Al2O3-SiO2复合气凝胶的制备及改性剂对其结构与隔热性能的影响

以AlCl3·6H2O为前驱体,采用离子交换工艺和溶胶-凝胶法,在正硅酸四乙酯(TEOS)乙醇溶液中浸泡实现Al2O3和SiO2的复合,经表面改性和常温常压干燥制备出低成本、无杂质离子、低热导率的Al2O3-SiO2复合气凝胶。探索了不同有机硅烷改性剂对Al2O3-SiO2复合气凝胶结构和隔热性能的影响。结果表明,在改性剂为三甲氧基甲基硅烷(MTMS),改性环境为中性(pH为7)时,Al2O3-SiO2复合气凝胶表现出最均匀的微观结构,SiO2和Al2O3主要以无定形形式存在。MTMS可有效减少Al2O3-SiO2湿凝胶表面的—OH基团,形成Si—O—Si和Al—O—Si基团。Al2O3-SiO2气凝胶比表面积和孔体积分别达到574 m2/g和2.3 cm3/g,热导率低至0.029 W(m·K)-1。以上研究为促进气凝胶材料在隔热领域的应用提供了支持。