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发布时间:2022-02-21 04:39:49
气凝胶是一种固体物质形态
气凝胶是一种固体物质形态,是世界上密度小的固体之一。一般常见的气凝胶为硅气凝胶,也有碳气凝胶存在。目前轻的硅气凝胶仅有3毫克每立方厘米,比空气重三倍,所以也被叫做“***的烟”或“蓝烟”。
气凝胶的特性:
1.孔隙率很高,可高达99.8% ;
2.纳米级别孔洞(20~100nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm);
3. 高比表面积,可高达1000m2/g;
4. 低密度,可低至0.003g/cm3;
5. 气凝胶的结构决定了其具有极低的热导率,常温下可以低至0.013W/(m·K);
6. 强度低,脆性大,由于其比表面积和孔隙率很大,密度很低,导致其强度很低。
硅凝胶嵌板以及层复合材料的产品已经驱动了该产业的发展
备受研究者们关注的是,从一种新材料被发现并成形的那一刻,到将它投入市场这个过程,究竟需要花费多长时间。当然,对热固性塑料而言,这种材料呈指数形式发展,但对其他材料却很难说。气凝胶于1930年在一篇前期研究的文章中被报道,终该产业将会逐步发展成熟。
硅凝胶嵌板以及层复合材料的产品已经驱动了该产业的发展,并在凝胶化过程引入纤维,使其形成独具一格的产品。
目前 SiO2气凝胶的制备方法主要包括超临界干燥和常压干燥两种方式。
1、超临界干燥
超临界法制备的 SiO2气凝胶性能较为优异,但设备复杂昂贵、干燥工艺耗能高、***性大。
2、常压干燥
常压干燥制备 SiO2气凝胶无需大量设备,可操作性强、安全环保,为SiO2气凝胶的大规模工业化生产提供了可能;但目前报道的常压制备工艺繁琐,以水玻璃作为前驱体为例,依次顺序涉及离子置换、溶胶-凝胶过程、表面疏水化修饰、多梯度溶剂置换、干燥等过程,其生产制备周期耗时长,并且生产中耗费大量溶剂,且多种溶剂混合,回收分离困难,增加了产品的成本,从而限制了气凝胶的工业化大规模制备和广泛应用。
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