，可以将其应用于废水处理领域，用于去除水中的重金属离子和有机污染物。

此外，化学硅基气凝胶还可以用于气体吸附，如H2、CO2等气体。

（3）催化剂载体领域化学硅基气凝胶具有良好的孔道结构和可调控的孔径大小，使其成为一种理想的催化剂载体。

通过将金属催化剂载于化学硅基气凝胶表面，可以提高催化剂活性和稳定性。

因此，化学硅基气凝胶在催化剂领域有着广阔的应用前景。

（4）生物医学领域化学硅基气凝胶具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以应用于生物医学领域。

SiO 2 气凝胶玻璃研究进展2 超临界流体技术及装备国家地方联合工程研究中心贵州省遵义市 563003摘要：二氧化硅（SiO2）气凝胶玻璃具有保温隔热、降音降噪的效果，在建筑玻璃等领域的应用潜力广。

但是SiO2气凝胶易裂、透明度低限制了建筑领域的推广，如何改善SiO2气凝胶玻璃的透明度和提高力学性能是关注的热点。

因此，本文主要叙述了SiO2气凝胶玻璃的制备和研究进展，结尾对SiO2气凝胶玻璃未来应用前景做系统探讨。

关键词：SiO2气凝胶玻璃；透明度；力学性能1.引言SiO2气凝胶是高度多孔的材料，通常通过溶胶-凝胶工艺与特定的干燥工艺相结合而获得。

它具有高孔隙率，高比表面积，低密度和低导热率各种优异的性能，在隔热、吸附、催化剂载体、能量存储、切伦科夫散热器和宇宙除尘器广泛被应用[1]，并引起了广泛兴趣。

近年来，SiO2气凝胶玻璃因其优良的消音隔热性、透光性等优良特性，使其在建筑节能领域具有广阔的应用前景[2]。

但是SiO2气凝胶玻璃微孔结构易碎、易坍塌以及它的透明度等缺陷限制了应用。

因此，如何提高SiO2气凝胶玻璃的力学性能和透明度已成为当今研究的热点。

1.SiO2气凝胶玻璃的制备目前，SiO2气凝胶的制备主要采用溶胶-凝胶法。

溶胶-凝胶网络的形成影响因素较多，如pH值、反应温度与时间，反应物浓度、催化剂性质与浓度、H2O/Si摩尔比、陈化温度与时间以及干燥工艺等。

通常工业上使用正硅酸四甲酯(TMOS)或正硅酸乙酯(TEOS)等原料作为前驱体，在醇（甲醇、乙醇）等溶剂中加入水和酸充分搅拌使其混合均匀后用碱作为催化剂水解形成形成多孔的、无定形的SiO2湿凝胶。

经过老化和干燥形成SiO2气凝胶。

干燥方法主要包括常压干燥、冷冻干燥和超临界CO2干燥。

将干燥后的SiO2气凝胶放入两片玻璃板之间合拢在一起后装入干燥剂铝条，用丁基胶密封即可成为SiO2气凝胶玻璃。

1.整块气凝胶玻璃研究现状由于气凝胶本身的多孔结构，使得制备大块气凝胶板时易发生碎裂，增加了生产难度，目前多用于研究。

sio2 气凝胶隔热保温涂料的研究及保温结构优化设计sio2 气凝胶隔热保温涂料的研究及保温结构优化设计【导言】SIO2 气凝胶是一种具有优异隔热性能的高新材料，广泛应用于建筑、航天、电子等领域。

本文将对 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的研究进展进行深入探讨，并提出相应的保温结构优化设计。

一、SIO2 气凝胶隔热保温涂料的研究进展1. SIO2 气凝胶的基本性质SIO2 气凝胶是由二氧化硅微粒形成的多孔隔热材料，具有低热导率、高抗压强度和良好的化学稳定性。

