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SiO2气凝胶的特性?SiO2气凝胶的主要性能特点

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查看45 | 回复0 | 2025-1-3 08:52:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
SiO2气凝胶其体积90%以上由纳米级的极微小孔洞组成,其余部分为SiO2固体三维小颗粒缠绕成簇,是目前世界上最轻的固体。具有低密度、低热导率、低介电常数、高比表面积、高孔隙率等特性。SiO2气凝胶的主要性能特点表现在以下几个方面:

(1)低密度
SiO2气凝胶,作为目前世界最轻的固体,密度极低,可以低至3.55kg/m3,只有玻璃的1/1000,干燥松木密度(500kg/m3)的1/140,仅为空气密度的2.75倍。
(2)高比表面积
SiO2气凝胶是由极少量SiO2固体三维小颗粒和孔隙率高达90%以上的纳米孔洞组成,其比表面积高达1000m2/g,可以用作吸附剂。例如:改性的疏水SiO2气凝胶可以吸附大量有机化合物而完全不吸收水分,可以作为油水分离的材料,处理水中的油污;利用氟碳改性剂改性处理的SiO2气凝胶,能够大量吸附燃气等气体中的CO2气体,也可用作温室气体捕获剂;SiO2气凝胶也可有效吸附水中的无机盐(如NaCl,MgCl2,FeCl3等)​,去离子能力高达10.54mg/g,吸附效率高;块体SiO2气凝胶也可利用其高比表面积性能来捕捉宇宙尘埃、微粒用于科学研究。
(3)高光透过性
SiO2气凝胶可以有效地透过可见光,同时可以高效地阻隔红外辐射。SiO2气凝胶对入射光几乎没有反射损失,折射率也很低,太阳光透过率高达87%,所以SiO2气凝胶玻璃的采光效果很好,常用于制作夹层填充气凝胶玻璃和SiO2气凝胶镀膜玻璃。
(4)耐高温
SiO2气凝胶有很好的耐高温性能,一般在800℃下,结构及性能无明显变化,在温度达到1200℃时才会熔化。SiO2气凝胶自身不可燃,具有承受高温火焰不被烧穿的性能,可长时间承受火焰直接灼烧。
(5)隔热性好
SiO2气凝胶材料具有极低的热导率,可达到0.013~0.016W/(m·K)​,低于静态空气的热导率[0.024W/(m·K)​]​,比相应的无机绝缘材料低2~3个数量级。厚度不到1cm的气凝胶板材,正面经受1300℃的火焰喷射,背面依然可以用手摸,其隔热性能非常好。
(6)隔声性好
SiO2气凝胶比表面积高达1000m2/g,内部充满两端开放且与表面连通的纳米孔,当声音在其中传播时,声波的振幅与速度在传播过程中都被大量的孔壁消耗,声能因此大大削弱,所以声音在其中传播的速度极低,比普通多孔材料的隔声效果高达数10倍。
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