气凝胶的吸附作用 。
近年来随着溶胶-凝胶技术,特别是常压干燥技术的发展,避免了昂贵繁琐的超临界干燥过程,气凝胶的制备成本大幅下降,使得大规模生产和应用气凝胶成为可能。目前气凝胶在吸附领域主要使用疏水改性剂对气凝胶表面进行疏水改性,应用在有机气体或溶剂的吸附领域,吸附效率及吸附容量为等同质量活性的 10 倍以上,且吸附循环性良好。疏水改性的制备方法主要有两种方法,后期改性及原位聚合,制备工艺已较为成熟。
气凝胶的基本性质。
热学性质
气凝胶材料纳米颗粒骨架结构和尺寸孔径分布范围均匀,使其具有极低的密度和热导率,因此二氧化硅在隔热保护方面具有优异的性能。研究表明,气凝胶的热对流效应微乎其微,对于一般气凝胶来说其热导率由气态热传导、固态热传导和热辐射组成。而常压下材料孔隙内的气体对热传导可忽虑不及,所以气凝胶的热传导主要由固态热传导和辐射热传导所决定。极低的密度增加了固体导热途径,有效降低固态热传导;而加入遮光剂能极大增加比消光系数,降低辐射热传导,从而让其具有极低的热导。
气凝胶的制备过程分为两步:制备湿凝胶、将湿凝胶通过特殊手法干燥。
湿凝胶***传统的制备方法是溶胶-凝胶法。将含高化学活性组分的化合物分散在溶剂中,经过水解反应生成活性单体,活性单体聚合,形成溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。此时制作出来的凝胶有点类似于果冻,紧接着将果冻状凝胶进一步进行干燥处理即可得到气凝胶。由于表面张力的作用,通常状态下,凝胶内液体的挥发会使得凝胶脆弱的骨架坍塌。而通过冷冻干燥技术进行干燥可以解决这一问题。将湿凝胶在低温冷冻,接着置于真空条件下干燥。由于冷冻过程已经使得凝胶内的液体转变为固体,之后在真空环境中以升华的形式脱离凝胶骨架,这样就可以避免了液体挥发造成骨架坍塌的问题,得到我们所期待的气凝胶。
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