东南大学在块状无机氧化物气凝胶制备领域新进展

东南大学在块状无机氧化物气凝胶制备领域新进展

近日，东南大学任丽丽教授等人在块状无机氧化物气凝胶制备领域取得新进展，相关研究成果发表在德国应用化学杂志（Angewandte Chemie International Edition），题为“An Easy Way To Prepare Monolithic Inorganic Oxide Aerogels”。

气凝胶通常称为冷冻烟雾，是一种多孔材料，它是用空气代替湿凝胶中的液体成分。大多数气凝胶的形成是通过超临界干燥的方法置换出湿凝胶中的液体以避免表面张力的破坏性影响。然而超临界干燥条件苛刻、耗时、昂贵和危险。因此，研究一种新的干燥技术以缩短气凝胶的生产周期和生产成本是非常必要的。

制备无机气凝胶的第一步是制备湿凝胶，然后干燥湿凝胶以形成具有复杂网络结构的气凝胶。这一步是非常重要的，在干燥过程中保持原来的空间结构。该文引入了一种新的有机溶剂升华干燥法以制备块状无机氧化物气凝胶。在真空条件下，所选有机溶剂必须具有低表面张力，易升华和高凝固点。乙腈和叔丁醇是比较理想的有机溶剂，在低真空的条件下能很容易通过升华去除。项目组已经通过该法成功制备出二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁和氧化镍气凝胶等。

图1 湿凝胶的整个干燥过程示意图

图2 有机溶剂升华干燥法制备气凝胶机理图