二氧化硅气凝胶微粒的制备及性能研究

发布时间：2017-01-20 18:46

  本文关键词：二氧化硅气凝胶微粒的制备及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《长安大学》 2014年

二氧化硅气凝胶微粒的制备及性能研究

李沛  

【摘要】：SiO2气凝胶作为一种具有高孔隙率、高比表面积、低热导率的纳米轻质多孔材料，在吸附、催化、隔热等领域有着广阔的应用前景。适当粒径的二氧化硅气凝胶粉体保持了气凝胶纳米孔结构，并更容易分散、填装、复合等。本文基于W/O乳液方法，将油相中分散的二氧化硅溶胶微液滴转变为湿凝胶微粒，进而通过常压干燥制备二氧化硅气凝胶微粒。 首先以水玻璃为硅源，选用SPAN-80和TWEEN-80为表面活性剂，通过将分散在正庚烷中的溶胶凝胶化，常压干燥制备二氧化硅气凝胶微粒，后经三甲基氯硅烷表面改性改善其疏水性。研究了机械搅拌速率、表面活性剂配比、水油比等对于微粒形貌的影响，当机械搅拌速率不超过600rpm，可形成SiO2气凝胶完整微粒，较高转速时破坏凝胶过程，最终形成无规则形貌的气凝胶粒子；较高的表面活性剂配比和水油比会导致不能形成规则形貌的气凝胶微粒，利用丙酮可以有效分离湿凝胶同时对其进行洗涤去除残留的表面活性剂；疏水改性后疏水角变为126.9°。无老化和交换的直接干燥，反相乳液可形成球状微粒，但纳米孔坍塌仅成为二氧化硅球状粒子。当机械搅拌速率为600rpm，SPAN-80与TWEEN-80比例为1:4，水油比例为1:10，经过丙酮分离后，制备出白色的粒径约为20μm的近球状二氧化硅气凝胶微粒。 采用红外光谱（FT-IR）、扫描电镜(SEM)、能谱仪和BET比表面积等对SiO2气凝胶微粒样品的基团、微观形貌、元素、比表面积和疏水性能进行测试表征。结果表明：其振实密度为0.2983g/cm3，比表面积905.2m2/g，平均孔径6.9nm。微观上由纳米级微粒组成，结构疏松，属于介孔结构，经红外光谱分析表明引入了疏水性的甲基基团；TG-DSC表明在空气气氛中低于300℃稳定，在400~600℃约有14%的热失重，后至1000℃时稳定。

【关键词】：
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O648.17;O613.72
【目录】：

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1 武涌;梁境;;中国能源发展战略与建筑节能[J];重庆建筑;2006年03期

2 王虹;倪星元;汤人望;李洋;李荣年;王际超;沈军;;纤维毡复合SiO_2气凝胶常压干燥法制备超低导热系数保温隔热材料[J];产业用纺织品;2009年11期

3 郭洪娜;郑少华;马士玉;丁海洋;;单分散纳米二氧化硅的制备[J];中国粉体技术;2009年03期

4 杨海龙;倪文;陈德平;封金鹏;张世利;刘凤梅;;水玻璃制备SiO_2气凝胶微球的研究[J];功能材料;2008年08期

5 何方;熊先文;吴菊英;黃渝鸿;张瑞珠;邹文俊;彭进;马秋花;朱贺;李荣春;;SiO_2气凝胶微球的雾化制备及表征[J];功能材料;2013年01期

6 姜会平;王晓川;钟发春;孙毅;刘勇;;单分散纳米SiO_2微球表面化学修饰及STF效应研究进展[J];化工新型材料;2010年12期

7 翟晓瑜;张秋禹;王小强;徐庶;王纪霞;;亚微米SiO_2微球的制备与改性[J];化学工程;2010年03期

8 贾云砚,甘礼华,王玉栋,徐子颉,陈龙武;SiO_2气凝胶小球的制备及表征[J];化工科技;2004年06期

9 李波,陈素芬;二氧化硅凝胶微球收缩效应研究[J];胶体与聚合物;2004年02期

10 陈素芬,李波,张占文;二氧化硅气凝胶微球制备技术[J];强激光与粒子束;2004年03期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李海英;张贵杰;赵冰;;不同改造方案对既有居住建筑节能效果的影响[J];四川建筑科学研究;2011年02期