这些特性使其成为一种理想的隔热材料。

2. SIO2 气凝胶隔热保温涂料的制备方法目前，制备 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的方法主要包括溶胶凝胶法、超临界干燥法和表面改性法。

其中，溶胶凝胶法是常用的制备方法，通过控制溶胶凝胶反应过程中的条件（如温度、浓度等），可以调节气凝胶的结构和性能。

3. SIO2 气凝胶隔热保温涂料的应用领域SIO2 气凝胶隔热保温涂料广泛应用于建筑、航天、电子等领域。

在建筑领域，SIO2 气凝胶隔热保温涂料可以提高建筑物的隔热性能，减少能源消耗。

在航天领域，SIO2 气凝胶隔热保温涂料可以保护航天器免受高温和低温的影响。

在电子领域，SIO2 气凝胶隔热保温涂料可以提高电子产品的稳定性和可靠性。

二、保温结构优化设计1. 多层结构设计针对不同的使用环境和要求，可以采用多层结构设计来优化 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的性能。

通过添加不同材料的层次，可以提高隔热性能，并增加涂层的稳定性和耐久性。

2. 涂层厚度优化涂层的厚度对隔热性能有着重要影响。

通过精确控制涂层的厚度，可以在保证隔热效果的同时减少材料浪费。

3. 界面处理优化涂层与被涂物的界面处理对隔热性能也有一定影响。

通过选择适当的界面处理方法，可以提高涂层的附着力和隔热效果。

三、对 SIO2 气凝胶隔热保温涂料的观点和理解SIO2 气凝胶隔热保温涂料作为一种具有优良隔热性能的新材料，对于提高建筑、航天、电子等领域的能效和节能具有重要意义。

纳米多孔硅气凝胶材料研究进展作者：马妍春李云辉张伟娜来源：《吉林省教育学院学报·上旬刊》2014年第05期摘要：硅气凝胶是一种具有特殊三维可控网络结构、较大比表面积和较高孔隙率的纳米多孔材料，因此在诸多领域表现出独特的性质和很好的应用价值。

本文综述了其研究现状、常用合成方法以及其应用领域，并对其发展趋势进行了展望。

关键词：硅气凝胶；纳米；多孔材料中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1671—1580（2014）05—0001—04众所周知，纳米材料是尺度在1~100nm范围的材料，其尺度处于原子簇和宏观物体的交接区域，故具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，并因此在电学、力学、光学、磁学、热学等诸多方面产生独特的性能［1］。

多孔材料是指具有大量纳米孔道的材料，其结构空旷，表面积巨大，吸附容量大及许多特殊的性能，在吸附、分离、催化、环境污染处理、色谱分离材料等［2-7］诸多领域得到广泛的应用。

作为一种新型纳米材料，多孔材料同时又是其他纳米材料的“制造工厂”，因此，在学术界成为众多研究者研究的焦点之一［8］。

硅气凝胶是结构可控的纳米多孔材料的一种，具有胶体粒子相互聚集构成的特殊的三维网络结构和较高的孔隙率，因此，在热学、光学、电学、力学、声学等方面都表现出独特的性质和很好的应用价值［9-18］。

本文对纳米多孔硅气凝胶的研究现状、合成方法及其应用领域进行综述。

一、纳米多孔硅气凝胶材料的研究现状按照国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)的定义，无机有序多孔材料根据它的孔径大小可分为4类：超微孔材料(孔径小于0.7nm的微孔)，微孔材料(孔径小于2nm)，介孔材料(孔径为2~50nm)，大孔材料(孔径大于50nm)［19］。

多孔材料是人们最先认识的纳米材料之一，早在1756年，人们就发现了天然沸石，并且慢慢认识到天然沸石的微孔性质及其在吸附、离子交换等方面的性能。

而在20世纪40年代，人们就己经开始人工设计合成多孔材料［20］。

山　东　化　工 收稿日期：２０２０－０５－３０作者简介：卢永桢（１９９５—），硕士研究生，主要研究方向为碳材料及功能聚合物复合材料；通信作者：陈　茹，博士，工程师，主要研究方向：碳材料，纤维材料及功能聚合物复合材料。

