块状气凝胶制备方法jfx.pptx
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会计学内容什么是气凝胶?气凝胶的制备方法催化剂:盐酸,氢氟酸,甲酰胺,冰醋酸Si(OC2H5)4+4H2O→Si(OH)4+C2H5OH[6]Na2SiO3+3H2O+2H2NCHO→Si(OH)4+2Na(CHO2)+2NH3[7]nSi(OH)4→nSiO2+2nH2O溶胶(Sol)是指在液体介质中分散了1~100nm粒子的体系。催化剂:氨水,NaOH水溶液硅源经水解-缩聚后先生成溶胶,溶胶经进一步缩聚成为凝胶。一般而言,水解反应和缩聚反应是一对竞争反应,酸性条件有利于水解反应而碱性条件则有利于缩聚反应,水解-缩聚反应共同决定了所制得的SiO2气凝胶的结构特性。[8]溶胶粒子相互连接形成小凝胶团簇,并于溶胶粒子继续交联,从而扩展到整个凝胶网络。老化:从表面看溶胶已经缩聚成凝胶,但在内部仍然在不断地发生水解和缩聚反应,所以必须延长反应时间。[6,7,9]湿凝胶内部包含着大量的溶剂和水。由于液相被包裹于固相骨架中,在干燥过程中大量的溶剂的蒸发伴随着体积的收缩,容易引起开裂,导致凝胶开裂的应力主要源于毛细管压力。干燥技术干燥技术干燥技术密度——排水法网络结构——扫描电镜接触角——接触角观测仪气凝胶孔径分布、孔体积、比表面积——物理吸附仪氮气吸附法热导率——瞬态热线法……块体制备面临的主要问题各种因素对制备过程的影响溶剂水用量n在4~8之间有利于水解反应的进行,同时粘度比较适中n>8时,过多的水使得缩聚物浓度降低,溶胶粘度下降,凝胶化时间延长溶剂乙醇用量乙醇作为硅酸乙脂的溶剂,可以增大硅酸乙脂与水的接触面积,但过量的乙醇将稀释反应物,降低反应速度温度温度越高,凝胶化时间越短,溶胶越不稳定,粒子团聚生长几率增大,容易导致比表面积下降老化时间老化是为交联水解提供足够的时间,并使其牢固结合,提高最终强度凝胶的应力分析凝胶的应力分析压力梯度凝胶是多孔材料,液体在其中流动遵循Darcy公式:J:液体通量,D:渗透率,ηL为液体粘度,▽P为压力梯度在干燥初期,流向干燥表面的流体通量J与液体的蒸发速率VE相等,即可得到:解决方案气凝胶复合材料参考文献:[1].候贵华,稻壳裂解制备SiO2气凝胶的研究,无机材料学报,2003,18(2):407-411[2].武志刚,赵永祥,许临萍等,气凝胶制备进展及其在催化方面的应用,化学研究与应用,2003,15(1):17-20[3].HAJIMETAMON,TSUNEYUKISONE,MORIOOKAZAKI,ControlofMesoporousStructureofSilicaAerogelPreparedfromTMOS,JOURNALOFCOLLOIDANDINTERFACESCIENCE188,162–167(1997)[4].张娜,张玉军,于延军,SiO2气凝胶制备方法及隔热性能的研究进展,陶瓷,2006,(1):24-26[5].陈一民,洪晓斌,赵大方,常压制备玻璃基疏水SiO2气凝胶,化工新型材料,2005,33(8):21-23[6].倪文,张大陆,SiO2气凝胶制备过程中缩裂问题的研究,河南化工,2005,22:9-11[7].张秀华,赵海雷,何方,SiO2气凝胶的常压制备与表面改性,北京科技大学学报,2006,28(2):157-162[8].徐超,周斌,吴广明,超低密度SiO2气凝胶的制备及成型研究,强激光与粒子束,2005,17(11):1674-1678[9].李伟,溶胶_凝胶法制备二氧化硅气凝胶纳米材料的研究,硕士论文,2002[10].黄剑峰,溶胶—凝胶原理与技术,化学工业出版社,2005[11].陈一民,谢凯,洪晓斌,常压干燥制备疏水SiO2气凝胶,国防科技大学学报,2005,27(2):11-14[12].同小刚,王芬,冯海涛,二氧化硅气凝胶的制备和应用研究,材料导报,2006,20(6):24-33[13].M.Schmidt,F.Schwertfeger,Applicationsforsilicaaerogelproducts,JournalofNon-CrystallineSolids,1998,225:364–368[14].参考专利:CN03127920.1、CN200410016049.2、CN200510011378.2、CN200510012186.3、CN200510031952.0、US5569513、US5391364、WO9220623等……ThanksForYourAttention!