常壓干燥溶膠—凝膠法制備Al-,2-O-,3-氣凝膠.pdf

1、氧化鋁氣凝膠是一種輕質(zhì)、多孔、非晶態(tài)、塊體納米材料，其連續(xù)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可在納米尺度控制和剪裁。由于其獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)研究方面，氣凝膠的低溫?zé)釋W(xué)性質(zhì)等已成為當(dāng)今凝聚態(tài)物理研究的前沿。在應(yīng)用方面，氣凝膠已經(jīng)被用于催化劑及催化劑載體、氣體過濾材料等。因此，氣凝膠具有重要的理論研究價(jià)值及廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本實(shí)驗(yàn)以無機(jī)鋁鹽九水和硝酸鋁(Al(NO3)3·9H2O)為前驅(qū)體，乙醇為溶劑，以甲酰胺為干燥化學(xué)控制劑、環(huán)氧丙烷為網(wǎng)絡(luò)

2、誘導(dǎo)劑、鹽酸和氨水作為催化劑，通過鹽酸和氨水來控制控制PH值，經(jīng)過溶膠-凝膠過程，采用常壓干燥工藝，制備得到了輕質(zhì)納米多孔材料Al2O3氣凝膠。
　　 本文研究了溶膠-凝膠過程中乙醇用量、網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)劑環(huán)氧丙烷用量、干燥化學(xué)控制劑甲酰胺用量、表面改性時(shí)間和溶液pH值等對氣凝膠的影響；討論了溶膠-凝膠反應(yīng)機(jī)理，研究了Al2O3氣凝膠的表面化學(xué)，探討了表面改性劑三甲基氯硅烷(TMCS)表面化學(xué)改性機(jī)理，TMCS是把濕凝膠表面上的極性基(

3、-OH)轉(zhuǎn)變成-Si(CH3)3，有效地防止了干燥過程中氣凝膠骨架的收縮或坍塌；初步研究了超聲波對凝膠的溶劑交換與表面改性的加速作用。通過實(shí)驗(yàn)確定了室溫下制備Al2O3濕凝膠的優(yōu)化工藝條件，體積比V(無水乙醇)∶V(環(huán)氧丙烷)∶V(甲酰胺)為23∶0.8∶6、超聲波表面改性階段V(三甲基氯硅烷)∶V(無水乙醇)為1:9。
　　 用掃描電鏡(SEM)、BET比表面測試儀和紅外光譜分析等手段對塊狀氣凝膠和納米粉體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了