二氧化硅气凝胶的疏水化改性及其复合材料的研究进展卢永桢，陈　茹 ，李永卓，刘　斌，杜　萌，郝　梦，梁程耀（大连工业大学纺织与材料工程学院，辽宁大连　１１６０３４）摘要：二氧化硅（ＳｉＯ２）气凝胶是一种由ＳｉＯ２粒子堆积而成的具有三维多孔网络结构的纳米材料，具有低密度、低热导率、高比表面积和高孔隙率等特点，在众多领域应用价值巨大而备受关注。

ＳｉＯ２气凝胶的疏水改性直接关系到其在制备或使用过程的结构稳定性。

文章介绍了ＳｉＯ２气凝胶疏水改性常用的两种方法：表面改性法和原位改性法，并且重点展示了ＳｉＯ２气凝胶复合材料在隔热、催化、吸附、电化学等方面的最新研究进展。

关键词：气凝胶；二氧化硅；疏水改性；复合材料中图分类号：ＴＱ１２７．２；ＴＱ４２７．２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）１６－００７２－０２ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＨｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｉｌｉｃａＡｅｒｏｇｅｌａｎｄＩｔｓＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＬｕＹｏｎｇｚｈｅｎ，ＣｈｅｎＲｕ，ＬｉＹｏｎｇｚｈｕｏ，ＬｉｕＢｉｎ，ＤｕＭｅｎｇ，ＨｅＭｅｎｇ，ＬｉａｎｇＣｈｅｎｇｙａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｅｘｔｉｌｅａｎｄＭａｔｅｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ　１１６０３４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｌｉｃａ（ＳｉＯ２）ａｅｒｏｇｅｌｉｓａｋｉｎｄｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｏｒｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｍａｄｅｕｐｏｆＳｉＯ２ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｉｔｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ，ｌｏｗｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｈｉｇｈｐｏｒｏｓｉｔｙ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｉＯ２ａｅｒｏｇｅｌｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓｉｓｏｆｇｒｅａｔｖａｌｕｅ，ｓｏｉｔｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎ．ＨｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｉＯ２ａｅｒｏｇｅｌｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｉｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｄｒｙｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｕｓｅｉｎｗｅｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．ＴｗｏｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｉＯ２ａｅｒｏｇｅｌｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ：ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｎ－ｓｉｔｕｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｌａｔｅｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｉＯ２ａｅｒｏｇｅｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｎｈｅａｔｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ｃａｔａｌｙｓｉｓ，ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｗａｓｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｅｒｏｇｅｌ；ｓｉｌｉｃａ；ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ 二氧化硅（ＳｉＯ２）气凝胶是一种结构可控的纳米多孔固体材料，典型孔洞尺寸为１～５０ｎｍ，比表面积可达８００～１０００ｍ２／ｇ，密度低至０．００３ｇ／ｃｍ３，热导率极低，室温真空热导率可达０．００１Ｗ／（ｍ·Ｋ），是目前固体材料中热导率最低的一种材料［１］。

二氧化硅气凝胶的生产及应用现状二氧化硅气凝胶是一种具有广泛应用前景的新型材料，其独特的物理和化学性质使其在许多领域具有重要应用。

本文将介绍二氧化硅气凝胶的生产工艺、应用领域、现状分析以及创新点，以全面了解其重要性和应用价值。

二氧化硅气凝胶的生产工艺主要包括以下三种：溶胶-凝胶法：将硅酸盐溶液通过物理或化学作用形成凝胶，然后进行热处理得到二氧化硅气凝胶。

该工艺操作简单，但生产周期较长，成本较高。

直接合成法：在高温高压条件下，通过气相反应直接合成二氧化硅气凝胶。

该工艺具有生产周期短、成本低等优点，但需要严格的反应条件和设备。

模板法：利用特定模板剂的作用，在凝胶网络中引入孔洞，然后去除模板剂并热处理得到二氧化硅气凝胶。

该工艺操作简单，但需要选择合适的模板剂并严格控制模板剂的用量。

二氧化硅气凝胶在许多领域具有重要应用，以下是其中几个领域：空气净化：二氧化硅气凝胶具有很高的比表面积和孔容，可以吸附和过滤空气中的有害物质，如甲醛、苯等有机挥发性气体。

