SiO-,2-氣凝膠的制備方法研究.pdf

1、本文對(duì)SiO<,2>氣凝膠的制備工藝進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)了樣品性能的優(yōu)化和工藝過(guò)程的可調(diào)控性。 首先，以TEOS為原料，通過(guò)超臨界干燥制備SiO<,2>氣凝膠，研究了催化劑、原料配比對(duì)溶膠一凝膠過(guò)程以及所得樣品性能的影響。對(duì)采用優(yōu)化工藝參數(shù)制備出的SiO<,2>氣凝膠樣品采用SEM、TEM、XRD、N<,2>吸/脫附等手段進(jìn)行表征，該樣品密度為0.093g/cm<'3>，孔隙率為95.99％，比表面積為980.68m<'2>/g。通過(guò)

2、對(duì)該樣品在不同溫度下，結(jié)構(gòu)、表面基團(tuán)以及熱導(dǎo)率所發(fā)生變化的研究。發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，其組成顆粒團(tuán)聚粗化，孔隙收縮，但未出現(xiàn)致密化，900℃下熱處理3個(gè)小時(shí)之后，樣品仍具有0.242g/cm<'3>的密度以及593 m<'2>/g的比表面積。在250℃～300℃之間，樣品的表面疏水基團(tuán)Si-OC<,2>H<,5>轉(zhuǎn)化為親水基團(tuán)Si-OH，在三甲基氯硅烷(TMCS)氣氛中對(duì)樣品進(jìn)行改性，疏水基團(tuán)Si-CH<,3>將取代親水基團(tuán)Si-OH，

3、樣品重新達(dá)到疏水狀態(tài)。用動(dòng)態(tài)熱線法測(cè)量樣品的熱導(dǎo)率，其數(shù)值隨著溫度的升高而增加，常溫常壓下其熱導(dǎo)率為0.0125 W/(m.K)，900℃下增大至0.0580W/(m.K、)，其增長(zhǎng)的原因?yàn)殡S著溫度升高，樣品的固態(tài)熱傳導(dǎo)及輻射熱傳導(dǎo)增加，制備樣品時(shí)向原料中加入紅外遮光劑二氧化鈦，雖然使得樣品的低溫?zé)釋?dǎo)率有所增加，但是其高溫?zé)釋?dǎo)率大大下降，添加質(zhì)量百分比20％二氧化鈦的樣品，其在900℃下的熱導(dǎo)率為0.0352 W/(m.K)。

4、同時(shí)，進(jìn)行了SiO<,2>氣凝膠制備方法的低成本化研究，主要研究了以TEOS為原料，通過(guò)常壓干燥制備SiO<,2>氣凝膠的方法，以及使用廉價(jià)硅溶膠為原料，通過(guò)常壓干燥制備SiO<,2>氣凝膠的方法。采用上述兩種方法制備SiO<,2>氣凝膠樣品時(shí)，通過(guò)溶劑交換、表面修飾等工藝過(guò)程，兩種方法均成功的制備出了低密度的SiO<,2>氣凝膠樣品。第一種方法制備出的樣品密度為0.148 g/cm<'3>，孔隙率為93.62％，比表面積為835.25