二氧化硅纳米纤维气凝胶 冷冻干燥
溶胶_凝胶_冷冻干燥技术制备纳米二氧化锡及其表征
冷冻干燥在低温、负压下使冻成固相的介质升 华, 达到排除分散介质的目的。由于胶体颗粒被冻住 在原液相介质中, 并且颗粒间的毛细管内不存在具 有巨大表面张力的气-液界面, 从而避免了因“液桥” 引起的严重的团聚现象。冷冻干燥法充分利用了水
明显的体积效应表面效应量子尺寸效应和量子隧道效应使得纳米粒子在磁性催化光吸收和热阻等方面与普通材料相比显示出许多特异性因而成为21世纪最令人瞩目的功能材料之sno2是一种重要的化学工业材料由于它独特的气敏特性和光电性能被广泛地应用于气敏元等领域
第4期
化 学 世 界
·1 71 ·
溶胶-凝胶-冷冻干燥技术制备纳米二氧化锡及其表征
( 1. Col leg e of Chemist ry & Chemical Eng ineeri ng, Ocean U niv ersi ty of China, S handong Qi ng d ao 266003, Chi na; 2. D ongy a S econd M i dd le S chool of Q iqihaer , H ei longj iang Q iqihaer 161000, China)
明显的体积效应、表面效应、量子尺寸效应和量 子隧道效应, 使得纳米粒子在磁性、催化、光吸收和 热 阻等 方面 与普 通材 料 相比 显示 出 许多 特 异性 能[ 1, 2] , 因而成为 21 世纪最令人瞩目的功能材料之 一。
SnO 2 是一种重要的化学工业材料, 由于它独特 的气敏特性和光电性能, 被广泛地应用于气敏元 件[ 3] 、电极材料[ 4, 5] 及太阳能电池[ 6] 等领域。制备纳 米 SnO 2 的方法很多, 主要有: 化学沉淀法[ 7] 、水热合 成法[ 8] 、硝酸氧化法[ 9] 、溶胶-凝胶法[ 10] ( 也包括胶体 化学法[ 11] 和金属醇盐水解法[ 12] ) 、超临界流体干燥 法[ 13 ] 、非均相共沸蒸 馏法[ 14] 、喷雾热解法[ 15] 等等。
纤维素气凝胶 冷冻干燥
纤维素气凝胶冷冻干燥
纤维素气凝胶是一种具有重要应用价值的生物材料，在生物医学领域、食品工业和环境保护等方面均有广泛的应用。
其中，冷冻干燥是一种常见的纤维素气凝胶制备方法。
冷冻干燥是指将纤维素气凝胶在低温条件下冷冻成固态，然后在真空条件下进行干燥处理，从而获得干燥的纤维素气凝胶。
这种制备方法具有以下优点：
1. 保持原有结构：冷冻过程中，纤维素气凝胶会形成冰晶，但经过干燥处理后，这些冰晶会转化为气态水分，从而不会对纤维素气凝胶的结构造成破坏，保持了原有的结构和性质。
2. 保持活性：冷冻干燥过程中，由于低温和真空条件的作用，可以保持纤维素气凝胶中的活性成分不被破坏，从而保证了其在应用过程中的效果。
3. 储存和运输方便：冷冻干燥后的纤维素气凝胶具有较低的含水量和较好的稳定性，便于储存和运输。
总之，冷冻干燥是一种简单、有效的纤维素气凝胶制备方法，可以保持其原有的结构和活性成分，是一种非常有前途的制备方法。
- 1 -。
液氮冷冻干燥法制备纳米纤维素气凝胶
料 等领 域具有广 阔的应用前景 。笔 者先 以微 晶 纤维素 （ Ｍ Ｃ Ｃ ） 为原料 经硫 酸 水解法制得 纳米 纤维素 （ Ｎ Ｃ Ｃ ） ， 再
通 过 无机 盐 溶 液 物 理 凝 胶 成 型 法 、 叔 丁 醇 置 换 和 液 氮冷 冻干 燥 制 备 球 形 纤 维 素 气 凝胶 。 利 用 场发 射 扫 描 电 子 显
液 氮 冷 冻 干燥 法 制备 纳 米 纤 维 素 气 凝胶
赵华 ， 张洋 ， 王 晓宇， 宋 宇轩
（ 南京林业大学材料科学与工程学 院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ３ ７ ） 摘 要： 纤维素气凝胶被誉 为继有机 气凝胶和无机 气凝胶之后 的新一代气凝胶 ， 是新 生的第三代材 料 ， 在 吸附材
林业工程学报 ， ２ ０ １ ７ ， ２ （ ４ ） ： １ ０ ９ － １ １ ４ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆＦ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ｄ ｏ ｉ ： 】 Ｏ ． １ ３ ３ ６ ０ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ６ — １ ３ ５ ９ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ １ ８