隔音：二氧化硅气凝胶具有很好的隔音效果，可以被应用于建筑、交通工具等领域的隔音材料。

隔热：二氧化硅气凝胶具有很高的热导率，可以被应用于隔热材料中，如航天器、高温炉等高温领域。

结构加固：二氧化硅气凝胶具有很好的强度和稳定性，可以作为结构加固材料应用于土木工程、石油化工等领域。

目前，二氧化硅气凝胶的生产和应用仍处于不断发展和完善阶段。

在市场前景方面，随着人们对环保和节能要求的不断提高，二氧化硅气凝胶的市场需求将会持续增长。

在竞争格局方面，尽管国内外有许多企业都在研究和生产二氧化硅气凝胶，但大多数企业规模较小，技术水平不高，缺乏核心竞争力。

在技术水平方面，二氧化硅气凝胶的生产工艺仍存在生产周期长、成本高等问题，需要进一步优化和改进。

为了推动二氧化硅气凝胶的发展和应用，以下创新点值得：新型生产工艺：探索新型的二氧化硅气凝胶生产工艺，降低生产成本，提高产量和品质。

复合材料：将二氧化硅气凝胶与其他材料复合，制备出具有更多功能的复合材料，以满足不同领域的需求。

硅气凝胶增强增韧的研究进展赵洪凯;许亚军【摘要】硅气凝胶作为纳米多孔材料具有热导率低、密度小、孔隙率高等诸多优点,但强韧性差的缺点依然限制了其广泛应用.近年来,国内外学者研究制备的硅气凝胶的整体性和强韧性大为改善.从增强增韧硅气凝胶本体强度方面出发,简要介绍了其原料配比及制备工艺增强增韧的研究进展;再从材料复合硅气凝胶方面出发,综合论述了聚合物、纤维、石墨烯增强增韧的研究进展.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2019(051)001【总页数】4页(P12-15)【关键词】硅气凝胶;工艺配比改进;聚合物增强;纤维增强;石墨烯增强【作者】赵洪凯;许亚军【作者单位】吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春130118;吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】TQ127.2硅气凝胶由纳米级胶粒相互聚合形成，具有低密度、高孔隙率、导热系数小的特点，密度最小为0.003 g/cm3，比表面积最大为1 000 m2/g，孔隙率最高达 98%，导热系数低至 0.012 W/（m·℃）［1］。

硅气凝胶的研究发展迅猛，但易脆性和强度低的缺点依然限制了其规模化生产和应用。

为了提高硅气凝胶的强度和脆性，国内外专家学者一方面改进其本体强韧性，另一方面复合增强体来提高其强韧性。

目前为止，硅气凝胶本体增强增韧工艺及其材料复合增强增韧有了很大的进展。

本文从制备硅气凝胶的工艺配比方面介绍了其研究现状并且综述了各种增强体复合硅气凝胶的研究进程。

1 从工艺及配比方面制备增强增韧硅气凝胶的研究进展随着硅气凝胶不断深入的研究，其制备工艺有了长足的发展。

国内外学者分别从制备硅气凝胶的工艺、原料配比等方面着手增强其性能。

1.1 从工艺方面增强改进硅气凝胶在制备硅气凝胶时，为了安全和降低成本，干燥技术逐渐发展为常压干燥工艺。

其能通过增强网络骨架和控制收缩率而影响硅气凝胶的性能。

硅气凝胶在常压制备时，湿凝胶内有大量的溶剂和羟基，且由于溶剂的高表面张力和羟基的亲水性，使干燥时凝胶骨架强度不足以承受各方向的毛细管压力，从而发生收缩坍塌和粉化。