明膠-二氧化硅復(fù)合氣凝膠的制備、改性及其性能研究.pdf

1、本文以明膠和四乙氧基硅烷(TEOS)作為反應(yīng)前驅(qū)體，采用溶膠-凝膠法及冷凍干燥法，制備具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多孔明膠-SiO2復(fù)合氣凝膠。而后采用六甲基二硅氮烷(HMDS)作為疏水改性劑，通過兩步疏水改性法制備了疏水親油的復(fù)合氣凝膠，系統(tǒng)地探究了疏水改性前后明膠-SiO2復(fù)合氣凝膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀形貌、孔隙特征及在吸油領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
　　首先，通過溶膠-凝膠法和冷凍干燥法制備明膠-SiO2復(fù)合氣凝膠。由紅外光譜(FTIR)圖和X射線衍射

2、(XRD)譜圖分析可知，明膠-SiO2復(fù)合氣凝膠通過溶膠-凝膠法制備成功。掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示SiO2氣凝膠的微觀結(jié)構(gòu)是均勻的納米顆粒，而明膠-SiO2復(fù)合氣凝膠具有均一穩(wěn)定的、串珠狀的多孔結(jié)構(gòu)。隨著明膠添加量的增加，復(fù)合氣凝膠的本體密度先減小后增大，其孔隙率先增大后減小;當(dāng)明膠添加量為30％時，明膠-SiO2復(fù)合氣凝膠的密度最小且孔隙率達(dá)到最大值。
　　其次，采用HMDS對氣凝膠進(jìn)行疏水改性，制備具有疏水性能的明膠-

3、SiO2復(fù)合氣凝膠。對樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌、孔體積、熱穩(wěn)定性以及抗壓性能進(jìn)行了分析，并對比了不同明膠添加量氣凝膠的吸油性能。結(jié)果表明，疏水性復(fù)合氣凝膠(30-GS)的羥基峰明顯減弱，且其微觀結(jié)構(gòu)較改性前更加疏松多孔;隨著明膠添加量的增加，疏水性復(fù)合氣凝膠的孔體積先增大后減小，30-GS的孔體積最大，為1.21cm3/g;30-GS每平方米能夠負(fù)載1.56×104N的壓力，說明其力學(xué)強(qiáng)度得到一定的改善;疏水性復(fù)合氣凝膠的熱分解溫度為3