关键词 ： 气 凝胶 ； 叔 丁醇； 液氮 ； 冷冻干燥 ； 纳 米 纤 维 素 中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ ５ ２ ． ７ ６ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ２ ０ ９ ６ — １ ３ ５ ９ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ — ０ １ ０ ９ — ０ ６
Ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆ ｌ ａ ｎ ｏ — ｃ ｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ｏ ｓ ｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｇ ｅ ｌ ｓ ｂ ｙ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｅ
气凝胶的制备与应用研究
气凝胶的制备与应用研究气凝胶是一种轻质多孔的新型材料，具有优异的热、声、光和电学性能，被广泛应用于能源、环保、航空航天、生物医药等领域。
本文将介绍气凝胶的制备方法和应用研究进展。
一、气凝胶的制备方法气凝胶的制备方法主要有超临界干燥法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法和气相沉积法等。
其中，超临界干燥法是目前应用最广泛的制备方法，因其制备过程简单，可用于各种类型的物质，且制得的气凝胶密度低、孔径可控，具有良好的热稳定性和化学稳定性。
以下将对这四种方法分别进行介绍：1. 超临界干燥法超临界干燥法是指在高压高温下将液态物质变为气态，通过减压降温使物质从气态转变为凝胶状态，最终得到气凝胶。
该方法可用于制备化学性质稳定的无机气凝胶和多种有机气凝胶。
超临界干燥法的优点在于：可以改变超临界条件（压力、温度）来控制孔隙结构，得到可调控的孔径和孔隙大小的气凝胶。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是指将物质分散在溶液中形成胶体，通过蒸发、热处理或光聚合等方式使其自组装形成凝胶状态，再通过干燥处理形成气凝胶。
该方法制备的气凝胶可用于吸附剂、分离材料、催化剂和光学传感器等领域。
3. 冷冻干燥法冷冻干燥法是指将物质的溶液冷冻成凝胶状态，再通过蒸发水分或真空干燥等处理方式将其转变为气凝胶。
该方法制备出的气凝胶具有优异的孔隙性能和高比表面积，在光学、催化和隔热领域有广泛的应用。
4. 气相沉积法气相沉积法是指将一种适宜的前体物质在高温下裂解、氧化或还原等化学反应形成气态分子，通过气相沉积在固体表面上形成气凝胶。
该方法的优点在于：制备速度快，反应条件易于控制，可得到高纯度、高结晶度的气凝胶。
二、气凝胶的应用研究进展气凝胶的应用研究主要集中在以下几个领域：1. 能源领域气凝胶具有优异的隔热性能和低介电常数，可用作电容器介质、超级电容器、锂离子电池隔膜和太阳能电池支撑材料等。
目前，人们已经研制出多种具有优异性能的气凝胶，如碳气凝胶、二氧化硅气凝胶等，这些材料在节能环保领域和新能源领域有广泛的应用前景。
超级绝热材料SiO2气凝胶制备中的干燥工艺
摘要 ： 二氧化硅 气凝胶具有极低的导热 系数 ， 目前 最有前景的绝热材料之一。不过 气凝胶制备过程 中的干燥存在着干 是
燥设 备 昂贵 、 艺 复 杂等 问题 ， 其 工 业化 生产 受 到 限 制 。为 解 决 这 一 问题 ， 究人 员 对 二 氧 化 硅 气 凝胶 的 干 燥 方 法进 行 了 工 使 研
一
系列 的研 究 。本 文 对 这 方 面的研 究及 应 用情 况进 行 了概 况 总 结 。 关 键词 ： 二氧 化 硅 气 凝胶 ； 临界 干燥 ； 超 非超 临界 干 燥
中 图分 类 号 ： ４ ．６ Ｔｋ８ ； Ｍ２ ２ ０６８ １ ； ｔ ３ Ｔ １ ： ３
文 献标 识码 ： Ａ
１ ２快 速 超 临界 萃 取 干燥 ．
传统的超临界 流体萃取工艺周期很长 ， 于是 Ｐ ｃ ｏｏ等嘲
同样 的灵 感 来 源 于 传 统 塑 料 加 工 中 的 热 压 成 型 技 术 ， Ｇ ｕｈｅ 等 ［ 采 用 一种 液压 ／ 压 设 备 进 行 快 速 超 临 界 干 燥 ａ ｔｉ ｒ ７ ３ 热
一
凝胶 （ｏ －ｇ １反应 制备具有 一定三维 网络结构 的 Ｓ０ Ｓ ｌ ｅ） ｉ２
湿 凝 胶 ， 后通 过 一 系列 的 干燥 工 艺 得 到 气 凝胶 。 由 于湿 凝 然
胶 网络骨架周围存在着大量溶剂 、 少量水 和催化剂等 ， 而气
液两相界 面的表面张力 、 毛细张力等会使凝胶在干燥过程 中 体积收缩 、 开裂 ， 而破坏网络结构 ， 进 因此气凝胶的干燥 必须
