炭化温度对TiO2/C杂化气凝胶性能的影响(2)
2.4 TiO2/C光催化性能实验 13
2.4.1 光催化降解甲基橙溶液 13
2.4.2 光催化降解罗丹明B溶液 14
2.4.3 光催化降解亚甲基蓝溶液 14
3 结果与讨论 14
3.1 扫描电镜(SEM) 15
3.1.1 不同乙酰乙酸乙酯含量的TiO2/C杂化气凝胶的扫描电镜结果 15
3.1.2 不同炭化温度的TiO2/C杂化气凝胶的扫描电镜结果 16
3.2 X射线衍射（XRD） 17
3.2.1 不同乙酰乙酸乙酯含量的TiO2/C杂化气凝胶的XRD结果 17
3.2.2 不同炭化温度下的TiO2/C杂化气凝胶的XRD结果 18
3.3 光催化降解实验 19
3.3.1 光催化降解甲基橙 19
3.3.2 光催化降解罗丹明B 21
3.3.2 光催化降解亚甲基蓝 23
3.3.4 溶液酸碱性对于TiO2/C 杂化气凝胶光催化性能的影响 24
4 结论与展望 26
4.1 结论 26
4.2 展望 26
致 谢 28
参考文献 29
1 文献综述
1.1 气凝胶
气凝胶，英文aerogel，又称为干凝胶。气凝胶以固体物质形态存在，也是世界上最轻的固体。当凝胶中的固体含量远远超过液体含量时，或者凝胶中的形成的孔径中充满气体，此时外表是固体的凝胶就形成了气凝胶。同时，气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。气凝胶有许多种类，如硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等。
研究发现，气凝胶具有密度低、多孔等特性。气凝胶独特的网络结构及良好的弹性使其具有优良的声学性质，它的弹性模量会随外界压力增加而减小；由于气凝胶中至少有80%是空气，其热导率在所有的固体材料中是最低的，所以有非常好的隔热效果，可以用于制造好的隔热材料；而且气凝胶的密度极低，仅仅是空气密度的2.75倍，所以气凝胶称为世界上质量最轻的固体。所以具备独特的网络结构、足够低的密度、高的比表面积和孔隙率以及良好的透光性的气凝胶材料，是目前在条件允许范围内能获得的最好的隔热材料[1]。
图1-1是一般常见的SiO2气凝胶的结构图。
图1-1 SiO2气凝胶的结构示意图
1.2 气凝胶的应用
气凝胶具备良好的弹性、声学性质、隔热性能、以及独特的网络结构和极低的密度，使得气凝胶在现代迅猛发展的诸多领域中占有一席之地，例如航空航天、建筑能源、污水处理、环保等。
(1) 在航空及高能物理方面的应用
由于气凝胶的优良隔热性和低密度，通常被用作航空发动机的隔热材料和用于制作航空服，以隔绝高温，同时减轻了发动机的重量和航天员身体的负担。气凝胶有许多种类，在航空航天领域中，不同种类的气凝胶体现各种不同的性能，被运用于发展航空事业的各个方面。例如航天航空器上隔热层需要隔绝外部高温，而Al2 O3气凝胶可以耐2000℃的高温，有着比 常用SiO2 气凝胶还好的隔热性能，所以Al2 O3气凝胶是航天航空器上理想的隔热层[2-5]。此外，气凝胶运用其吸附性能，还可用来搜集宇宙尘埃[6]。
(2) 在建筑和能源方面的应用
气凝胶具有优良的隔热性能和声学性质，使得气凝胶可以用作建筑材料，这样建造出来的房屋有很好的保温性与隔音性，可以不受他人打扰，同时很好得保证了个人的隐私安全。