幾類氣凝膠材料以及運用

認(rèn)真觀察，發(fā)覺氣凝膠事實上是由特細(xì)的固體化學(xué)物質(zhì)構(gòu)建了個立體式架構(gòu)，架構(gòu)多孔結(jié)構(gòu)，間隙中填滿氣體，氣凝膠能夠 在空氣中飄浮段時間。

大家能否作出類似氣凝膠樣子的材料呢？

.硅氣凝膠

制取硅氣凝膠的全過程大概是那樣的：原材料是硅酸鈉，它是可溶鋁硅酸鹽；適度添加聚縮化學(xué)物質(zhì)（如同大水缸中添加點點食用堿樣）；在水溶液中就產(chǎn)生了固態(tài)的架構(gòu)，但也帶有酸鹽化學(xué)物質(zhì)；用很多的去離子水清洗鹽；再用冷藏負(fù)壓力干躁的方式 ，把水溶液除掉；也要做后處理工藝，即做脆化、防裂開等系列解決流程；終獲得與眾不同性能的氣凝膠。

硅氣凝膠是固態(tài)材料，它的基礎(chǔ)特性是，多孔結(jié)構(gòu)、混亂、具備納米技術(shù)數(shù)量級持續(xù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，架構(gòu)的氣孔率高；比表面積大；架構(gòu)有延展性，縮小后能夠 回彈力；總體的相對密度很低，所帶有的氣體占總體的99.8%之上；它的成份和夾層玻璃樣，全是二氧化硅，但硅氣凝膠是輕的固態(tài)。

硅氣凝膠是現(xiàn)階段隔熱保溫性能好是的固態(tài)材料，在民用型層面，夾層玻璃、墻面、電冰箱、管路的隔熱保溫，其實際效果很好；尤其是在航空公司、航空航天、國防中，愈來愈多地應(yīng)用這類好的隔熱保溫材料。

硅氣凝膠具備大的氣孔率和大的比表面積，是做催化劑的好構(gòu)造，可是它的耐火性又阻攔了催化反應(yīng)全過程；科學(xué)研究工作人員想到方法，把氧化硅水溶液和二氧化硅水溶液混和后再做氣凝膠；因此就做成另外帶有“氧化硅-二氧化硅”的氣凝膠催化劑。從這當(dāng)中大家獲得啟迪，能夠 做成各種各樣的氣凝膠催化劑。

硅氣凝膠具備很好的隔音降噪實際效果，緣故是間隙小，再再加它耐熱、耐老化、抗腐蝕，因此把它用以夾層玻璃中間的隔音降噪層、聲學(xué)材料儀器設(shè)備的隔音降噪設(shè)備都是有很好的實際效果。

硅氣凝膠做集成電路芯片的襯底效果非常的好，因為它介電強(qiáng)度好，耐擊穿場強(qiáng)相對性高，線膨脹系數(shù)與硅材料貼近，耐熱性好。它將替代之前通用性的襯底材料。

硅氣凝膠與眾不同的特性造成大家在基礎(chǔ)研究層面的興趣愛好?？萍脊ぷ髡咂诖粯拥臍饽z可以處理不樣的運用目地。

二．碳?xì)饽z

遭受硅氣凝膠做法的啟迪，大家用種能夠 炭化的有機(jī)化學(xué)材料，配備出有

機(jī)材料的水溶液，增加凝固劑，做成有機(jī)化學(xué)的氣凝膠，在稀有氣體中高溫炭化解決，因此就獲得了碳?xì)饽z。

這兒詳細(xì)介紹的只是是種形象化制做碳?xì)饽z的方式 ，如今早已有其他的能夠 大批量生產(chǎn)的方式 了。

碳?xì)饽z是種納米技術(shù)限度三維網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有延展性，比表面積十分大，總體凈重非常輕，是種新式炭素材料。

碳?xì)饽z，它是氣凝膠類的，二是碳質(zhì)的，這就決策了它的諸多的運用。下邊例舉好多個事例。

1.作為固態(tài)電池電催化劑媒介或電催化劑

碳?xì)饽z以及復(fù)合型材料因具備比表面積大、光電催化性能平穩(wěn)及其導(dǎo)電率等特性，在固態(tài)電池中關(guān)鍵被做為電催化劑的媒介或立即做為電催化劑。

2.作為鉛酸蓄電池負(fù)級材料

在鉛酸蓄電池負(fù)級中引進(jìn)碳?xì)饽z（稱之為鉛碳充電電池）可降低負(fù)級的硫氰酸鉀化，提高正電荷接納工作能力，可減少電池充電工作電壓，進(jìn)而提高工作效率并降低正片的浸蝕增加循環(huán)系統(tǒng)使用壽命，提升儲能技術(shù)性能。