基金 项 目 ： 省 应 用 基础 研 究 计 划重 点 项Байду номын сангаас目（０ ６ ０ ０ ２ 云南 ２０ Ｅ ０ １ ）
气凝胶纳米纤维
气凝胶纳米纤维
气凝胶纳米纤维是一种具有优异性能的材料，由聚合物基体和纳米级的气凝胶微粒组成。
气凝胶纳米纤维具有轻质、高强度、高绝热性和良好的耐腐蚀性等特点，在多个领域具有广泛的应用前景。
气凝胶纳米纤维的主要性能特点包括：
1. 轻质：气凝胶纳米纤维的密度非常低，通常在1-2 kg/m3之间，远低于传统的纤维材料。
这使得它在建筑、航空、运输等领域具有重要的应用价值。
2. 高强度：气凝胶纳米纤维具有出色的强度和刚度，其强度通常可以达到传统纤维材料的数倍甚至更高。
这使得它在结构材料、防弹材料等方面具有潜在的应用。
3. 高绝热性：气凝胶纳米纤维具有极低的导热系数，使其成为一种高效的绝热材料。
这对于建筑、汽车、电子设备等领域的节能减排具有重要意义。
4. 良好的耐腐蚀性：气凝胶纳米纤维对酸、碱等腐蚀性物质具有较好的抵抗能力，使其在化工、能源等领域具有潜在的应用。
5. 可定制性：气凝胶纳米纤维可以通过改变其组成和结构来实现多种性能的优化，例如改变其孔径、孔隙率等参数来调控其力学性能和热学性能。
气凝胶纳米纤维的应用领域包括：
1. 建筑领域：用于隔热保温材料、墙体材料、地板材料等。
2. 航空领域：用于飞机外壳、座椅、伞具等。
3. 运输领域：用于汽车座椅、安全带等。
4. 电子设备：用于散热器、传感器等。
5. 化工能源：用于防腐蚀管道、催化剂载体等。
纤维素气凝胶 冷冻干燥
纤维素气凝胶冷冻干燥纤维素气凝胶是一种新型的材料，具有广泛的应用前景。
冷冻干燥是一种常见的制备纤维素气凝胶的方法。
本文将从纤维素气凝胶的定义、制备方法及应用领域等方面进行介绍。
一、纤维素气凝胶的定义纤维素气凝胶是由纤维素纳米纤维组成的一种凝胶状材料。
纤维素是一种天然高分子多糖，具有良好的可再生性和生物降解性。
纤维素纳米纤维具有高比表面积和丰富的羟基官能团，使其能够与水分子发生强烈的相互作用，形成凝胶。
二、纤维素气凝胶的制备方法纤维素气凝胶的制备方法多种多样，其中冷冻干燥是一种常用的方法。
具体操作步骤如下：1.将纤维素溶解在适当溶剂中，形成纤维素溶液；2.将纤维素溶液注入容器中，并进行适当的搅拌，以使纤维素均匀分散；3.将纤维素溶液进行冷冻处理，使其形成纤维素凝胶；4.将纤维素凝胶进行冷冻干燥，使其脱除多余的水分，得到纤维素气凝胶。
三、纤维素气凝胶的应用领域纤维素气凝胶具有许多优良的性质，如良好的吸附性能、优异的机械性能和生物相容性等，因此在许多领域都有广泛的应用。
1.环境领域：纤维素气凝胶可以应用于废水处理、油水分离和有机污染物吸附等方面。
其高比表面积和丰富的羟基官能团使其具有良好的吸附性能，可以用于去除废水中的重金属离子、有机染料等污染物。
2.能源领域：纤维素气凝胶可以用于锂离子电池、超级电容器等能源设备中。
其高比表面积和优异的导电性能使其成为理想的电极材料。
3.生物医学领域：纤维素气凝胶可以用于药物缓释、组织工程和生物传感器等方面。
其生物相容性良好，可以用于制备药物缓释系统，实现药物的长效释放。
同时，纤维素气凝胶还可以作为支架材料，用于组织工程和再生医学领域。
4.食品包装领域：纤维素气凝胶可以应用于食品保鲜和包装材料方面。
其良好的吸湿性和阻隔性能可以有效延长食品的保鲜期，并提高包装材料的使用寿命。
纤维素气凝胶作为一种新型的材料，在环境、能源、生物医学和食品包装等领域都有广泛的应用前景。
冷冻干燥是一种常用的纤维素气凝胶制备方法，通过这种方法可以得到具有良好性能的纤维素气凝胶。
二氧化硅气凝胶浆料
二氧化硅气凝胶浆料
二氧化硅气凝胶浆料是一种新型的隔热材料，它以高性能SiO2气凝胶为主要原料，采用独有的特殊工艺，将疏水的SiO2气凝胶颗粒分散在水介质中，从而制备出具有高效隔热保温性能的浆料。
这种材料的特点是含有纳米级的孔结构，平均自由程小于空气分子，可以达到类真空的隔热效果。
此外，它还具有低导热、高阻燃、长寿命、耗损低、疏水性以及环境友好等特性。
1. 制备方法：二氧化硅气凝胶浆料的制备方法主要有溶胶-凝胶法、超临界干燥法、冷冻干燥法等。
其中，溶胶-凝胶法是目前最常用的一种制备方法，通过控制反应条件，可以得到具有不同结构和性能的二氧化硅气凝胶。
2. 应用领域：
（1）催化领域：由于二氧化硅气凝胶具有高比表面积和多孔结构，可以作为催化剂载体，提高催化剂的活性和选择性。
（2）吸附领域：二氧化硅气凝胶具有良好的吸附性能，可以用于吸附空气中的有害气体，如二氧化碳、硫化氢等，也可以用于水处理、废水处理等领域。
（3）隔热材料：由于二氧化硅气凝胶具有低密度和高比表面积，可以有效降低材料的热传导系数，因此可以作为高效的隔热材料。
（4）生物医药领域：二氧化硅气凝胶可以作为药物载体，实现药物的缓释和靶向输送。
