SiO2气凝胶制备技术及在建材中应用研究

介绍超临界和常压干燥制备SiO2气凝胶的工艺技术,对2种工艺制备的气凝胶性能指标进行了比较,结果表明,超临界干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品性能稳定,但成本高;以水玻璃为原料,采用常压干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品具有较好的性价比。并进一步分析了SiO2气凝胶在建材领域应用存在的问题及解决途径。     

不同超临界干燥工艺制备SiO2气凝胶的研究

以正硅酸乙酯为硅源,采用酸碱二步溶胶–凝胶法及CO_2超临界干燥工艺制备SiO_2气凝胶复合材料,研究不同超临界干燥工艺对SiO_2气凝胶制备的影响,结果表明液态CO_2置换干燥工艺和超临界CO_2萃取干燥工艺的干燥时间、乙醇回收率、乙醇分离效率等相差不大,但超临界CO_2萃取干燥工艺制备的产品导热系数优于液态CO_2置换干燥工艺,且工艺过程简单易操作,更适合规模化生产。     

淀粉-SiO2复合气凝胶的制备

采用常压干燥工艺制备淀粉-SiO2复合气凝胶,得到了制备淀粉-SiO2复合气凝胶的最佳工艺参数,利用BET、SEM以及TG-DTA测试手段,探究了淀粉对SiO2气凝胶的孔结构、微观结构以及热稳定性的影响。结果表明,淀粉的加入能够有效增大纳米SiO2粒子间的连接面积,为增强气凝胶的机械性能提供了可能性;选用小麦淀粉比选用玉米淀粉更易于保持淀粉-SiO2气凝胶的比表面积以及双孔结构,当硅水比(S/W)为1∶4时,以氨水为催化剂,淀粉-SiO2复合气凝胶的比表面积为376.7 m^2/g;疏水改性常压环境干燥制备的淀粉-SiO2气凝胶的热稳定性降至200℃。     

纳米SiO2气凝胶/水泥复合隔热板的制备与性能研究

以白色硅酸盐水泥作为主要胶凝材料,采用注浆成型、常温常压干燥工艺制备新型无机纳米SiO2气凝胶/水泥复合隔热板(ACP).并通过FT-IR、氮气吸附等方法系统研究了SiO2气凝胶掺量对ACP微观结构和热物性参数的影响.结果表明:气凝胶掺量与导热系数、密度呈线性负相关,而与平均孔径和比表面积总体呈正相关.此外,其吸附/脱...     

适应工厂化生产的SiO_2气凝胶最新合成方法以及在保温材料中的应用研究

文章简要介绍了超临界和常压干燥制备SiO_2气凝胶的工艺技术,对这两种工艺制备的气凝胶性能指标进行了比较。并简要概述在工厂化生产中,这两种方案的优缺点,并提出适应工厂化生产气凝胶的工艺。文章系统的归纳了气凝胶国内外的研究成果,着重列举了气凝胶在建筑保温中的应用,并对产业化应用进程提出了更好的展望。     

适用于建筑隔热的二氧化硅气凝胶制备与性能

采用正硅酸乙酯作硅源、利用酸-碱两步催化法和常压梯度干燥法制备纳米SiO2气凝胶;适量掺杂纤维增强材料和胶黏剂,再与PET等基材复合制成隔热膜试样.对SiO2气凝胶及其复合材料的隔热效果、力学性能、吸湿性能进行了测试,并对微观形貌进行了表征.结果表明:气凝胶毡厚0.1～0.2 mm或1.0 mm时,其隔热效果大致相同,...     

响应面法优化二氧化硅气凝胶制备工艺研究

文章采用响应面法优化二氧化硅气凝胶制备过程中溶胶-凝胶反应参数并结合常压干燥得到制备二氧化硅气凝胶的最优工艺。对最优工艺条件下,制备得到的二氧化硅气凝胶物理化学性能表征,其具备良好的性能。同时采用响应面设计得到气凝胶的制备工艺参数与气凝胶导热系的拟合公式。     

