二氧化硅氣凝膠的疏水改性及常壓干燥.pdf

1、二氧化硅氣凝膠是從溶膠-凝膠工藝衍生出來的非晶固態(tài)材料，其多孔率可達80-99．8%，其孔洞尺寸和膠體顆粒尺寸分別在1-100nm和2-60nm范圍內(nèi)，是典型的納米材料。一般方法得到的二氧化硅氣凝膠表面通常含有大量羥基，這使得其在空氣中容易吸潮，遇水容易破碎，不利于其性能發(fā)揮，此外超臨界干燥工藝具有高能耗、高危險、不可連續(xù)生產(chǎn)等特點影響了SiO2氣凝膠的廣泛使用。因此避免在超臨界條件下對凝膠進行干燥和改善氣凝膠的疏水性是推動氣凝膠廣泛使

2、用的關鍵。 本論文主要研究內(nèi)容包括：研究了疏水二氧化硅氣凝膠的常壓制備，考察了改性劑濃度對其結構的影響；研究了莫來石纖維增強疏水二氧化硅的制備；并考察了熱處理溫度對氣凝膠孔徑結構的影響。 本論文的主要結論如下： 以正硅酸乙酯（TEOS）為硅源，三甲基氯硅烷（TMCS）為改性劑，經(jīng)老化、表面疏水改性，常壓干燥制備了高比表面積疏水SiO2氣凝膠。疏水SiO2氣凝膠與水的接觸角達145°，在空氣中的熱穩(wěn)定性為269℃；

3、且比表面積達1035㎡/g，具有典型的氣凝膠結構特征。 加入莫來石纖維增強的二氧化硅氣凝膠成塊性較好、無明顯裂紋并且具有一定機械強度，具有良好的疏水性能。 二氧化硅氣凝膠經(jīng)不同溫度熱處理后，其孔結構特性明顯提高，平均孔徑增加52．6%，孔體積增加45．9%，密度降低32．2%，比表面積增加了10．6%，減小了常壓干燥對氣凝膠孔徑結構的影響。 建立疏水二氧化硅氣凝膠改性效果的評測，通過推導計算出三甲基氯硅烷最大改性