SiO2氣凝膠的制備及在保溫隔熱領(lǐng)域中的應(yīng)用

曹繼楊

（同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201804）

SiO2氣凝膠的制備及在保溫隔熱領(lǐng)域中的應(yīng)用

曹繼楊

（同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201804）

由于SiO2氣凝膠擁有極高的比表面積、低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)，因而引起科學(xué)界的興趣。氣凝膠通過溶膠-凝膠法合成，為了維持氣凝膠的多孔結(jié)構(gòu)通常氣凝膠需要進(jìn)行疏水改性，并通過特殊的干燥方法進(jìn)行干燥。考慮到氣凝膠的優(yōu)異性能，主要討論氣凝膠的干燥技術(shù)以及在保溫隔熱領(lǐng)域中的應(yīng)用。

SiO2氣凝膠；溶膠-凝膠；干燥方法；保溫隔熱

溶膠-凝膠技術(shù)的快速發(fā)展使多孔材料的合成取得了巨大的進(jìn)展。在已知固體多孔材料中，SiO2氣凝膠越來越受到關(guān)注，是由于其低的熱導(dǎo)率（～0.01/（m·K）），高孔隙率（～99%），高比表面積（1 000m2/g）[1]。

1 氣凝膠的制備

SiO2氣凝膠的制備可分為三個過程：①SiO2濕凝膠的制備。②凝膠的老化。③凝膠的干燥。

1.1原材料的選擇

目前制備SiO2氣凝膠所采用的原料主要有3類：①硅源：典型的硅質(zhì)原料有正硅酸乙酯[2]、正硅酸甲酯[3]、聚硅氧烷、水玻璃以及硅溶膠等；②溶劑：主要是醇類，包括甲醇、乙醇、異丁醇、丙酮、正己烷等；③催化劑：主要是一些無機(jī)酸或堿，如HCl、HF、HNO3、H4SO4、氨水等。另外，在SiO2氣凝膠制備過程中，為了改善其某種性能而需添加一些改性劑，如：為了制備疏水性SiO2氣凝膠，在干燥前需要利用三甲基氯硅烷、六甲基二硅氧烷等進(jìn)行改性。

1.2疏水SiO2氣凝膠的制備

利用常規(guī)方法制備的氣凝膠，表面連有-OH（親水性基團(tuán)），容易吸收水分，表面張力隨著水的存在而產(chǎn)生，導(dǎo)致氣凝膠的孔結(jié)構(gòu)塌陷，這一缺點讓氣凝膠的應(yīng)用受到很大限制。……