2 杨海龙;倪文;陈德平;梁涛;徐国强;肖晋宜;杨晓光;王海霞;;制备条件对硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料热导率的影响[J];北京科技大学学报;2008年01期

3 魏高升;张欣欣;于帆;;描述微纳米多孔复合绝热材料的单元体传热模型[J];北京科技大学学报;2008年07期

4 ;Mechanism of low thermal conductivity of xonotlite-silica aerogel nanoporous super insulation material[J];Journal of University of Science and Technology Beijing;2008年05期

5 高秀霞;张伟娜;任敏;朱果逸;;硅气凝胶的研究进展[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年01期

6 张建华;卢忠远;汪关才;丁建旭;;激光惯性约束聚变(ICF)玻璃靶丸研究及进展[J];材料导报;2006年S2期

7 杨海龙;倪文;陈德平;封金鹏;张世利;刘凤梅;;制备工艺条件对SiO_2气凝胶微球粒径及其均匀性的影响[J];材料导报;2008年10期

8 宓轶捷;沈军;欧阳玲;韩伟娜;周斌;吴广明;倪星元;牛锡贤;汪国庆;;掺镍碳气凝胶的特性研究[J];材料导报;2008年S1期

9 马荣;童跃进;关怀民;;SiO_2气凝胶的研究现状与应用[J];材料导报;2011年01期

10 王宝民;韩瑜;宋凯;;SiO_2气凝胶增强增韧方法研究进展[J];材料导报;2011年23期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 卢斌;张栋;;SiO_2气凝胶超级绝热复合材料的研究现状[A];复合材料——基础、创新、高效：第十四届全国复合材料学术会议论文集（下）[C];2006年

2 杨海龙;封金鹏;高香珍;陈德平;倪文;;SiO_2气凝胶微球制备研究进展[A];2007全国保温材料技术交流会论文汇编[C];2007年

3 冯坚;高庆福;冯军宗;姜勇刚;;SiO_2气凝胶隔热复合材料性能及应用研究进展[A];复合材料：创新与可持续发展(上册)[C];2010年

4 石明伟;;纳米孔复合隔热材料及在舰船上的应用前景[A];第九届全国内河船舶及航运技术学术交流会论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 丰艳萍;既有公共建筑节能激励政策研究[D];北京交通大学;2011年

2 徐海珣;硅基复合气凝胶的制备及其应用基础研究[D];大连理工大学;2011年

3 张琦;既有建筑节能改造管理研究[D];天津大学;2010年

4 张悦;基于拉曼散射的分布式光纤火灾预警方法、技术研究及实现[D];中北大学;2011年

5 何飞;SiO_2和SiO_2-Al_2O_3复合干凝胶超级隔热材料的制备与表征[D];哈尔滨工业大学;2006年

6 杨玉兰;居住建筑节能评价与建筑能效标识研究[D];重庆大学;2009年

7 刘玉明;既有居住建筑节能改造经济激励研究[D];北京交通大学;2009年

8 常新红;天然高分子基有机及碳气凝胶的制备、结构和性质研究[D];山东大学;2009年

9 孔令剑;基于神经网络的麻类织物热湿传递性能研究与预测[D];东华大学;2009年

10 高桂梅;油页岩灰渣制备纳米SiO_2和气凝胶的方法研究[D];吉林大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 朱俊亮;基于火墙式火炕农村采暖系统的研究[D];大连理工大学;2010年

