SiO2气凝胶干燥技术的研究进展*

孟继智，李娟娟，石友昌，陈武超，闫 磊，高 歌**

(1.新疆大学化学化工学院 石油天然气精细化工教育部和自治区重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830046；2.武警黄金第十支队，云南 昆明 650100)

SiO2气凝胶是由超细微粒聚集形成的轻质多孔纳米材料，因具有低密度(3～500 kg/m3)、低导热系数(0.013～0.025 W/mK)、高孔隙率(80%～99.8%)、高比表面积(200～1 000 m2/g)等诸多优良特性，在工业领域有着广阔而巨大的应用前景[1-2]。

目前，国内外SiO2气凝胶的制备多采用有机硅酸酯(正硅酸甲酯，正硅酸乙酯)作为原料，通过超临界干燥工艺来制备SiO2气凝胶[3]，其整个制备过程可以分为2个阶段：溶胶-凝胶过程和干燥过程。溶胶-凝胶过程就是在溶剂中加入无机盐或金属醇盐，体系中的无机盐在发生水解反应或者是金属醇盐发生醇解反应生成溶胶分子，溶胶分子间再通过缩聚反应生成凝胶，该过程受体系的酸碱性环境，温度，催化剂性质等因素影响[35]。由溶胶-凝胶法得到的凝胶，其网络骨架内溶剂存在着的表面张力及凝胶网络骨架中的羟基之间的缩合作用也直接导致了网络的坍塌[4]，在干燥过程中很容易发生变形、收缩和破裂，造成气凝胶产品的颗粒和孔径大小不一。因此干燥是制备过程的关键步骤，对产品的性能有着很重要的影响。为了得到高质量的气凝胶产品，就需要控制较低的干燥速率，但这就很大程度上延长了生产周期。然而气凝胶的的工业化生产应用要求在极短的时间内获得高性能的气凝胶，所以找一种安全快捷的干燥方法迫在眉睫。……