共前驅體、老化條件和超聲對SiO2氣凝膠結構與性能影響.pdf

1、本文分別以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)作為共前驅體和TEOS為單一前驅體，通過酸堿兩步溶膠-凝膠法和常壓干燥工藝制備出輕質多孔的SiO2氣凝膠。采用凝膠時間的測定、掃描電鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和BET吸附等手段對氣凝膠進行了表征，研究了(1)共前驅體中MTMS摩爾含量、水/前驅體摩爾比、乙醇(EtOH)/前驅體摩爾比以及堿濃度對共前驅體制備SiO2氣凝膠凝膠過程及其結構和疏水性能的影響;(2

2、)老化條件對前驅體TEOS制備的SiO2氣凝膠的結構和性能的影響，SiO2凝膠在TEOS中的老化機理;(3)超聲波對SiO2氣凝膠制備過程和結構的影響。
　　(1)在以TEOS和MTMS為共前驅體常壓干燥制備SiO2氣凝膠體系中，當共前驅體:H2O∶EtOH∶HCl∶NH4OH的摩爾比為1∶4∶6∶1.8×10-3∶0.144以及共前驅體中MTMS的摩爾含量為60％時，所制備的氣凝膠性能較佳，其密度為0.15g·cm-3、比表面積

3、為944m2·g-1、孔容為2.264cm3·g-1和平均孔徑為9.592nm，和水接觸角為143°。
　　(2)在以TEOS為單一前驅體常壓干燥制備SiO2氣凝膠體系中，采用H2O/EtOH為老化液，最佳老化條件為:老化時間24h，老化溫度50℃，老化液中水的體積分數(shù)為60％，所制備的氣凝膠孔結構參數(shù)較佳，其密度為0.16g/cm3，比表面積為940m2/g，總孔容為2.227cm3/g，平均孔徑為9.423nm;采用TEOS/

4、EtOH為老化液，最佳老化條件為:當老化時間為24h，老化溫度50℃下，老化液中TEOS的體積含量為60％，制備的氣凝膠孔結構參數(shù)較佳，其比表面積950m2/g，密度為0.152g/cm3，總孔容為2.264cm3/g，平均孔徑9.566nm。
　　(3)溶膠過程中，超聲水解時間為5h和超聲功率為100w情況下，制各的SiO2氣凝膠的孔結構參數(shù)最佳，其比表面積為922m2/g，總孔容為2.220 cm3/g，平均孔徑為9.41nm