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納米氣凝膠氈被譽為“神奇的材料”

發表時間:2016年10月23日 來源:www.sale3via.com 瀏覽量:1819

納米氣凝膠氈作為一種新型的保溫隔熱產品已經在不知不覺中走入了各個行業,提及納米氣凝膠氈,通過這個名字,我們就能了解到納米氣凝膠氈和氣凝膠有著必然的聯系,是的,它的主要材料就是Si02氣凝膠,在氣凝膠中,又以Si02氣凝膠為主要研究對象,Si02氣凝膠具有低體積密度、低導熱系數等優點,目前在節能建筑、鋼鐵、航天航空和石油化工等領域,被譽為“神奇的材料”。

說它是“神奇的材料”,這是因為其厚度僅為傳統材料的幾分之一,但是隔熱效果卻比傳統的隔熱材料優越2-5倍,而且壽命更長。除此之外,其疏水性和防火性也特別好,倍受客戶歡迎也就不足為奇了。為什么納米氣凝膠氈有這樣好的效果呢,這要從Si02氣凝膠的結構說起。

Si02氣凝膠與孔洞結構在微米級和毫米級的多孔材料不同,其纖細的納米結構使得材料的熱導率極低,具有極大的比表面積,對光、聲的散射均比傳統的多孔性材料小得多。Si02氣凝膠的熱量傳遞通過固體熱傳導、氣體熱傳導和輻射熱傳導3種方式共同完成。Si02氣凝膠的孔隙和纖維的納米多孔網絡結構的彎曲路徑分別阻止了空氣的氣態熱傳導和凝膠骨架的固態熱傳導,通過摻雜紅外吸收劑還可以阻隔熱輻射。這3方面共同作用,幾乎阻斷了熱傳遞的所有途徑,使Si02氣凝膠起到很好的絕熱效果。Si02氣凝膠的導熱系數在0.013W/(m.K)以下,遠低于常溫下靜態空氣的導熱系數[0.025W/(m.K)],且具有密度低、防水阻燃、綠色環保、防酸堿耐腐蝕、不易老化、使用壽命長等特點。二氧化硅氣凝膠的主要成分為Si02,不含對人體有害的物質,所得的產品無放射性,與傳統隔熱材料相比更具優越性。此外,Si02氣凝膠有較高的聲阻抗性,吸附能力超過了傳統的活性炭吸附材料,產品具有很高的附加值,因此被稱為超級隔熱材料。

但是,Si02氣凝膠獨特的網絡結構、高孔隙率和低密度等特點也導致了其本身質地脆弱,并且在溫度較高的環境中,半透明的si02氣凝膠材料很難阻抗輻射熱導率的影響,因此在很多領域中.Si02氣凝膠較難作為隔熱材料單獨使用,需要對其進行摻雜改性處理或者與其他隔熱材料復合使用才能達到理想的使用效果。

現在您就知道為什么納米氣凝膠氈為什么這么神奇了吧,其實納米氣凝膠氈只是眾多Si02氣凝膠保溫隔熱材料中的一種,下面小編再為您介紹一下納米氣凝膠氈的制備方法:

由于純Si02氣凝膠對波長在2-8μm的紅外線透過性極高,因此在高溫狀態下,該波段的熱輻射能量將全部通過氣凝膠,導致Si02氣凝膠的熱導率急劇上升。為了減小輻射熱導率,就需要在Si02氣凝膠中復合可以吸收或散射紅外光的遮光劑。平琳等采用溶膠一凝膠法制備了Ti02/Si02隔熱氣凝膠。先分別制備出Ti02和Si02溶膠,陳化24h后再混合,并添加干燥控制化學添加劑(DCCA)、甲酰胺(DMF),以形成比較完善的凝膠網絡結構,經過放置形成TiO2/Si02隔熱醇凝膠。然后將隔熱Ti02/Si02醇凝膠用TEOS的乙醇溶液浸泡,通過利用低表面張力溶劑的替換以及分級陳化、干燥處理之后,實現了塊狀TiO2/Si02隔熱氣凝膠的非超臨界干燥制備。所得TiO2/SiO2氣凝膠為無色或乳白色輕質塊狀多孔固體,由直徑約1Onm的Tio2和Si02微粒相互分散而成,孔徑為20-40nm,BET比表面積為200-400m2/g,孔體積為l-2cm3/g。通過溶膠一凝膠法和非超臨界干燥制備的TiO2/Si02氣凝膠透明性較好,并且具有一定的機械強度,可用于光催化廢水中難降解有機物的分解。

金屬復合氧化物隔熱氣凝膠具有很高的比表面積,可用作高教催化劑。但是在凝膠的溶劑交換和超臨界干燥過程中,金屬離子會逸出凝膠,所以通常情況下只能制得低金屬含量的金屬-Si02隔熱氣凝膠,起不到所需的催化效果。陳一民等強以正丙醇為溶劑,鹽酸為催化劑,含銅硅酸乙酯(Cu-TEOS)、TEOS和水在恒溫(70℃)條件下進行溶膠一凝膠過程,形成凝膠后在30℃老化一定時間制得凝膠,將該凝膠置于CD2015高壓釜中,用乙醇超臨界干燥制備氣凝膠。將氣凝膠放人管式爐中,在氫氣氣氛下進行高溫還原得到高Cu含量的Cu-Si02納米隔熱氣凝膠,其中Cu質量分數不大于66%。Cu-Si02納米隔熱氣凝膠具有納米粒子和納米量級孔的三維結構,小于25nm的粒子質量分數超過90%,比表面積為400-650m2/S。這種隔熱氣凝膠可用作高效催化劑。

制備好了Si02氣凝膠,再通過特殊工藝同玻璃纖維棉或預氧化纖維氈復合就制備出了納米氣凝膠氈。

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