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氣凝膠的分類與制備方法介紹

更新時間:2024-09-19  |  點擊率:1121

氣凝膠,英文aerogel又稱為干凝膠。當凝膠脫去大部分溶劑,使凝膠中液體含量比固體含量少得多,或凝膠的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中充滿的介質(zhì)是氣體,外表呈固體狀,這即為干凝膠,也稱為氣凝膠。

氣凝膠按其組分,可分為單組分氣凝膠,如SiO2,Al2O3,TiO2,炭氣凝膠(有機氣凝膠炭化后得到)等;多組分氣凝膠,如SiO2/Al2O3SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的氣凝膠是單組份的SiO2氣凝膠和炭氣凝膠(有機氣凝膠)。

目前 SiO2氣凝膠的制備方法主要包括超臨界干燥和常壓干燥兩種方式。

1、超臨界干燥

超臨界法制備的 SiO2氣凝膠性能較為優(yōu)異,設(shè)備復(fù)雜昂貴、干燥工藝耗能高。隨著近年國產(chǎn)設(shè)備制造水平的提升,超臨界法制備氣凝膠的成本逐步降低,設(shè)備的可靠性大幅提升,這讓此方法的實用性大大增加。

由我司自主研發(fā)的超臨界干燥儀具有工藝流程控制精準,實驗效果佳,集成化程度高,外觀精美等優(yōu)點,走在國產(chǎn)化儀器前段,極大程度的實現(xiàn)了進口儀器平替化。



圖片1.png

2、常壓干燥

常壓干燥制備 SiO2氣凝膠無需大量設(shè)備,可操作性強、安全環(huán)保,為SiO2氣凝膠的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供了可能;但目前報道的常壓制備工藝繁瑣,以水玻璃作為前驅(qū)體為例,依次順序涉及離子置換、溶膠-凝膠過程、表面疏水化修飾、多梯度溶劑置換、干燥等過程,其生產(chǎn)制備周期耗時長,并且生產(chǎn)中耗費大量溶劑,且多種溶劑混合,回收分離困難,增加了產(chǎn)品的成本,從而限制了氣凝膠的工業(yè)化大規(guī)模制備和廣泛應(yīng)用。



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