常压制备疏水性SiO2气凝胶的研究
Hydrophobicity Silica Aerogels Synthesized at Ambient Pressure
SiO2气凝胶是一种低密度、高孔隙率、高热阻和低声阻的固体多孔材料,具有广泛的应用前景.本研究工作,通过对制备SiO2气凝胶产品的各影响因素进行考查,确定了用离子液体(ILs)在常压下合成SiO2气凝胶的工艺路线.通过上述工艺路线合成了一种新奇的大块SiO2气凝胶.制备的样品通过,堆积密度、孔隙率、氮吸附-脱附(BET)、扫描电镜表征(SEM),结果表明所有气凝胶样品都具有较低的密度,比表面积最高可达1213m2g,平均孔径为14-30nm.在常压干燥条件下,甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和正硅酸乙脂(TEOS)做复合前驱体,乙醇做溶剂,C6MimBF4做催化剂下经一步溶胶-凝胶(Sol-Gel)溶剂合成了超输水的大块SiO2气凝胶.在常压干燥条件下,MTMS和TEOS做复合前驱体,乙醇或水做溶剂并且用C6MimBr或者C12MimBr做相应的助溶剂,在酸碱催化下经两步Sol-Gel,合成了输水的大块SiO2气凝胶,在这个过程中C6MimBr、C12MimBr都起到了结构控制剂和助溶剂作用,特别是[C12Mim][Br]更有利于孔径分布均匀,这与离子液体的增溶作用有关.常压制备SiO2气凝胶最大的缺点是干燥过程中气凝胶容易收缩和碎裂,用复合前驱体方法对气凝胶进行疏水改性,通过改变M=nMTMS/nTMOS值从0.5到3来研究前驱体组成与气凝胶样品疏水性的关系.对ILB和ILD系列样品通过29Si-NMR共振和IR衍射发现,气凝胶产品表面由疏水基团和亲水基团共同组成,并且表面疏水基团和亲水基团比例与M值相关,当M值达到3左右是气凝胶表面几乎没有疏水Si-OH存在.
- 作者：
- 徐飞
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 化学工艺
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 戴洪义
- 中图分类号：
- TQ127.2
- 关键词：
- SiO2；离子液体；常压干燥；溶胶-凝胶；疏水性
- silica；ionic liquids；ambient pressure；sol-gel；hydrophobicity