二氧化硅气凝胶的制备工艺与应用

三维纳米孔隙结构的二氧化硅气凝胶具有孔隙率高、密度低、比表面积大等基本特征,这些优异的特性使二氧化硅气凝胶在许多领域得到广泛研究和应用。二氧化硅气凝胶一般通过溶胶-凝胶过程、老化、干燥处理得到。主要总结了二氧化硅气凝胶的制备过程及机理,介绍二氧化硅气凝胶的相关领域的应用,并对二氧化硅气凝胶材料的发展前景进行了展望。     

二氧化硅气凝胶复合隔热材料研究进展

二氧化硅气凝胶具有高孔隙率、低热导率等特点,使其成为新型超级隔热材料。然而,二氧化硅气凝胶的柔韧性、整体性差,并且常温干燥制备的气凝胶在高温时热导率迅速上升,这些都大大限制了二氧化硅气凝胶的应用。近些年,通过原位溶胶-凝胶法和模压成型法制备得到的二氧化硅气凝胶复合隔热材料,在一定程度上提高了其韧性、整体性和高温隔热性能,使得二氧化硅气凝胶作为单独块体隔热材料成为可能。本文阐述了二氧化硅气凝胶隔热材料的隔热机理,综述了近年来抗辐射型、纤维增强型和聚合物增强型二氧化硅气凝胶复合隔热材料的研究现状,最后讨论了该领域今后研究趋势。     

二氧化硅气凝胶及其在保温隔热领域应用进展

二氧化硅气凝胶是目前已知最轻的固体材料，具有热导率低、孔隙率高和比表面积大等优点，被誉为新型超级保温隔热材料。然而，二氧化硅气凝胶自身存在力学性能差和制备成本高的问题，大大限制了其在保温隔热领域大规模推广应用。本文简述了二氧化硅气凝胶合成技术和力学性能增强方法，从制备过程控制、老化条件优化、热处理、纤维复合和高分子聚合物复合等方面分析了其对气凝胶性能和工艺的影响，重点介绍了近年来二氧化硅气凝胶保温隔热材料应用在航空航天、军工领域、工业管道、建筑保温以及新能源汽车等领域的研究进展，总结了其在各领域应用的技术挑战。指出未来需进一步拓展二氧化硅气凝胶的使用温区，利用共前体和化学交联等方法增强高温下的隔热性能，同时解决气凝胶纤维复材“掉粉”和微米级粉体分散不均匀等难题，尤其是新能源汽车等新兴应用领域发展迅猛，未来仍需针对新的应用需求对其合成技术进行设计和优化。     

二氧化硅气凝胶的研究进展

探究了二氧化硅气凝胶的成型机理和制备方法的差异对气凝胶性能的影响，阐明现阶段二氧化硅气凝胶高温条件下结构坍塌、性能衰减的原因及其在吸附、建筑保温等领域的应用效果。     

二氧化硅气凝胶复合材料热导率优化研究进展

二氧化硅气凝胶复合材料由于具有良好的力学和隔热性能,在建筑、航空和其他工业领域展现出良好的节能应用前景。从增强材料的几何特征、含量、排列方式等方面概述了二氧化硅气凝胶复合材料热导率的规律,综述了二氧化硅气凝胶复合材料热导率的实验和理论优化研究进展,分析了现阶段实验和理论模型优化二氧化硅气凝胶复合材料热导率存在的问题,并提出了优化二氧化硅气凝胶复合材料热导率的方法,为制备高隔热性能的二氧化硅气凝胶复合材料提供理论指导。     

改性二氧化硅气凝胶研究进展

二氧化硅气凝胶作为一种新型轻质多孔材料,在航空、建材和医疗等领域具有巨大的应用前景。综述了二氧化硅气凝胶的制备工艺发展史,介绍了二氧化硅气凝胶的光学、热学、电学、声学和催化方面的性质,详细讨论了二氧化硅气凝胶的两种改性思路:硅源改性(包含单一硅源、复合硅源和功能性硅源)和掺杂改性(包含非金属材料掺杂和金属材料掺杂),展望了二氧化硅气凝胶的发展方向。     

增强型二氧化硅气凝胶材料的研究进展

二氧化硅气凝胶是世界上最轻的固体材料之一，因其具有热导率低、比表面积大、孔隙率高等优良特性，在保温隔热领域具有极大的发展空间；然而，二氧化硅气凝胶具有强度低、不易成型等问题，限制了其在各应用领域的快速推广。本文综述了通过复合或掺杂增强二氧化硅气凝胶力学性能的方法，并对当前形势下二氧化硅气凝胶的应用前景进行了展望。     

