天津制造气凝胶技术指导

在石化领域，气凝胶凭借优越的隔热保温性能可以作为外保温材料，如蒸馏塔、反应管道、储罐、泵、阀门、天然气和LNG液化气管道、深海管道等等。在高温蒸汽、导热油或流体介质管线外包裹气凝胶，一方面减少了管道暴露损失热量，另一方面这些区域往往受到重量、空间的限制，需要保温材料轻量又轻薄，气凝胶是完美契合的材料。同时，在海上漏油事故处理中，气凝胶质量轻、吸附能力极强，也得到认可。在环保领域，纤维素气凝胶可作为吸附剂从水中吸附油和其他有毒有机物，被很多地应用于吸附脱除染料废水。此外，生物质碳气凝胶可以去除水中的多种重金属离子，如Co(II)、Cd(II)、Pb(II)和Sr(II)。在建筑领域，房屋门窗、墙壁的隔热保温正越来越被重视。现有的保温材料或隔热能力不够理想，或达到理想效果厚度太厚、太重，也有一些隔热能力较好的材料但阻燃能力不佳，容易引发房屋火灾。而气凝胶既可以作为现有保温材料的升级替代，同时兼顾防火、隔声等功能，有望颠覆建筑保温材料现有格局。气凝胶绝热板是一种柔性、高效保温的隔热材料。天津制造气凝胶技术指导

干燥技术：目前产业化中主要使用的技术是超临界干燥技术和常压干燥技术，其他尚未实现批量生产技术还有真空冷冻干燥、亚临界干燥等。超临界干燥技术是实现批量制备气凝胶技术，已经较为成熟，也是目前国内外气凝胶企业采用较多的技术，超临界干燥可以实现凝胶在干燥过程中保持完好骨架结构。常压干燥技术一种新型的气凝胶制备工艺，是当前研究极活跃，发展潜力很大的气凝胶批产技术。其原理是采用疏水基团对凝胶骨架进行改性，避免凝胶孔洞表面的硅羟基相互结合并提高弹性，同时采用低表面张力液体臵换凝胶原来高比表面积的水或乙醇从而可以在常压下直接干燥获得性能优异的气凝胶材料。尽管目前超临界干燥工艺日益成熟、产品质量满足产业化要求，但是超临界干燥设备制造具有一定门槛，且原料有机硅源价格较高。相比超临界干燥技术，常压干燥技术在设备投入、硅源上均具有明显的成本优势，在技术上存在一定的门槛，适合于后期气凝胶的大规模量产。湖南气凝胶绝热板经过测试证实，气凝胶对人体无毒无害，不吸收，绿色环保。

气凝胶诞生于1931年，由Steven.S.Kistler在Nature杂志上发表《共聚扩散气凝胶与果冻》标志着气凝胶的发现，也正是Kistler通过乙醇超临界干燥技术，制备出世界上一块气凝胶-SiO2气凝胶。气凝胶可分为无机气凝胶、有机气凝胶、混合气凝胶和复合气凝胶。常见的气凝胶主要是硅气凝胶、碳气凝胶和二氧化硅气凝胶，新进发展的气凝胶主要是氧化石墨烯气凝胶、富勒烯气凝胶和纤维/二氧化硅气凝胶。由于SiO2气凝胶是目前产业化很成熟的产品，气凝胶的制备技术主要为SiO2气凝胶制备，该类气凝胶的制备包括两种方法：干燥法和溶胶-凝胶法。目前产业化中主要使用的技术是干燥技术。

在材料的量子尺寸效应研究方面。由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构，化学气相渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明，掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在，并观察到很强的可见光发射，为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应，可进一步研制新型激光防护镜。通过掺杂的方法还是形成纳米复合相材料的有效手段。此外，硅气凝胶是折射率可调的材料，使用不同密度的气凝胶介质作为切伦柯夫阀值探测器，可确定高能粒子的质量和能量。因高速粒子很容易穿入多孔材料并逐步减速，实现“软着陆”，如选用透明气凝胶在空间捕获高速粒子，可用肉眼或显微镜观察被阻挡、捕获的粒子。气凝胶材料防火阻燃性能优良，燃烧时无明火无毒性盐雾产生。

气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度很小的固体。密度为3千克每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其极早由美国科学工作者Kistler在1931年因与其友打赌制得。气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。aerogel是个组合词，此处aero是形容词，表示飞行的，gel显然是凝胶。字面意思是可以飞行的凝胶。任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后，又可基本保持其形状不变，且产物高孔隙率、低密度，则皆可以称之为气凝胶。气凝胶布料材料特性：疏水透气、隔热保温、绿色环保、轻比鸿毛。湖南气凝胶绝热板

气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。天津制造气凝胶技术指导

气凝胶的绝热原理是什么呢？1.对流：当气凝胶资猜中的气孔直径小于70nm时，气孔内的空气分子就失去了自在活动的才能，相对地附着在气孔壁上，这时产品处于近似真空状况；2.辐射：因为气凝胶内的气孔均为纳米级气孔再加产品自身极低的体积密度，使产品内部气孔壁数目趋于“无量多“，关于每一个气孔壁来说都有遮热板的效果，因此发生近于”无量多遮热板“的效应，从而使辐射传热下降到近乎低极限；3.热传导：因为近于无量多纳米孔的存在，热流在固体中就只能沿着气孔壁传递，近于无量多的气孔壁构成了近于“无量长途径”效应，使得固体热传导的才能下降到挨近低极限。天津制造气凝胶技术指导