2 张瑞芝;硬硅钙石型硅酸钙纤维的合成和应用[D];长沙理工大学;2010年

3 刘石峰;三维有序大孔HAlMnO_4锂离子筛的制备及其吸附特性研究[D];湘潭大学;2010年

4 龙敏;寒冷地区居住建筑节能评价研究[D];江西理工大学;2010年

5 李志霞;金磁微粒的制备及其应用研究[D];西北大学;2011年

6 李涛;低热导复合隔热材料的制备研究[D];武汉理工大学;2011年

7 周武锋;电子设备高温环境热控制技术研究—材料及结构仿真[D];中北大学;2011年

8 焦大;Al_2O_3/SiO_2复合纳米颗粒作为抗磨剂的性能研究[D];济南大学;2011年

9 王海霞;球形纳米孔二氧化硅材料及其吸附特性[D];济南大学;2011年

10 刘强;建筑外墙外保温用赤泥复合尼龙-6改性酚醛泡沫的研究[D];济南大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李建新;王磊;孙洪巍;;纳米二氧化硅的制备、改性和在塑料中的应用[J];安阳工学院学报;2008年02期

2 张宇,刘家祥;颗粒分散[J];材料导报;2003年S1期

3 毋伟,陈建峰,李永生,杨万强,何少利;溶胶-凝胶法纳米二氧化硅原位改性研究[J];材料科学与工艺;2005年01期

4 沈军，王珏，吴翔，甘礼华，陈龙武;硅气凝胶的结构控制研究[J];材料科学与工艺;1994年04期

5 沈军，王珏，吴翔;气凝胶──一种结构可控的新型功能材料[J];材料科学与工程;1994年03期

6 史非;王立久;;环境气压干燥新工艺快速合成SiO_2气凝胶研究[J];大连理工大学学报;2006年02期

7 李春明,付振晓,黎红明,杜泽伟,聂小明,刘会冲;单分散二氧化硅超细颗粒的制备[J];电子元件与材料;2004年09期

8 陈海华,郁艺华,陈雪梅,杨菡,魏红梅,顾忠泽;快速间隙式加料法制备单分散二氧化硅微球[J];电子显微学报;2005年03期

9 郭洪娜;郑少华;马士玉;丁海洋;;单分散纳米二氧化硅的制备[J];中国粉体技术;2009年03期

10 毋伟,贾梦秋,陈建峰,邵磊,初广文;硅烷偶联剂对溶胶凝胶法纳米二氧化硅复合材料制备及应用的影响[J];复合材料学报;2004年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 解小玲;张跃东;许并社;;纳米二氧化硅的制备研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（6）[C];2007年

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1 同小刚;王芬;冯海涛;安世武;;二氧化硅气凝胶的制备和应用研究[J];材料导报;2006年S1期

2 高秀霞;张伟娜;任敏;朱果逸;;硅气凝胶的研究进展[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年01期

3 李华;乔聪震;牟占军;;二氧化硅气凝胶的常压制备及其特性研究[J];河南大学学报(自然科学版);2009年02期

4 ;科学家发明世上最轻神奇固体材料[J];电子商务;2009年04期

5 陈亮;张睿;龙东辉;凌立成;;炭二氧化硅复合气凝胶的合成及结构分析[J];无机材料学报;2009年04期

6 乔冬平;程广宜;金小卫;;复合气凝胶的热物性研究[J];材料开发与应用;2011年01期

7 林治峰;郑剑;罗运军;;梯度气凝胶的孔结构[J];高分子材料科学与工程;2012年03期

8 杜艾;周斌;归佳寅;刘光武;李宇农;吴广明;沈军;张志华;;空间高速粒子捕获用密度梯度气凝胶的热学与力学特性[J];物理化学学报;2012年05期

9 毕于铁;任洪波;张庆军;杨静;张林;;氧化铜气凝胶的制备与结构表征[J];原子能科学技术;2012年11期

10 韩朝江;马拥军;裴重华;曾敏;;红外宽频吸收硅基复合气凝胶的制备及表征[J];红外与激光工程;2013年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 蔡杰;张俐娜;Shigenori Kuga;;高强度纤维素/SiO2气凝胶的结构和性能[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