（5）光学领域：二氧化硅气凝胶具有优良的光学性能，可以用于制备透明隔热材料、光学器件等。
3.研究进展：近年来，二氧化硅气凝胶的研究取得了很多进展，如通过掺杂金属离子、非金属元素等改善其性能；通过表面改性、功能化等方法提高其应用性能；通过纳米复合、杂化等方法制备新型二氧化硅气凝胶材料等。
二氧化硅基纳米纤维气凝胶的研究进展
二氧化硅基纳米纤维气凝胶的研究进展作者：卫智毅王慧余天培程辉马信李守柱来源：《现代纺织技术》2022年第06期摘要：传统二氧化硅气凝胶是一种具有超轻、低导热系数、高孔隙率和高比表面积的三维结构多孔材料，但由于其力学性能较差，严重阻碍了实际应用。
为解决此问题，将柔性二氧化硅纳米纤维引入气凝胶中作为骨架材料，在保留传统二氧化硅气凝胶优异性能的基础上，还可展现出良好的形状记忆功能和机械稳定性能。
本文追溯了二氧化硅基纳米纤维气凝胶的发展历程，介绍了其制备方法及相关机理，梳理了当前为突破其力学性能差的限制所做的努力和改进，以更好地应用于空气过滤、油水分离、催化剂载体、吸附、隔热保温以及压力传感等领域，期望推动二氧化硅基纳米纤维气凝胶的进一步发展。
关键词：二氧化硅；纳米纤维；气凝胶；制备；应用中图分类号： TB33文献标志码： A文章编号： 1009-265X（2022）06-0231-11Research progress of silica-based nanofiber aerogelsWEI Zhiyi， WANG Hui， YU Tianpei， CHENG Hui， MA Xin， LI Shouzhu（College of Energy and Chemical Engineering， Xinjiang Institute of Technology， Akesu 843100， China）Abstract： The traditional silica aerogels are three-dimensional porous materials with ultra-light， low thermal conductivity， high porosity and high specific surface area. Due to its poor mechanical properties， the practical application has been seriously restricted. To solve this problem， flexible silica nanofibers were introduced into aerogels as skeleton materials， which showed good shape memory function and mechanical stability on the basis of retaining the excellent performance of traditional silica aerogels. In this paper， the development of silica-based nanofiber aerogels was traced， the preparation method and related mechanism were introduced， and thecurrent efforts and improvements made to break through the limitation of poor mechanical properties were summarized， so as to better apply silica-based nanofiber aerogelsto the fields of air filtration，oil-water separation， catalyst carrier， adsorption， heat insulation and pressure sensing. It is expected to promote the further development of silica-based nanofiber aerogels.Key words： silica; nanofiber; aerogels; preparation; application納米科技作为一项新兴科学技术，诞生于20世纪80年代，该技术的发展引发了纳米材料、纳米化学、纳米加工等一系列新的技术产生［1］。
SiO2纳米管气凝胶的制备工艺及性能
