改性剂对二氧化硅气凝胶性能的影响

毕海江¹，黄冬梅²，何松¹，李治¹，杨晖¹，程旭东¹

1. 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室2. 中国计量学院质量与安全工程学院

摘 要：本文以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体,通过酸碱两步溶胶-凝胶法,常压干燥制备疏水性SiO2气凝胶。研究了两种改性剂（三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷）对二氧化硅气凝胶结构和性能的影响。对制备的气凝胶样品进行表面微观形态分析、热重差热分析、傅里叶红外分析以及比表面积分析。结果表明,通过改性制备的样品具有较好的性能,使用六甲基二硅氮烷改性得到的SiO2气凝胶密度为0.204g/cm3,接触角为128°,BET比表面积为973m2/g,平均孔径7.57nm;使用三甲基氯硅烷改性得到的SiO2气凝胶密度为0.115g/cm3,疏水性优良,接触角为158°,BET比表面积为1067m2/g,平均孔径13.40nm。综合考虑各种因素,采用TMCS进行改性制备得到的SiO2气凝胶综合性能更加优异。

关键词：二氧化硅气凝胶;表面改性;疏水性;常压干燥;