硅藻土制备介孔SiO2气凝胶

采用响应面法对由硅藻土制取水玻璃的工艺进行优化,进而选择最佳工艺参数在常压干燥下成功合成了SiO2气凝胶材料。试验结果表明：当碱硅比为3∶10,NaOH溶液浓度为10%,反应温度为90℃时,水玻璃模数测定值与SiO2溶出率的加权平均值达到最大值79.91%;利用N2物理吸附、FESEM、TEM、FT-IR、TG/SDTA对气凝胶的基本性能和形貌结构进行了研究。结果表明,制备得到的气凝胶密度为0.132～0.143 g/m3,比表面积达755.5 m2/g,形貌为不规则纳米晶粒堆积而成的海绵状结构,孔径分布集中,经改性后的气凝胶的疏水性可保持到400℃左右。     

硅酸钙复合纳米孔超级绝热钢结构防火板的研制

将具有中空结构硬硅钙石二次粒子和具有纳米孔结构的SiO2气凝胶采用真空复合,结合超临界干燥技术,制备硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料,将此复合材料制成的纳米孔超级绝热板用于钢结构防火保护.对制得的复合防火板材进行了扫描电镜测试,结果表明,复合防火板中硬硅钙石二次粒子与SiO2气凝胶很好的复合在一起,并具有纳米孔结构;利用ANSYS有限元软件对普通防火涂料和复合防火板在钢结构应用中的防火性能进行对比分析,结果表明当采用紧贴包覆方法,包覆厚度为20 mm时,复合防火板的耐火极限是普通防火涂料耐火极限的2.5倍.     

二氧化硅与凝胶的常压制备及其表征

以正硅酸四乙酯为硅源,采用无水乙醇为溶剂,稀盐酸和稀氨水作为催化剂,用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化硅气凝胶,通过老化,溶剂置换,表面修饰和分级干燥等一系列措施抑制二氧化硅气凝胶干燥中出现缩裂,以非超临界干燥技术最终获得了大块无裂纹的二氧化硅气凝胶。     

用粉煤灰制备SiO2凝胶及超细粉研究

对以粉煤灰为硅源制备SiO2凝胶及超细粉进行研究，确定了制备工艺条件，用FT-IR、激光粒度仪和XRD对制备的SiCl2凝胶及超细粉进行了表征。结果表明，由粉煤灰制得水玻璃后，用H2SO4作为催化剂制备硅凝胶，然后用乙醇浸泡．环境干燥效果好，可以获得透明度较高的单块干凝胶；在适当的H2SO4催化剂浓度、pH值下，得到的凝胶经无水乙醇浸泡、干燥后，可得到粒度较小的SiO2超细粉体，所得SiO2粉体平均粒径为50～70nm；用HCl作为催化剂，容易直接得到SiO2沉淀，平均粒径为700～900nm。     

膨胀珍珠岩/SiO_2气凝胶复合保温材料制备研究

以正硅酸乙酯为硅源制备SiO_2气凝胶溶胶,通过真空吸附法将溶胶吸附到膨胀珍珠岩内部孔隙中,再凝胶老化。常压干燥制备膨胀珍珠岩/SiO_2气凝胶复合保温材料。研究了凝胶时间的影响因素,膨胀珍珠岩粒径对复合材料性能的影响,并通过SEM、FT-IR对样品的微观形貌和结构进行了表征。实验结果表明,膨胀珍珠岩吸附SiO_2气凝胶后导热系数由0.050 W/(m·K)降低到0.038 W/(m·K)。     

二氧化硅气凝胶复合毡热力管道保温性能分析

本文介绍了采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为硅源,以玻璃纤维毡为基体材料.采用超临界CO_2干燥工艺,成功地制备了常温下导热系数为0.021W/(m·K)的玻璃纤维/二氧化硅气凝胶复合毡。制备的二氧化硅气凝胶复合毡在高温下仍有较低的导热系数,在350℃时为0.043W/(m·K)。以室内DN150蒸汽管道为例,系统研究了二氧化硅气凝胶复合毡在不同温度下的保温层厚度。结果表明:在满足最大允许热损失量的前提下.二氧化硅气凝胶复合毡所用的保温层厚度与玻璃纤维毡相比大幅度地减薄。空间节省率在40%~54%。二氧化硅气凝胶复合毡在对空间有严格要求的管道保温工程中具有较大的应用前景和优势。     

硅石气凝胶微粒的常压合成及隔热性能研究

采用甲酰胺作为反应催化剂,水玻璃作为凝胶先驱体,利用溶胶凝胶法在常压下制备出了性能优良的硅石气凝胶微粒,原材料便宜,合成工艺简单。并研究了制备工艺中加入硫酸对合成微粒物理性能的影响,在硫酸加入量为相对硅酸钠物质量比为0.05时制备出了性能最好的气凝胶微粒。对制备出的气凝胶微粒的隔热性能和隔热机理进行了相关讨论。     