SiO2纳米管气凝胶的制备工艺及性能目录一、内容概述 (2)二、制备工艺 (2)1. 材料与设备 (3)1.1 原料选择 (3)1.2 设备介绍 (4)2. 制备步骤 (5)2.1 制备纳米管前体 (6)2.2 气凝胶制备过程 (7)2.3 后期处理与表征 (7)三、性能研究 (9)1. 物理性能 (10)1.1 力学性能 (11)1.2 热学性能 (12)2. 化学性能 (13)2.1 化学稳定性 (14)2.2 催化性能 (15)3. 光学性能 (16)3.1 光学透过性 (17)3.2 光催化性能 (18)四、制备工艺参数对性能的影响 (18)1. 制备工艺参数分析 (20)2. 性能随工艺参数的变化趋势 (21)五、应用前景及案例分析 (22)1. 应用领域展望 (24)2. 案例分析 (25)六、结论与建议 (26)一、内容概述本文档主要介绍SiO2纳米管气凝胶的制备工艺及性能。
概述了SiO2纳米管气凝胶的组成、结构特点以及在各方面的应用价值，明确了本次研究的目标和意义。
详细阐述了SiO2纳米管气凝胶的制备工艺，包括预制SiO2模板的合成方法、气凝胶形成过程中的控制因素以及影响气凝胶结构和性能的关键参数。
对制备的SiO2纳米管气凝胶进行性能表征，分析了其孔隙结构、表面性质、机械力学性能以及热稳定性的特点，并与其他碳纳米材料进行对比分析，探讨其应用潜力。
二、制备工艺配制一定比例的硅酸酯溶液，确保硅酸酯、水、催化剂和表面活性剂的比例。
通过超声波振荡或磁力搅拌使硅酸酯在水中均匀分散，形成均匀的溶液。
加入表面活性剂后，泡沫的稳定性得以增强，使气泡在固化时不会轻易合并或破裂。
在泡沫溶液中添加催化剂后，硅酸酯在酸性条件下水解并缩聚形成SiO2网络结构。
将形成的SiO2凝胶置于恒温恒湿的环境下进行老化，使结构更加稳定。
老化后进行干燥处理，可以采用超临界干燥或冷冻干燥技术，以去除凝胶中的溶剂而不破坏其三维网络结构。
纳米二氧化硅气凝胶简介
二氧化硅气凝胶简介气凝胶（aerogels）通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。
气凝胶是一种固体，但是99%都是由气体构成，外观看起来像云一样。
气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。
最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶。
SiO2气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80-99.8％，孔洞的典型尺寸为1-100 nm，比表面积为200-1000 m2/g，而密度可低达3 kg/m3，室温导热系数可低达0.012 W/（m•k）。
正是由于这些特点使气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。
一、气凝胶发展历史早在1931年，Steven.S.Kistler就开始研究气凝胶。
他最初采用的方法是用硅酸钠水溶液进行酸性浓缩，用超临界水再溶解二氧化硅，用乙醇交换孔隙中的水后，利用超临界流体干燥技术制成了最初的真正意义上的气凝胶。
这种材料的特点是透明、低密度、高孔隙率。
但受当时科研手段的限制，这种材料的研制并没有引起科学界的重视。
上世纪七十年代，在法国政府的支持下，Stanislaus Teichner在寻找一种用于存储氧和火箭燃料的多孔材料的过程中，找到一种新的合成方法，即把溶胶- 凝胶化学方法用于二氧化硅气凝胶的制备中。
这种方法推动了气凝胶科学的发展。
此后，气凝胶科学和技术得到了快速发展。
1983年Arlon Hunt 在Berkeley 实验室发现可用更安全、更廉价的二氧化硅气凝胶制作方法。
与此同时，微结构材料研究小组发现可用具有更低临界温度和临界压力的二氧化碳超临界流体取代乙醇作为超临界干燥的流体，使得超临界干燥技术得以向实用化阶段迈进。
八十年代后期，Larry Hrubesh 领导的研究者在Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) 制备了世界上最轻的二氧化硅气凝胶，密度是0.003 g/cm 3，仅有空气的3倍。
二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能研究
二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能探究引言二氧化硅气凝胶作为一种新型多孔材料，具有低密度、高比表面积和良好的热稳定性等优点，被广泛应用于催化剂支撑体、热绝缘材料、吸附材料等领域。
其常压干燥法制备具有操作简便、成本低廉等优势，因此在实际应用中具有潜力。
本文针对二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备与性能进行了详尽探究。
常压干燥法制备二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备主要包括溶胶凝胶法和凝胶树脂法。
