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SiO2气凝胶疏水改性方法研究进展_百度文库
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SiO2气凝胶疏水改性方法研究进展
&&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。
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超级绝热材料SiO2气凝胶制备中的干燥工艺.pdf 4页 4页
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一般工业技术
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2011年 ·第2期
技术与研究
中国材料科技与设备(双月刊)
超级绝热材料 SiC)2气凝胶制备 中的干燥工艺
王勇涛 ,林毓韬,张莹,燕宁宁,柳清菊
(云南省高校纳米材料与技术重点实验室,云南大学,云南 昆明 650091)
摘要:二氧化硅气凝胶具有极低的导热系数,是 目前最有前景的绝热材料之一。不过气凝胶制备过程中的干燥存在着干
燥设备昂贵、工艺复杂等问题,使其工业化生产受到限制。为解决这一问题,研究人员对二氧化硅气凝胶的干燥方法进行 了
一 系列的研究。本文对这方面的研究及应用情况进行 了概况总结。
关键词 :二氧化硅气凝胶 ;超临界干燥 ;非超临界干燥
中图分类号:0648.16;Ttk:383;TM212 文献标识码:A
表 1 常用干燥介质的临界参数
Tab.1 Criticalparameterofusualdryingmedium
一 般认为超级绝热材料是指在预定的使用条件下,其导
热系数低于 “无对流空气”导热系数的绝热材料,一般是纳米
多孔材料 ,最典型的纳米多孔材料就是二氧化硅(SiOz)气
凝胶r2。]。SiOz气凝胶是一种轻质纳米多孔材料,其典型孔
隙尺寸小于50nm,孔洞率高达 99.8 ,网络胶体颗粒尺寸
为3nm~20nm,密度低达 3 /rn3;其纤细的纳米多孔网络
结构使其能够有效限制固态热传导和气态热传导,从而具有
仅为 0.005W/m ·K的导热系数。
设计了一种高温快速超临界反应干燥器,如图1所示。先把
Si 气凝胶的制备可分为两个过程,首先一般通过溶胶
合成Si()2气凝胶所用的前驱体加到反应干燥器内,接着快
凝胶 (Sol--ge1)反应制备具有一定三维网络结构的Si02
速升温至约 300℃,压力升高到约20MPa,这时凝胶已经基
湿凝胶,然后通过一系列的干燥工艺得到气凝胶。由于湿凝
本形成;然后在恒温下将反应干燥器中的介质 (乙醇)放掉,
胶网络骨架周围存在着大量溶剂、少量水和催化剂等,而气
当反应干燥器内的压力降到0.2MPa时,停止加热,冷却,等
液两相界面的表面张力、毛细张力等会使凝胶在干燥过程中
到室温后把反应干燥器从外压容器中取出打开,便得到干燥
体积收缩、开裂,进而破坏网络结构,因此气凝胶的干燥必须
的SiOz气凝胶。该工艺类似于传统塑料加工中的注塑成型
采用特殊的干燥工艺。目前研究和应用得比较多的是超临
技术,整个过程在一个快速超临界反应干燥器 内一次完成,
界干燥和非超临界干燥。
一 般仅需 3h。
1 超临界干燥
1.1传统超临界干燥技术
传统的超临界干燥法 ]是比较成熟的方法,首先将湿凝
胶置于高压容器中并用干燥介质(超临界干燥常用干燥介质
的临界参数[5见表 1)替换网络结构中的溶剂,使容器内的
温度和压力处于干燥介质的临界条件下,此时气液界面消
失,表面张力不复存在;当缓慢释放出干燥介质时,不会导致
网络骨架的收缩或结构的坍塌,可得到具有多孑L网络结构的
图 1 快速超临界干燥反应器示意图
气凝胶。根据干燥介质的不同,又可以分为低温和
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