产品开发

正二氧化硅气凝胶隔热材料发展前途光明二氧化硅气凝胶是一种新型多孔功能材料,因其具有高孔隙率、低热导率、低介电常数、高比表面积、材质半透明等优良特性,从而成为新型超级隔热材料,在超级隔热材料、吸附材料、催化剂和载体等许多领域具有广阔的应用前景。但其缺点是柔韧性、整体性较差,常温干燥制备的产品开裂较严重,限制了其应用。近年来,通过原位溶胶-凝胶法和模压成型法制得的二氧化硅气凝胶复合材料,提高了其     

二氧化硅气凝胶硅源选择的研究进展

二氧化硅气凝胶以其独特的纳米孔结构展现出优异的性能,并在很多领域得到较好的应用。选择不同的硅源既有成本因素,又有性能要求,总的原则是优化气凝胶的结构和性能,拓展其应用领域。单一硅源主要有水玻璃和各种硅醇盐。复合硅源则可以引入疏水性和功能性基团,从而使二氧化硅气凝胶的结构性能得到改善,制备工艺过程更为优化。对二氧化硅气凝胶硅源选择的研究现状和前景做了系统探讨。     

二氧化硅气凝胶的研究现状及应用前景

二氧化硅气凝胶由于其特殊的网络结构使其具有密度小、隔热性好、孔隙率高、比表面积大、传声速率低等优良性能。从1931年开始,经过广大研究者几十年的深入研究,二氧化硅气凝胶有了更广阔的发展。本文介绍了以不同原料制备二氧化硅气凝胶的方法,论述了二氧化硅气凝胶的干燥技术,概述了二氧化硅气凝胶的改性措施,分析了二氧化硅气凝胶的应用前景。     

二氧化硅气凝胶纳米网络骨架强化方法研究进展

二氧化硅气凝胶是一种具有高孔隙率、高比表面积、低热导率等诸多优异特性的纳米多孔材料,在航天、化工、建筑等众多领域有着广阔的应用前景。但是,二氧化硅气凝胶的网络骨架存在本征陶瓷脆性,限制了其实际应用。本文从气凝胶纳米颗粒颈部强化设计角度出发,介绍了液相强化法和气相强化法两类网络骨架强化策略的研究进展,并对以上两种强化策略的增强机理进行了阐释,最后对二氧化硅气凝胶网络骨架强化技术的发展方向提出了展望。     

二氧化硅气凝胶制备条件的选择

二氧化硅气凝胶是典型的纳米多孔轻质材料,由于具有独特的性能并在许多领域存在潜在的应用价值而受到广泛关注。本文从气凝胶制备过程中的硅源的选择、溶剂的选择、制备工艺的选择、催化剂等方面进行了研究,有利于确定常压干燥制备二氧化硅气凝胶的生产条件。     

二氧化硅气凝胶常压干燥工艺的研究进展

二氧化硅气凝胶因具有低密度、高比表面积、稳定的物理化学性质等特性在吸附分离、隔热保温等领域表现出巨大的应用潜力。但长耗时、高成本的制备工艺限制了它的发展,尤其是湿凝胶向气凝胶转变的干燥工艺。本文介绍了二氧化硅气凝胶在常压干燥的过程中面临的主要难点及解决方法,虽然常压干燥方法工艺简单、过程安全、对设备要求低且可连续制备,成为近年来的研究热点,但也存在制备周期长、体积收缩大、需要消耗大量有机溶剂和改性剂等不足。文中从凝胶基体增强与优化、降低毛细管力与减少不可逆收缩两种角度,介绍了二氧化硅气凝胶常压干燥的改进方法及其发展现状,分析归纳了不同改进方法的优缺点,总结了二氧化硅气凝胶常压干燥目前面临的技术挑战。并且,立足于目前二氧化硅气凝胶基体增强和表面改性技术发展的趋势,对今后二氧化硅气凝胶常压干燥过程中结构可控、成本降低以及产品多功能化的发展路线进行了展望。     

纤维素复合气凝胶制备技术及其在生物医药领域的研究进展

新生代的纤维素气凝胶材料兼具传统气凝胶的优良特性及自身优良生物相容性和可降解性,在生物医药等领域应用前景广阔。本研究简述了纤维素气凝胶的制备过程,综述了直接添加/生成法、构建客体法和直接包覆法三种常见的纤维素复合气凝胶制备技术,列举了纤维素气凝胶在药物运载系统、组织工程等生物医药领域的应用,最后对纤维素气凝胶材料的发展前景和研究方向进行了展望。     