溶胶凝胶法是将硅源和溶剂混合制成溶胶，经固化凝胶化后在常压下干燥得到气凝胶。
凝胶树脂法则是将硅源和某种高分子凝胶剂混合制成凝胶，再在常压下干燥制备气凝胶。
性能探究1. 结构性能：通过扫描电子显微镜(SEM)观察二氧化硅气凝胶的形貌结构，结果显示其呈现多孔络合结构，孔径分布匀称。
使用BET比表面积测试仪测定气凝胶的比表面积，结果显示其比表面积达到数百平方米/克级别，具有很大的吸附能力。
2. 热稳定性：通过热重分析仪对二氧化硅气凝胶进行热稳定性测试，结果显示其在高温下保持稳定，失重量分外低，表现出良好的热稳定性。
3. 吸附性能：通过氮气吸附/脱附试验测试气凝胶的孔隙结构和吸附性能。
结果显示其具有较高的孔隙体积和孔径分布，适用于各种气体的吸附。
此外，对二氧化硅气凝胶进行染色后，可以用于吸附有机染料等物质。
4. 机械性能：通过载荷曲线测试机对气凝胶进行拉伸试验，结果显示其具有较好的拉伸强度和延展性，具备良好的机械性能。
应用前景为其在催化剂、热绝缘、吸附等领域的应用提供了理论基础和试验依据。
同时，常压干燥法具有操作简便、成本低廉等优势，适用于大规模制备。
因此，二氧化硅气凝胶的常压干燥法制备具有宽广的应用前景。
结论本文通过对常压干燥法制备的二氧化硅气凝胶进行性能探究，得出了以下结论：二氧化硅气凝胶具有多孔络合结构、高比表面积、良好的热稳定性和吸附性能；常压干燥法制备简便、成本低廉，适用于大规模制备；二氧化硅气凝胶具有宽广的应用前景。
叔丁醇冷冻干燥法制备纳米纤维素气凝胶
ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｒ ｔ ＿ ｂ ｕ ｔ ｙ ｌ ａ ｌ ｃ ｏ ｈ ｏ ｌ ａ ｓ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｎ ｔ
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，
Ｊ ＮＧ Ｈｕａ ，ＳＯＮＧ Ｙｕ ｘ ｕａ ｎ ，ＺＨＯＵ Ｚｈａ ｏ ｂ ｉ ｎ ｇ ，ＺＨＡＯ Ｈｕ ａ
关键词 ： 纳米纤维素； 气凝 胶 ； 叔 丁醇； 氯化钙 ； 冷 冻 干 燥
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ３ ５ ２ ． ７ ９
文献标 志码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ０ ９ ６ — １ ３ ５ ９ （ ２ ０ １ ７ ） ０ 卜０ １ ０ ３ — ０ ５
Ｆ ａ ｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｎ ａ ｎ ｏ － ｃ ｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ｏ ｓ ｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｇ ｅ ｌ ｓ ｂ ｙ ｆ ｒ ｅ ｅ ｚ ｅ ｄ ｒ ｙ ｉ ｎ ｇ
林 业 工 程 学报 ， ２ ０ １ ７ ， ２ （ １ ） ： １ ０ ３ — １ ０ ７ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆＦ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｙＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ｄ ｏ ｉ ： １ ． １ ３ ３ ６ ０ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ６ —１ ３ ５ ９ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ １ ８
用“多步法” 完成溶剂置换 ， 最后通过冷冻干燥 法制备纳米纤 维素 气凝 胶。通过扫描 电子显微镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 、 全 自动 比表 面积与孔 隙度分析仪和热重分析仪 （ Ｔ Ｇ） 对 所制备的纳米纤维素气凝胶进 行微观形貌 、 比表 面积 、 孔径分布 及热稳定性进行表征分析 。结果表明 ： 叔 丁醇冷 冻干燥 法制备 的纳米纤维素气凝胶是 具有层状 的以 中孔和 大孔 为主的 多孔材料 ， 其 比表 面积 可达 １ ７ ４ ． ３ ｍ ／ ｇ ， 收缩率仅 为 ７ ． ８ ６ ％， 平均孔径约 为 １ ８ ． ４ ａ ｍ。随着纤维素质量分 数 的增加 ， 纳米纤维素气凝胶 的吸附量和比表 面积增大 ， 孔 隙度 增加 ， 收缩 率逐 渐减 小； 纳 米纤 维素 气凝胶具有 与微 晶纤维素和 纳米 纤维素相似的热稳定特性 。Ｃ ａ Ｃ １ 溶液通过改 变原始溶胶体 系的 电荷 分布 而使 粒子更 易相 互 靠近聚集形成凝胶 ， 落入其 中的纳米纤维素颗 粒会保持 其落入 瞬间的完整状态。
