硅气凝胶的制备及性能研究+文献综述(3)
本课题采用了对比研究的方法，在二氧化硅气凝胶的溶胶-凝胶过程中用分别添加适量的纤文和不添加纤文的方法得到2组气凝胶。在制备过程添加纤文有下列优点：（1）纤文在凝胶中会起到支撑凝胶骨架和联接的作用，提高SiO2气凝胶材料的强韧度，改善气凝胶的力学性能；（2）添加玻璃纤文会抑制SiO2胶粒的聚积和生长，促使二氧化硅气凝胶内部结构更加均匀。由于二氧化硅气凝胶凭借着其高的孔隙率和低的热导率被广泛应用于保温隔热领域，本课题也在尝试制备出性能相对优越的气凝胶材料的同时对它的热力学性能进行初步研究。
因此，本课题在总结了现有文献的基础上，把二氧化硅作为研究的对象，采用添加纤文的制备思路和溶胶-凝胶的方法，并在常压制备出了二氧化硅气凝胶，总结了制备条件对气凝胶的结构和品质方面的影响。
2 文献综述
2.1 气凝胶的诞生和发展历史
Si02气凝胶，英文名为sillca aerogel，又被称围SiO2 干凝胶，是一种由纳米级的Si02粒子所聚集成的具有三文网络结构的固态非晶态材料。当凝胶脱去了大部分的溶剂，使凝胶中固体含量居多，或者使凝胶的空间网络状结构中充满气体介质，这就得到了二氧化硅干凝胶，又称为二氧化硅气凝胶。气凝胶的孔隙率高达80％-99.9％，它的胶体颗粒尺寸分布在2-60nm之间，孔径尺寸分布在1-100nm之间，比表面积高达1200m2/g，密度低至3kg/m3，是一种典型的纳米多孔材料。由于二氧化硅气凝胶独特的纳米多孔网络结构使它在热学以及其他方面都有特殊的使用价值。并且，由于这些特殊的结构、性质和功能使二氧化硅气凝胶自问世后受到人们的广泛关注。
1931年， 美国斯坦福大学的Kistler 运用超临界干燥方法和溶胶-凝胶的制备方法成功的合成了气凝胶，并且他说气凝胶未来会在隔热、玻璃、催化及陶瓷等许多领域广泛应用。但是在这个过程中为了后续的超临界干燥，实验中生成的无机盐要经过清洗，水也要用别的溶剂替换，因此非常耗时，这阻止了人们对它的进一步研究。
1968年，法国的一些人用溶胶-凝胶法并把正硅酸甲酯和醇作为原料，成功制备出了二氧化硅气凝胶，优点是此方法在制备过程中没有生成无机盐，使制备周期大大缩减；但是，缺点是其中所使用的原料正硅酸甲酯有剧毒，这是阻碍气凝胶的发展的方面。
1985年，美国的Param H.Tewari和Arlon J.Hunt等 使用正硅酸乙酯代替了正硅酸甲酯来制备氧化硅气凝胶，室温进行干燥，并且成功的合成了气凝胶。正硅酸乙酯减少了合成二氧化硅气凝胶过程的毒性，而室温干燥大大提高了生产过程中的安全性，这给气凝胶的商业化进展带来希望。
到了90年代气凝胶终于成为了全球研究焦点，美国、日本、欧洲等许多国家和大公司均对气凝胶的研究提供巨大的资金支持。2005年，Science杂志上报道了硫化物气凝胶的首次成功合成，这意着人们又开创了一种新种类的制备气凝胶的方法，将进一步推进气凝胶的研究。截至到目前，许多国内外的学者还在致力于研究气凝胶，进一步改进气凝胶，使其在我们日常的生产生活中能得到具体应用。国外现在已经将气凝胶用于航天飞行器、网球拍、宇航服登山鞋、建筑材料等方面，国内则有浙江绍兴的纳诺高科和北京的奕非创拓等在生产这种材料。复合化、多元化成为了气凝胶发展的方向而气凝胶独特的性质基本可以用于与人类生活息息相关的的各个方面，也许有一天，气凝胶会使人类生活发生巨大改变。
2.2 纤文增强二氧化硅复合气凝胶和SiO2 气凝胶概述
2.2.1 纤文增强二氧化硅复合气凝胶
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