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气凝胶的分类与制备方法介绍

更新时间:2024-09-19  |  点击率:178

气凝胶,英文aerogel又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂,使凝胶中液体含量比固体含量少得多,或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,外表呈固体状,这即为干凝胶,也称为气凝胶。

气凝胶按其组分,可分为单组分气凝胶,如SiO2Al2O3TiO2,炭气凝胶(有机气凝胶炭化后得到)等;多组分气凝胶,如SiO2/Al2O3SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的气凝胶是单组份的SiO2气凝胶和炭气凝胶(有机气凝胶)。

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,设备复杂昂贵、干燥工艺耗能高。随着近年国产设备制造水平的提升,超临界法制备气凝胶的成本逐步降低,设备的可靠性大幅提升,这让此方法的实用性大大增加。

由我司自主研发的超临界干燥仪具有工艺流程控制精准,实验效果佳,集成化程度高,外观精美等优点,走在国产化仪器前段,极大程度的实现了进口仪器平替化。



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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。