一种高强度、低密度二氧化硅气凝胶的制备方法

本发明提出了一种制备高强度、低密度二氧化硅气凝胶的新方法,属于无机多孔材料技术领域。制备的具体步骤如下：将正硅酸甲酯或者正硅酸乙酯在pH为1．5—4．5条件下于50～80℃水解2—6h;之后滴加氨水,并注入到模具中,使之在空气中成为湿凝胶单体;将所得的湿凝胶放在高压罐中,在一定配比的老化液中于80～150℃下老化3—10d;最后进行干燥,即可得到强度高并且密度低的二氧化硅气凝胶定型材料。本发明的优点在于：操作简便,工艺简单,在提高了传统二氧化硅气凝胶材料强度的同时,保证了其密度低的优点,促进了二氧化硅气凝胶在定型绝热制品领域的应用。     

二氧化硅气凝胶改性热塑性聚氨酯弹性体材料的制备及性能研究

采用预聚体法制备了聚酯型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/二氧化硅气凝胶复合材料,研究了不同二氧化硅气凝胶用量对复合材料力学性能、耐水解性能与高温稳定性等性能的影响,并对复合材料的结构进行了分析与表征。结果表明:加入二氧化硅气凝胶后,复合材料的力学性能有所提高,耐水解性能较TPU基体有所提升,复合材料的导热系数降低。热重分析测试表明:加入二氧化硅气凝胶提高了复合材料的高温稳定性。扫描电镜测试表明:二氧化硅气凝胶在TPU基体中分散良好。     

复合纳米二氧化硅在生物医药方面的应用研究进展

文章较为详尽的综述了复合纳米二氧化硅在生物和医学方面的应用。最后对复合纳米二氧化硅在生物、医药领域的应用前景进行了展望。     

二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料 导热性的研究

设计制备了二氧化硅气凝胶粉体材料,使用KH550将其表面改性后与粘结剂醋酸乙烯-乙烯共聚乳液搅拌为混合液,在超声波清洗器中将厚度为9mm的玻璃纤维针刺棉浸入混合液中之后,干燥制备得二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料。结果表明采用KH550表面改性的二氧化硅气凝胶材料在水性粘结剂中的溶解性良好,超声波处理有助于二氧化硅气凝胶材料均匀分散于玻璃纤维棉中;含二氧化硅气凝胶材料的玻璃纤维棉导热系数明显下降,且随温度升高,其隔热性能比普通玻璃纤维棉更好。对二氧化硅气凝胶/玻纤棉复合材料的导热机理进行了研究,结果表明二氧化硅气凝胶材料的存在有效削弱了玻璃纤维棉的热桥效应及其气相导热效果。     

纳米纤维素纤维凝胶特性及其应用

纳米纤维素纤维在水溶液中可以通过物理缠绕以及氢键结合的方式形成具有稳定三维网络结构的水凝胶。纳米纤维素水凝胶具有无毒性及良好的生物相容性,在生命科学领域应用前景广阔。而纳米纤维素气凝胶保持凝胶的三维网络结构,其高比表面积、低密度及优异的隔热性能等在建筑、能源电子器件、油水分离等领域也同样有着巨大的应用潜力。本文从纳米纤维素基本特性、纳米纤维素水凝胶、纳米纤维气凝胶研究及应用情况进行了介绍,并分别对纳米纤维素水凝胶与气凝胶的优异性能及应用进展进行了总结。     

常压制备疏水型二氧化硅气凝胶及透光率分析

采用溶胶-凝胶法,通过常压干燥制备了疏水型二氧化硅气凝胶。研究了pH、水解时间等因素对二氧化硅气凝胶透光率的影响。以正硅酸乙酯为原料,通过酸（草酸）-碱（氨水）两步催化,采用溶胶-凝胶法常压干燥制备了疏水型介孔二氧化硅气凝胶。正硅酸四乙酯、乙醇、草酸、氨水物质的量比为1∶4∶5∶0.2,草酸和氨水的浓度分别为0.008、0.05 mol/L时,采用二甲基二氯硅烷为改性剂常压制备了二氧化硅气凝胶。透射电镜、扫描电镜测试表明：二氧化硅气凝胶具有纳米介孔结构。接触角测定表明：二氧化硅气凝胶与水的接触角为148°,表现出疏水性。