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2016级材料科学与工程第19组彭琳凯,总结汇报、PPT制作刘金林,资料整理、PPT制作刘序辉,资料整理、PPT制作二氧化硅气凝胶目录2二氧化硅气凝胶制备溶胶凝胶法1二氧化硅气凝胶简介组织结构3二氧化硅气凝胶性质隔热性能能源-聚合物电解质简介定义:当凝胶脱去大部分溶剂,使凝胶中液体含量比固体含量少得多,或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体,外表呈固体状,这即为干凝胶,也称为气凝胶(aerogel)。简介二氧化硅气凝胶有机气凝胶碳气凝胶研究进程气凝胶简介SamuelStephensKistler1931年发明最轻的固体:0.03kg/m3孔径率最高的纳米孔材料:90%~99.8%拥有最大比表面积:200-1000m2/g热导率最低的固体材料:TC=12mW/mK隔热,透明,憎水,防震,隔音化学性能稳定:等同于玻璃(SiO2)二氧化硅气凝胶的特性制备凝胶的形成过程气凝胶的制备一般要经过溶胶-凝胶聚合和后处理两个过程。•溶胶-凝胶法是指金属的有机或无机化合物在溶液(一般指有机溶液)中水解缩合成胶液,然后出去溶剂形成凝胶,最终制得固体氧化物和其他化合物的方法;•气凝胶的后处理是指在溶胶-凝胶聚合过后,经过老化、防开裂、干燥等一系列步骤得到性能独特的气凝胶。制备反应机理二氧化硅气凝胶的制备主要采用正硅酸乙酯,正甲基硅烷或水玻璃等作为硅源。溶胶-凝胶过程中通过硅源物质的水解和缩聚获得具有三维网络结构的二氧化硅凝胶。以正硅酸乙酯为例,反应机理如下:制备反应机理经过水解和浓缩,SiO2的分子链不断增加。当这些氧化物连接到一起,形成三维网络结构。这些胶体粒子同样维持其网络结构不变,溶剂充满于胶体粒子间隙,此时称为醇凝胶。醇凝胶由固相部分和液相部分组成,固相部分由彼此连接的氧化物粒子三维网络结构组成,液相充满固相网络结构。表面上带有2个羟基的胶体粒子SiO2醇凝胶结构制备气凝胶制备的典型工艺过程超临界干燥:由于凝胶骨架内部的溶剂存在表面张力,在普通的干燥条件下会造成骨架的坍缩。超临界干燥旨在通过压力和温度的控制,使溶剂在干燥过程中达到其本身的临界点,完成液相至气相的超临界转变。过程中溶剂无明显表面张力,在维持骨架结构的前提下完成湿凝胶向气凝胶的转变。性质隔热性能SiO2气凝胶的导热率低于0.02W/(m·K),甚至达到0.013W/(m·K),比空气的0.023W/(m·K)更低。性质T1T2T1T2传导TsT∞TsT∞对流T2T1T1T2辐射隔热性能性质聚合物电解质参考文献[1]陈宇卓,欧忠文,刘朝辉,郭曈,邓伟,向玩风.二氧化硅气凝胶的制备工艺与应用[J].当代化工,2017,46(10):2009-2013.[2]刘雄锋.二氧化硅气凝胶的制备及其在锂离子电池中电化学性能研究[D].湘潭大学,2017.[3]魏鹏湾,闫共芹,赵冠林,何菲.二氧化硅气凝胶复合隔热材料研究进展[J].无机盐工业,2016,48(10):1-6.[4]王美月.二氧化硅气凝胶及其复合材料的制备与性能研究[D].北京化工大学,2016.[5]何松.二氧化硅气凝胶及其复合材料制备与吸附应用研究[D].中国科学技术大学,2016.[6]孙达,周长灵,陈恒,隋学叶,刘福田.二氧化硅气凝胶的研究现状及应用前景[J].现代技术陶瓷,2015,36(04):24-31+53.[7]李沛.二氧化硅气凝胶微粒的制备及性能研究[D].长安大学,2014.[8]毕海江.二氧化硅气凝胶隔热材料制备及其隔热性能研究[D].中国科学技术大学,2014.[9]DingchangL,YanYP,YayuanL,etal.ASilica-Aerogel-ReinforcedCompositePolymerElectrolytewithHighIonicConductivityandHighModulus[J].AdvancedMaterials,2018:1802661-.[10]MalekiH,DurEsL,Portugal,António.Anoverviewonsilicaaerogelssynthesisanddifferentmechanicalreinforcingstrategies[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2014,385:55-74.总结2二氧化硅气凝胶的特性。1气凝胶的定义。
本文标题:硅气凝胶
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