3.作為鋰電池的正級材料

在鋰電池的正級中添加碳?xì)饽z材料,可產(chǎn)生電容器性鋰電池，不在

明顯減少比能量的狀況下,可提升其比功率和使用壽命。

4.作為環(huán)境保護(hù)解決材料

目前的環(huán)?？萍荚诮鉀Q污水中的金屬離子時，般選用離子交換，加溫?fù)]發(fā)方式 ，反相滲入方式 ；與之對比，碳?xì)饽z開展電吸咐除去水溶液中的金屬離子具備許多點，包含能夠 再造、降低了二次污染，節(jié)省動能；高比表面積、低相對密度、良的有機(jī)化學(xué)可塑性、耐蝕性和高壓縮的結(jié)構(gòu)力學(xué)特點，根據(jù)對表層作用團(tuán)的裝飾可做為可選擇性油水分離器吸收劑，且能夠 根據(jù)水蒸氣蒸餾或點燃多次重復(fù)使用。集大孔、介孔和微孔板構(gòu)造能造成明顯的熱電子效用并提升光熱發(fā)電轉(zhuǎn)換高效率，碳?xì)饽z能夠 開展海水淡化設(shè)備、硬水軟化和廢水處理的材料。

5.作為催化劑媒介

高比表面積、高氣孔率、密度低且可靠性不錯的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是催化劑媒介的好材料之，要是把催化劑納米微粒合理地融合在碳?xì)饽z中，就可以作出小塊的催化劑材料。

6.作為生物醫(yī)療材料

碳?xì)饽z具備高氣孔率、微生物人體相溶性及可降解特點，因此在醫(yī)藥學(xué)行業(yè)具備普遍主要用途，可運用于確診劑、人工合成機(jī)構(gòu)、人造器官、人體器官部件等。非常適用藥品操縱釋放出來管理體系，可得到很高的藥品擔(dān)載量。

7.作為貯氫材料

碳?xì)饽z具備高比表面積、密度低、持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)且孔眼規(guī)格不大又與外部互通，在底壓標(biāo)準(zhǔn)下具備質(zhì)的吸、放氫性能,是現(xiàn)階段潛在性佳的納米技術(shù)碳基固體貯氫材料之。

國防及航空航天行業(yè)

與傳統(tǒng)式隔熱材料對比，納米技術(shù)孔氣凝膠非常隔熱材料可以用更加輕的品質(zhì)、更小

的容積做到等效電路的隔熱保溫實際效果。這特性使其在航空公司、航空航天主要用途具備至關(guān)重要的點。假如作為飛機(jī)發(fā)動機(jī)的隔熱保溫材料，既具有了很好的隔熱保溫功效，又緩解了柴油發(fā)動機(jī)的凈重。做為外太空探險專用工具和代步工具上的非常隔熱材料也是有非常好的應(yīng)用前景。

形象化地，碳?xì)饽z隔熱保溫性能很好，大家構(gòu)想，把硅氣凝膠和碳?xì)饽z融合起來，用以電冰箱和其他冷凍設(shè)備的隔熱保溫材料，實際效果定非常好。

三．石墨烯氣凝膠

期待用石墨烯殘片制做氣凝膠，可應(yīng)用般的做法，即“水溶液”-“匯集”-“干固”方式 ，可是該方式 不可以確保材料的樣子。

科技工作者想出去種簡易的做法：1）將石墨烯粉末狀、納米碳管與雙蒸水配出定濃度值的溶液；超聲波波動勻稱；2）在較高溫度下制取出石墨烯有機(jī)化學(xué)凝膠劑；3）將石墨烯有機(jī)化學(xué)凝膠劑放進(jìn)氫氧化鈉中侵泡；4）超低溫底壓干躁。那樣就獲得了較高彈力的石墨烯氣凝膠。

該方式 簡易宜行。要是更改器皿，就可以得到隨意樣子的“碳海綿”，能夠 規(guī)模性生產(chǎn)制造。

石墨烯氣凝膠有很高的延展性，被縮小80%后仍可恢復(fù)正常，相對密度僅為氣體的1/6。它除開氣凝膠特性，比表面積非常大、比例輕以外，還具備碳質(zhì)和石墨烯材質(zhì)的特點。因此會產(chǎn)生諸多的運用。

石墨烯氣凝膠對溶劑具備快、高的吸附性，是迄今已報導(dǎo)的吸油力大的材料。并且只去油不吸濕。假如把他們?nèi)鲈诤Ｆ矫嫔?，它可以把滲油快速地消化吸收進(jìn)去，再壓擠壓油分，材料又可以回收再利用。每克石墨烯氣凝膠能消化吸收900克的車用汽油，是解決水污染的去油武器。

石墨烯氣凝膠，可做為新式的汽體過慮材料，液體過慮材料。

石墨烯氣凝膠，用它做電解水的電級、電解法制氫氧化鈉的電級，做氫電池的電級，實際效果毫無疑問非常好。

石墨烯氣凝膠做超級電容的實際效果定非常好。

石墨烯氣凝膠做為碳質(zhì)的催化劑材料定很好。

石墨烯氣凝膠中假如充進(jìn)適度的鋰電池電解液，定能夠 做成新式充電鋰電池，它定具備儲容量大、內(nèi)電阻小、重量較輕、蓄電池充電能迅速、可重復(fù)應(yīng)用等出色特點。

石墨烯氣凝膠制成層析，從隔熱保溫視角能夠 作出保暖衣服褲子；改善其抗沖擊性能就可以制成防彈背心；定會有好實際效果。