疏水SiO-,2-氣凝膠的常壓溶膠-凝膠法合成及其性能研究.pdf

1、基于SiO2氣凝膠獨(dú)特的介孔結(jié)構(gòu)以及高孔隙率,高比表面積等特點(diǎn),本著降低成本、縮短生產(chǎn)周期、簡化制備工藝和提高生產(chǎn)安全性等原則,本文以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體、無水乙醇為溶劑,以六甲基二硅氮烷(HMDZ)為表面改性劑,采用酸一堿兩步催化的常壓溶膠-凝膠法,合成了疏水性SiO2氣凝膠。
　　 本研究以溶膠穩(wěn)定性、氣凝膠的密度、微觀形貌、比表面積和接觸角等項(xiàng)指標(biāo)為衡量標(biāo)準(zhǔn),分別通過單因素實(shí)驗(yàn)和四因素、三水平的正交實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)地考

2、察了無水乙醇的用量、草酸濃度、攪拌時(shí)間、水解時(shí)間、氨水濃度、表面改性劑用量和表面改性時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)SiO2氣凝膠結(jié)構(gòu)性能的影響。比較了各因素對(duì)溶膠穩(wěn)定性、SiO2氣凝膠的密度和接觸角大小的影響順序。結(jié)果表明:乙醇用量對(duì)溶膠穩(wěn)定性和氣凝膠密度的影響最大;氨水溶液用量對(duì)氣凝膠接觸角的影響最大。并確定了SiO2氣凝膠的最佳制備工藝,原料摩爾比為:TEOS∶無水乙醇∶草酸溶液∶氨水溶液∶HMDZ=1∶7∶3∶2∶0.75,水解時(shí)間為18h,改

3、性時(shí)間為24h。采用紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射分析(XRD)、示差-熱重(DSC-TG)、BET比表面等檢測(cè)手段對(duì)SiO2氣凝膠的表面基團(tuán)、微觀形貌、熱穩(wěn)定性和孔結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:SiO2氣凝膠的密度為98kg/m3、BET比表面積為898.62m2/g,孔隙率為95.4％,平均孔徑為13.48nm;所得氣凝膠純度較高,組成氣凝膠的粒子呈球形且分散均勻,屬于具有高純度、高穩(wěn)定性、高比表面積的多孔、輕