溶胶—凝胶法制备疏水SiO

1、溶胶-凝胶法制备疏水SiO2气凝胶及其性能研究 -中南大学 溶胶-凝胶法制备疏水SiO2气凝胶及其性能研究溶胶-凝胶法概述及发展溶胶一凝胶法制备材料的工艺过程及优点溶胶一凝胶法制备气凝胶的工艺过程气凝胶的特点及应用溶胶-凝胶法概述溶胶一凝胶法(Sol-Gel法，简称S-G法)是指无机物或金属醇盐经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成的氧化物或其它化合物固体的方法。溶胶-凝胶法早期发展 其初始研究可追溯到1846年，Ebelmen等用SiCl4与乙醇混合后，发现在湿空气中发生水解并形成了凝胶，但这一发现当时未引起化学界和材料界的注意。直到20世纪30年代，Geffcken等证实用这种方法可以

2、制备氧化物薄膜。 1971年德国Dislich报道了通过金属醇盐水解得到溶胶，经胶凝化再在923一973K的温度和1OON压力下进行处理，制备了SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O-K2O多组分玻璃，引起了材料科的极大兴趣和重视。80年代以来，溶胶一凝胶技术在玻璃、氧化物涂层、功能陶瓷粉料，尤其是传统方法难以制备的复合氧化物材料、高临界温度(Tc)氧化物超导材料的合成中均得到成功的应用。E EbelmenG Geffcken溶胶-凝胶法发展 溶胶-凝胶技术经过80年代的理论探讨与90年代的应用研究，已从聚合物科学、物理化学、胶体化学、配位化学、金属有机化学等有关学科角度探索而建立了相应基础

3、理论，应用技术逐步成熟，应用范围不断扩大，形成了一门独立的溶胶-凝胶科学与技术的边缘学科。随着人们对溶液反应机理、凝胶结构和超微结构、凝胶向玻璃或晶态转变过程等基础研究工作的不断深入，溶胶-凝胶法的应用将更加广泛。为适应现代技术发展的需要，在应用方面将会着重开发微结构可调材料、无机-有机杂交复合材料、非线性和电光等光学功能材料、定向生长膜、超细粉末和生物材料。相信经过科学工作者的不断努力，在21世纪溶胶-凝胶技术的发展必将会有一个新的飞跃。溶胶一凝胶法制备材料的工艺过程溶胶经过一段时间之后;用液体化学试剂(或粉状试剂溶于溶剂)或溶胶为原料，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系

4、，经过一段时间反应之后聚结形成湿凝胶;将湿凝胶经过干燥除去溶剂，固体骨架仍保持湿凝胶状态时的结构，得到的材料即为气凝胶;将湿凝胶经过干燥除去溶剂，在干燥过程中，固体骨架收缩程度较大，得到的材料为干凝胶;将干凝胶在高温下烧结制得陶瓷材料;将均相溶胶涂布在衬底上;热处理之后得到薄膜;将均相溶胶拉丝，得到纤维;将均相溶胶以相应的方式处理，得到粉体。溶胶-凝胶技术与传统的使用熔融-冷却法制备玻璃和陶瓷等材料相比具有许多独特的优点:(1)反应温度低，能确保各组份分子保持其物理、化学特性。(2)反应从溶液开始，确保各组份在分子状态混合均匀，防止相分离。(3)化学计量准确，易于加工成型，易于改性、易于控制掺杂成分的种类和数量。(4)不涉及高温反应，所以副反应少，可制备高纯度和高均匀度的材料。(5)工艺简单、生产设备简单，不需要昂贵设备等。溶胶一凝胶法制备气凝胶的工艺过程 a亲水性气凝胶与水湿润 b疏水性气凝胶与水不湿润 15