2 姚先周;胡子君;孙陈诚;李俊宁;张宏波;;二氧化硅气凝胶微结构的热设计[A];复合材料：创新与可持续发展(下册)[C];2010年

3 刘世明;王慧;曾令可;;纳米SiO_2气凝胶的性能表征与分形维数[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集（下）[C];2008年

4 邓忠生;黄耀东;魏建东;杨靖;王珏;沈军;陈玲燕;吴爱梅;;二氧化硅气凝胶的表面修饰研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

5 刘宁;符若文;;球状有机气凝胶及其炭气凝胶的结构[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

6 常智;赵海雷;何方;仇卫华;周国治;曲选辉;;掺杂纤维的硅石气凝胶的结构与性能[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年

7 王珏;沈军;张波;蒋伟阳;陆献平;;有机气凝胶的热传输机理研究[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年

8 任洪波;张林;杜爱民;;快速制备块状氧化铁气凝胶的研究[A];第八届全国核靶技术学术交流会论文摘要集[C];2004年

9 杨大祥;冯坚;周新贵;张长瑞;王娟;张浩;;低温下酸/碱两步法制备氧化硅气凝胶[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年

10 赵南;冯坚;姜勇刚;高庆福;冯军宗;;耐高温气凝胶隔热材料[A];2011·中国绝热节能材料协会年会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 潘未末;[N];深圳特区报;2009年

2 本报记者 陈龙;[N];中国航天报;2012年

3 西藏圣一新能源股份公司研究院院长 李光武;[N];中国建材报;2013年

4 宏文;[N];中国建材报;2013年

5 戚翔;[N];工人日报;2007年

6 通讯员 何秦江;[N];绍兴日报;2006年

7 彭红;[N];新华每日电讯;2008年

8 彭红;[N];中国质量报;2008年

9 通讯员 周炜 朱海洋 记者 潘剑凯;[N];光明日报;2013年

10 闫洁;[N];新华每日电讯;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 郑文芝;二氧化硅气凝胶研制及其结构性能研究[D];华南理工大学;2010年

2 赵忠强;氧化物气凝胶的制备、结构和性质的研究[D];山东大学;2008年

3 徐海珣;硅基复合气凝胶的制备及其应用基础研究[D];大连理工大学;2011年

4 陈一民;金属/二氧化硅复合气凝胶和低成本疏水二氧化硅气凝胶的研究[D];国防科学技术大学;2005年

5 魏巍;新型无机气凝胶的制备及其吸附/光催化性能研究[D];江苏大学;2014年

6 陈擘威;锌基气凝胶的研究[D];中国科学技术大学;2014年

7 张华东;超临界流体技术在气凝胶和纳米粉体制备中的应用[D];山东大学;2009年

8 李君;木材—有机气凝胶复合材研究[D];东北林业大学;2013年

9 王朝阳;ICF靶用酚醛类气凝胶的制备及氢、氘吸附应用研究[D];中国工程物理研究院;2006年

10 王慧;SiO_2气凝胶及其复合材料的制备与性能研究[D];华南理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王文金;硅气凝胶的合成与制备[D];新疆大学;2010年

2 白利红;醇—水加热法制备二氧化锆气凝胶的研究[D];山西大学;2005年

3 王金凤;新型气凝胶的制备与碳气凝胶的掺杂[D];四川大学;2006年

4 张伟娜;疏水性二氧化硅气凝胶的常压制备及其性能表征[D];长春理工大学;2007年

5 闫红梅;气凝胶的超声改性及微观结构研究[D];四川大学;2007年

6 颜立清;氧化锆气凝胶的常压制备及其工艺优化[D];浙江大学;2012年

7 王后;气凝胶热导率计算[D];南京大学;2013年

8 曲康;有机—无机杂化硅气凝胶的制备和表征[D];浙江大学;2014年

9 刘志涛;锆类气凝胶的制备、改性及性能研究[D];国防科学技术大学;2012年

10 王非;疏水二氧化硅气凝胶的疏水改性及常压制备[D];北京化工大学;2009年

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