溶胶-凝胶反应参数对二氧化硅气凝胶性能影响

<正>二氧化硅气凝胶是一种以二氧化硅为主要成分的具有三维网络结构的纳米材料,因其通过溶胶—凝胶法制备得到,并且其中90%以上为空气,因此也被称为气凝胶。它具有导热系数低、轻质、绿色无害的特点,由于其具有独特的纳米孔结构和优越的保温隔热性能成为许多学者研究的热点。二氧化硅气凝胶(以下简称气凝胶)的制备最初采用溶胶—凝胶法结合超临界干燥,能得到成块性好、性能优良的气凝胶材料,但由于超临界干燥设备投入大、运行参数复杂,难以实现大规模连续化生产,因此陆续     

哈工大石墨烯气凝胶材料研究取得突破

正本刊讯日前,哈尔滨工业大学土木工程学院在国际著名期刊《先进材料》发表了题为《自然干燥方法制备具有超弹性和可调节泊松比特性的石墨烯气凝胶》的科研论文。课题组通过调节石墨烯气凝胶结构的初始刚度和溶剂蒸发的毛细应力,成功实现了该材料的自然干燥制备,实现了常温常压下蒸发样品所含溶剂并保持     

SiO2气凝胶提高岩棉保温性能的试验研究

以无水乙醇为溶剂,SiO_2气凝胶为溶质,制取SiO_2气凝胶改性溶液。采用浸润及常压干燥制备岩棉/SiO_2气凝胶复合板,研究SiO_2气凝胶的质量分数和浸润时间对岩棉/SiO_2气凝胶复合板的短期吸水量,导热系数以及抗压强度的影响。并选取某办公楼建筑为研究对象,利用建筑能耗模拟软件DeST,研究岩棉/SiO_2气凝胶复合板在以西安为代表的寒冷地区的建筑能耗。结果表明:随着SiO_2气凝胶的质量分数的增加,岩棉/SiO_2气凝胶复合板的短期吸水量逐渐变小,导热系数逐渐减小,其抗压强度略有提高。与未进行保温措施相比,厚度为30 mm的岩棉/SiO_2气凝胶复合板能耗节能率大于25%。     

气凝胶绝热板热工性能研究

采用溶胶-凝胶法和常压干燥技术制备了气凝胶绝热板,将其与2种传统保温隔热材料(聚苯乙烯泡沫和玻璃纤维毡)进行对比试验研究;针对保温盒试验记录的温度分布情况,建立了热阻-热容简化传热模型,预测了在周期性室外干扰条件下3种保温盒的温度变化、温度波延迟时间和衰减倍数.结果表明:相较于传统保温隔热材料,气凝胶绝热板温度波延迟时间可增大1倍,衰减倍数增大约40%,表明气凝胶绝热板的热工性能明显优于传统保温隔热材料.     

六甲基二硅氮烷对二氧化硅气凝胶结构和性能的影响

以TEOS-40为硅源,通过酸碱两步法,以六甲基二硅氮烷为改性剂,经CO2超临界干燥制备具有疏水性质的SiO2气凝胶,对其进行比表面积和孔径、微观形貌、光学角、导热、傅里叶红外及热重分析,研究改性剂添加量（0、0.05、0.1、0.2、0.4mol）对SiO2气凝胶结构和性能的影响。结果表明,使用六甲基二硅氮烷作为改性剂制备的气凝胶性能更优。当使用改性剂量为0.2mol时,得到的SiO2气凝胶性能最好,密度0.1056g/cm3,疏水性优良,接触角138.2°,BET比表面积1066.1568m2/g,平均孔径18.0705nm。在1um下,微观结构最好,孔径最大,分布最均匀;导热低至0.0194W/m·k,且在350℃之前有良好的热稳定性。     

二氧化硅气凝胶-玻璃纤维针刺毡复合材料制备研究

文章采用溶胶浸渍结合常压干燥手段,利用二氧化硅气凝胶导热系数较低、保温隔热性能好的特性,将其与玻璃纤维针刺毡融合,制备出具有良好疏水性的硅气凝胶-玻璃纤维针刺毡复合材料,推荐在民用及工业建筑保温领域应用。