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气凝胶的简单做法

2018-12-17 点击数:428

气凝胶的简单做法

1、气凝胶的制备进程

气凝胶的制备一般选用两步法,第一步溶胶-凝胶进程,第二步枯燥进程。

2、溶胶-凝胶进程

用含高化学活性组分的化合物作前驱体,前驱物与溶剂产生水解或醇解,在溶液中构成安稳的透明溶胶系统,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,构成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失掉活动性的溶剂。

3枯燥进程

前驱体经过Sol-gel进程后取得凝胶,凝胶由赋有弹性的固体网络和网络中的液相溶剂组成,凝胶中存在纳米结构微孔。枯燥初期,足够多的液相填充于凝胶孔中,凝胶体积的削减与液体蒸腾的体积持平,无毛细管力。当凝胶体积削减量小于液体蒸腾体积时,液体蒸腾使固相暴露出来,固/液界面被能量更高的固/气界面所替代,为阻止系统能量增加,孔内液体将向外活动覆盖固/气界面。此刻液相在凝胶孔中构成弯月面,因为液体表面张力的作用,产生了毛细管压力。毛细管力作用于凝胶微孔的孔壁上,这样将会导致很多凝胶网络结构的崩塌。因此要想得到气凝胶,就必须在保持原有凝胶网络结构的情况下,将网络中的溶剂排除。为了处理这一难题,近年相继开展出了超临界枯燥,冷冻枯燥,常温常压枯燥和传导枯燥等技术。

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