[发明专利]气凝胶

说明书

本发明涉及产生气凝胶及其复合材料的方法。特别地，本发明涉及产生二氧化硅气凝胶及其复合材料的方法。本发明还涉及掺杂的气凝胶和掺杂的二氧化硅气凝胶。该方法包括在气凝胶干燥工艺期间使用碱性溶液，并且特别是碱性水溶液。该方法比现有技术方法更能量有效且更便宜。

本发明涉及产生气凝胶及其复合材料的方法。特别地，本发明涉及产生二氧化硅气凝胶及其复合材料的方法。本发明还涉及掺杂的气凝胶和掺杂的二氧化硅气凝胶。该方法包括在气凝胶干燥工艺期间使用碱性溶液，并且特别是碱性水溶液。该方法比现有技术方法更能量有效且更便宜。

背景

二氧化硅气凝胶是具有高孔隙率和低密度的无机固体材料，并且它们是优异的热绝缘体。由于二氧化硅气凝胶的作为热绝缘体的突出的能力，其具有作为建筑材料的巨大的潜力。它们还在节能例如储存介质、催化等中具有许多民用应用(civil application)。

二氧化硅气凝胶首先被S.S.Kistler在1931年研究，他建议在硅胶的孔中通过气体代替液体，以针对毛细管作用保留凝胶多孔结构的固体多孔二氧化硅部分。二氧化硅气凝胶的常规合成使用干燥法并且需要高压和高温两者，所述干燥法包括通过二氧化碳的超临界流体替换凝胶的液体(Anderson等人，Hydrophobic silica aerogels prepared viarapid supercritical extraction.Journal of Sol-Gel Science and Technology,2010,53,199-207.)。此类工艺因此需要大量的能量。

在1989年，开发了用于产生二氧化硅气凝胶的冷冻干燥工艺(Klvana等人,A NewMethod of Preparation of Aerogel-Like Materials Using a Freeze-DryingProcess.Journal De Physique,50,1989,C429-C432；Egeberg和Engell,Freeze dryingof silica gels prepared from siliciumethoxid.Journal De Physique，50,1989，C423-C428)。然而，冷冻干燥方法需要使用低温，并且由于这个原因它们还是能量密集型工艺。