Al2O3-SiO2复合气凝胶的制备及改性剂对其结构与隔热性能的影响

作     者：纪跃成 李晓雷 于慧君 杨柱超 季惠明 JI Yuecheng;LI Xiaolei;YU Huijun;YANG Zhuchao;JI Huiming

作者机构：天津大学材料科学与工程学院天津300350 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2020年第37卷第3期

页      面：635-641页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：天津市自然科学基金(17JCYBJC18000) 天津市科技计划项目(17YFZCGX00600) 

主　　题：Al2O3-SiO2 复合气凝胶 离子交换 隔热 表面改性 常温常压干燥 

摘      要：以AlCl3·6H2O为前驱体,采用离子交换工艺和溶胶-凝胶法,在正硅酸四乙酯(TEOS)乙醇溶液中浸泡实现Al2O3和SiO2的复合,经表面改性和常温常压干燥制备出低成本、无杂质离子、低热导率的Al2O3-SiO2复合气凝胶。探索了不同有机硅烷改性剂对Al2O3-SiO2复合气凝胶结构和隔热性能的影响。结果表明,在改性剂为三甲氧基甲基硅烷(MTMS),改性环境为中性(pH为7)时,Al2O3-SiO2复合气凝胶表现出最均匀的微观结构,SiO2和Al2O3主要以无定形形式存在。MTMS可有效减少Al2O3-SiO2湿凝胶表面的—OH基团,形成Si—O—Si和Al—O—Si基团。Al2O3-SiO2气凝胶比表面积和孔体积分别达到574 m2/g和2.3 cm3/g,热导率低至0.029 W(m·K)-1。以上研究为促进气凝胶材料在隔热领域的应用提供了支持。