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超臨界氣凝膠干燥裝置可以制得多種氣凝膠

更新時間:2023-12-09   |  點擊率:1244
  超臨界氣凝膠干燥裝置是先實現(xiàn)批量制備氣凝膠技術(shù),已經(jīng)較為成熟,也是目前國內(nèi)外氣凝膠企業(yè)采用較多的技術(shù)。超臨界干燥旨在通過壓力和溫度的控制,使溶劑在干燥過程中達(dá)到其本身的臨界點,形成一種超臨界流體,處于超臨界狀態(tài)的溶劑無明顯表面張力,從而可以實現(xiàn)凝膠在干燥過程中保持完好骨架結(jié)構(gòu)。
 
  干燥介質(zhì)在超臨界狀態(tài)下進(jìn)入被干燥物內(nèi)部與溶劑分子發(fā)生溫和、快速地交換,將溶劑替換出來。然后通過改變操作參數(shù)(溫度、眼里)將流體從超臨界態(tài)變?yōu)闅怏w,從被干燥原料中釋放出來,達(dá)到干燥的效果。使用超臨界氣凝膠干燥裝置進(jìn)行干燥的物質(zhì)不會發(fā)生收縮、碎裂,能夠在很大程度上保持被干燥物的結(jié)構(gòu)與狀態(tài),有效防止物料的的團(tuán)聚、凝并。
 
  超臨界氣凝膠干燥裝置可以制得以下這些氣凝膠:
 
  1、Fe2O3-SiO2二元氣凝膠:研究者以正硅酸乙酯、硝酸鐵水溶液、乙醇為原料,按一定比例直接制得醇凝膠,用高溫超臨界有機(jī)溶劑干燥法干燥醇凝膠得到Fe2O3-SiO2二元氣凝膠,經(jīng)TEM分析,該氣凝膠粒子直徑約8nm,粒子分散均勻,基本呈球狀。
 
  2、Al2O3氣凝膠:研究者以鋁溶膠、無水乙醇為原料制得醇凝膠,再將所得凝膠置于密閉高壓萃取釜中,通入超臨界二氧化碳(溫度55℃,壓力20MPa)萃取醇凝膠內(nèi)的乙醇,萃取進(jìn)行4h;在分離釜已觀察不到乙醇后,繼續(xù)干燥1h,再緩慢放氣至常壓得到Al2O3氣凝膠。整個干燥過程僅為液態(tài)CO2置換超臨界干燥法所需時間的7%。
 
  3、TiO2氣凝膠:研究者以鈦酸四丁酯、水、乙醇為原料制得醇凝膠,再用液態(tài)CO2進(jìn)行溶劑替換,替換時間為90h,低溫超臨界CO2干燥控制條件是:T=42℃、P=9.0MPa、t=6h,最后制得TiO2氣凝膠,并通過XRD、BET、TEM等方法對所得產(chǎn)品進(jìn)行了表征,制備的TiO2氣凝膠具有很高的比表面積(488m2/g),平均粒徑為4.6nm。

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