冷冻干燥气凝胶的工艺
冷冻干燥气凝胶的工艺引言：冷冻干燥气凝胶是一种重要的功能材料，具有广泛的应用前景。
其制备工艺是关键，决定了气凝胶的质量和性能。
本文将介绍冷冻干燥气凝胶的制备工艺，并探讨其优势和应用领域。
一、冷冻干燥气凝胶的制备工艺概述冷冻干燥气凝胶的制备工艺主要包括溶胶制备、冷冻、真空干燥、热处理等步骤。
1. 溶胶制备：首先制备溶胶，通常采用溶胶凝胶法。
将适量的溶剂和适量的固体气凝胶前体混合，搅拌均匀，得到均质的溶胶。
2. 冷冻：将制备好的溶胶冷冻，冷冻过程中，溶胶中的水会形成冰晶，使体系逐渐凝胶化。
3. 真空干燥：在低温下，将凝胶体系进行真空干燥，水从凝胶体系中转化为气体，通过真空泵排出。
4. 热处理：为了改善气凝胶的结构和性能，通常需要进行热处理。
热处理可以通过煅烧、热解、热交换等方式进行。
二、冷冻干燥气凝胶制备工艺的优势1. 保持原始结构：冷冻干燥工艺可以在低温下进行，从而避免了高温对气凝胶结构的破坏，保持了原始结构的完整性。
2. 保持高比表面积：冷冻干燥过程中，溶胶中的水分直接从凝胶体系中转化为气体，避免了表面张力引起的干燥收缩，从而保持了气凝胶的高比表面积。
3. 减少晶化：冷冻干燥过程中，水分从溶胶中转化为冰晶，减少了溶剂的晶化，避免了晶化对气凝胶结构的破坏。
4. 提高稳定性：冷冻干燥气凝胶具有较好的热稳定性和化学稳定性，可以应用于高温、腐蚀性环境下的领域。
三、冷冻干燥气凝胶的应用领域冷冻干燥气凝胶具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：1. 热隔离材料：冷冻干燥气凝胶因其低热导率和高比表面积的特点，可用作热隔离材料，应用于建筑、航空航天等领域。
2. 吸附剂：冷冻干燥气凝胶具有大量的孔隙结构，可用作吸附剂，应用于空气净化、水处理等环境保护领域。
3. 催化剂载体：冷冻干燥气凝胶具有高比表面积和较好的热稳定性，可用作催化剂载体，应用于化学反应和催化领域。
4. 生物医学领域：冷冻干燥气凝胶可用于药物缓释、组织工程、生物传感器等生物医学领域，具有重要的应用价值。
一种以冷冻干燥方法制备二氧化硅气凝胶复合材料的方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710480419.5(22)申请日 2017.06.22(71)申请人 中国科学技术大学地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人 张和平 周婷 程旭东 龚伦伦 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 11021代理人 吴小明(51)Int.Cl.C01B 33/158(2006.01)C01B 33/154(2006.01)C01B 33/155(2006.01)(54)发明名称一种以冷冻干燥方法制备二氧化硅气凝胶复合材料的方法(57)摘要本发明涉及一种以冷冻干燥方法制备二氧化硅气凝胶复合材料的方法，具体地说，本发明是以廉价的工业水玻璃和烷氧基硅烷为共前驱体，在溶胶-凝胶过程中加入隔热毡经过老化处理后通过冷冻干燥制得低导热系数、高机械强度、高热稳定性的气凝胶复合材料。
权利要求书2页 说明书5页 附图3页CN 107151020 A 2017.09.12C N 107151020A1.一种制备二氧化硅气凝胶复合材料的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将水玻璃和水混合并搅拌均匀，得到混合液A；(2)将混合液A经过阳离子交换树脂处理，得到溶液B；(3)将烷氧基硅烷与有机溶剂、去离子水混合，在酸性条件下催化水解，得到溶液C；(4)将溶液B和C混合均匀，形成杂化溶胶，加入碱溶液调节pH至4-7。
(5)将隔热毡浸泡到步骤(4)中得到的硅溶胶中，然后将其取出，或者将步骤(4)中得到的硅溶胶倒入含有隔热毡的模具中，溶胶静置形成凝胶；(6)将步骤(5)中得到的气凝胶复合材料在40～60℃水浴环境中进行溶剂交换；和(7)将步骤(6)中得到的复合材料进行冷冻真空干燥，由此得到所述二氧化硅气凝胶复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(1)中，包括以下特征中的任一个或其组合：(a)所述水玻璃为工业水玻璃，优选模数为2～3.5的工业水玻璃；(b)与水玻璃形成混合液的水为去离子水；和(c)水玻璃与水的体积比为1:1～1:8。
二氧化硅纳米气凝胶 -回复
