SiO₂气凝胶的常压干燥制备与性能表征

闫秋会¹，夏卫东¹，罗杰任²，霍鑫³

1. 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院2. 西安工程大学城市规划与市政工程学院3. 陕西华夏新能源科技有限公司

摘 要：本实验以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,甲基三乙氧基硅烷（MTES）为共前驱体,超纯水（H₂O）为反应剂,无水乙醇（EtOH）为溶剂,盐酸（HCl）和氨水（NH₃·H₂O）为催化剂,采用酸碱两步催化二次改性常压干燥制备了超疏水性SiO₂气凝胶。利用N₂吸附-脱附测试、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和接触角测定等手段对气凝胶的结构和性能进行表征,系统研究了水的用量、无水乙醇的用量以及溶胶的pH值对气凝胶性能的影响。结果表明:当TEOS、MTES、EtOH、H₂O物质的量比为1∶0.3∶14∶6时制备的气凝胶性能最好,其热导率为0.021 2 W/（m·K）,比表面积为920 m²/g,孔径主要分布在2～20 nm,密度为0.109 g/cm³,孔隙率为95.05%,接触角为158.7°。

关键词：SiO₂气凝胶;常压干燥;超疏水性;纳米材料;脱附;