高性能SiO_(2)气凝胶材料的制备及其保温隔热性能研究

摘要

以正硅酸乙酯为硅源,去离子水为溶剂,草酸溶液为酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了不同草酸用量(0.5,1.0,1.5和2.0 mL)的SiO_(2)气凝胶材料,研究了草酸用量对气凝胶材料晶体结构、微观形貌和导热性能的影响。结果表明,制备出的SiO_(2)气凝胶为非晶体结构,由颗粒相互连接堆积形成,颗粒尺寸约为70~90 nm;草酸用量的增加提高了气凝胶的结晶度,但没有改变SiO_(2)气凝胶的主体结构;随着草酸用量的增加,SiO_(2)气凝胶的密度和导热系数呈现出先降低后升高的趋势,孔隙率、总孔容和比表面积则呈现出先升高后降低的趋势,而孔径分布受草酸用量变化的影响不大;当草酸用量为1.5 mL时,SiO_(2)气凝胶的密度和导热系数均达到最低值,分别为0.1021 g/cm^(3)和0.019 W/(m·K),孔隙率、总孔容和比表面积达到了最大值,分别为95.86%、0.6773 cm^(3)/g和261.4 m 2/g。综合可知,当草酸用量为1.5 mL时,SiO_(2)气凝胶材料具有优异的保温隔热性能,在保温建筑材料领域具有较大的应用潜力。