二氧化硅纳米气凝胶-回复什么是二氧化硅纳米气凝胶二氧化硅纳米气凝胶是一种由二氧化硅纳米粒子组成的固态材料。
它的制备过程涉及先进的纳米技术，将粒径在1-100纳米范围内的二氧化硅颗粒均匀分散在固态基质中，形成一个具有微孔结构的凝胶。
这种纳米气凝胶具有很高的比表面积和孔隙率，因为纳米粒子的尺寸非常小，因此其颗粒之间的间隙也很小。
与传统凝胶相比，二氧化硅纳米气凝胶能够创造更多的微孔，这些微孔能够吸附和储存大量的气体分子。
二氧化硅纳米气凝胶的应用一、隔热材料：由于其微孔结构能够阻挡热传导，二氧化硅纳米气凝胶被广泛应用于隔热材料的制备。
它通常被用作建筑保温材料、太空服隔热层等。
二、吸附剂：二氧化硅纳米气凝胶具有高效的吸附性能，能够吸附和回收一些有毒气体、挥发性有机化合物等。
因此，它被广泛应用于空气净化、水处理和化学品生产过程中。
三、药物释放系统：由于其大量的微孔结构，二氧化硅纳米气凝胶能够吸附药物分子并控制其释放速率。
因此，它被用于制备纳米药物载体和控释系统，用于治疗癌症、骨损伤等疾病。
四、传感器：二氧化硅纳米气凝胶的微孔结构有很好的吸附性能，可以用来制备化学传感器和气敏器件。
通过吸附目标分子或气体，它能够改变其电学性能，并转换为可测的信号。
二氧化硅纳米气凝胶的制备方法一、溶胶-凝胶法：该方法是将硅烷类化合物（如正硅酸乙酯）与水或有机溶剂混合，生成胶体，通过热处理和脱水，得到二氧化硅纳米气凝胶。
二、超临界干燥法：该方法将胶体溶胶放入高压超临界二氧化碳中，通过调节温度和压力来控制溶胶凝胶的干燥行为，从而得到二氧化硅纳米气凝胶。
相比之下，溶胶-凝胶法制备的二氧化硅纳米气凝胶制备过程相对简单，成本较低，因此在实际应用中更为常见。
二氧化硅纳米气凝胶的性能优势一、高比表面积：由于其微孔结构，二氧化硅纳米气凝胶具有很高的比表面积（通常达到500-1000平方米/克），表面积大小决定了其吸附能力。
二、低密度：二氧化硅纳米气凝胶的密度通常在0.1-0.3克/厘米³之间，相对于传统固体材料来说非常轻盈。
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二氧化硅纳米纤维气凝胶冷冻干燥
二氧化硅纳米纤维气凝胶（Silica Nanofiber Aerogel）是一种具有极高孔隙率和低密度的材料，具有出色的保温性能和吸附能力。
冷冻干燥是一种常用的制备气凝胶的方法，可以在保持材料结构完整性的同时去除水分，使其具备良好的保温性能。
冷冻干燥是一种将高水分含量的材料在低温下迅速冷冻，并通过低压下的升华过程去除水分的方法。
在制备二氧化硅纳米纤维气凝胶时，首先需要通过电纺丝技术制备出纳米纤维的网络结构。
然后，将纳米纤维样品放入冷冻机中进行快速冷冻，使纳米纤维在瞬间形成具有网状结构的冰晶。
接下来，将冷冻样品置于真空环境中，通过升华的方式将冰晶转变为水蒸气，从而去除纳米纤维中的水分。
最后，得到的二氧化硅纳米纤维气凝胶样品可以进行热处理以增强其结构稳定性和保温性能。
二氧化硅纳米纤维气凝胶由于其特殊的结构和化学性质，在许多领域都有着广泛的应用。
首先，由于其极高的表面积和孔隙率，二氧化硅纳米纤维气凝胶可以用于吸附剂和催化剂的载体材料。
其大量的微孔和介孔结构可以提供更多的吸附位点，使其在吸附和分离领域具有潜在的应用前景。
其次，由于其低密度和良好的保温性能，二氧化硅纳米纤维气凝胶可以用作建筑和航天领域的保温材料。
其独特的孔隙结构可以阻止热传导，有效降低能量损失。
此外，二氧化硅纳米纤维气凝胶还可以用于声学、光学和电子领域，如声学吸
声材料、光学传感器和柔性电子器件的基底材料等。
冷冻干燥法制备的二氧化硅纳米纤维气凝胶具有许多优点。
首先，冷冻干燥过程中的快速冷冻可以防止水分在纳米纤维中形成大的冰晶，从而保持纳米纤维的结构完整性。
其次，冷冻干燥过程中的升华可以使纳米纤维中的水分以气体形式去除，从而避免了传统干燥方法中可能引起的纳米纤维收缩或变形。
此外，冷冻干燥法还可以制备出具有均匀孔隙结构和较大比表面积的二氧化硅纳米纤维气凝胶，从而提高其吸附和保温性能。
然而，冷冻干燥法也存在一定的局限性。
首先，冷冻干燥过程中的快速冷冻可能导致样品内部的温度梯度，从而引起结构不均匀性。
其次，在冷冻干燥过程中，纳米纤维可能会与冰晶相互作用，导致纳米纤维的排列方式发生改变。
此外，冷冻干燥法的制备过程相对复杂，需要控制好冷冻速率、真空度和升华温度等参数，以获得具有良好结构和性能的二氧化硅纳米纤维气凝胶。
冷冻干燥法是制备二氧化硅纳米纤维气凝胶的常用方法之一。
通过快速冷冻和低压升华的过程，冷冻干燥法可以制备出具有良好结构和性能的二氧化硅纳米纤维气凝胶。
该材料具有极高的孔隙率、低密度和良好的保温性能，广泛应用于吸附、保温、声学、光学和电子等领域。
然而，冷冻干燥法也存在一定的局限性，需要进一步优化制备过程以提高材料的结构均匀性和性能稳定性。