Độ rỗng được kiểm soát bằng hóa học trong aeroglass silica

Springer Science and Business Media LLC - Tập 2 - Trang 59-72 - 1995
A. Taylor1, P. A. Sermon1
1Solids and Surfaces Research Group, Chemistry Department, Brunel University, Uxbridge, UK

Tóm tắt

Mối quan hệ giữa thành phần ban đầu và cấu trúc lỗ rỗng cuối cùng đã được khảo sát bằng cách thay đổi lượng metanol và nước ban đầu so với tiền chất silica. Các gel được làm khô dưới các điều kiện phân cực siêu tới chất lỏng giữa các lỗ để tạo ra aeroglasses. Cấu trúc của những vật liệu này đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng phương pháp hấp phụ nitrogen và phép đo độ rỗng bằng sự xâm nhập của thủy ngân. Yếu tố thành phần chính quyết định cấu trúc của vật liệu sol-gel là lượng nước tương đối. Một yếu tố thứ cấp nhưng rất quan trọng là độ pha loãng tương đối của silane trong dung môi alcohol. Việc tăng độ pha loãng này đã cho thấy ảnh hưởng đến hình dạng của đường đẳng nhiệt, và phân bố kích thước lỗ rỗng được tính toán từ các nhánh hấp phụ và desorption. Khi độ pha loãng tăng lên, đường kính lỗ rỗng cho thấy xu hướng tăng chung. Điều này liên quan đến mức độ tách biệt phân tử giữa các loài ngưng tụ. Mối quan hệ giữa diện tích bề mặt và độ pha loãng không rõ ràng; diện tích BET ước tính thường giảm với độ pha loãng tăng, với một khả năng cao nhất ở độ pha loãng R A=2 (trong đó R A là tỷ lệ mol giữa alcohol và silane). Đã cho thấy rằng có những mối liên hệ chặt chẽ giữa hóa học sol-gel ban đầu và cấu trúc lỗ rỗng cuối cùng của aeroglasses. Việc điều chỉnh các tham số tổng hợp khác nhau do đó cho phép kiểm soát hình thái cuối cùng.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

P.F. James, J. Non-Cryst. Solids 100, 93–114 (1988).

L.W. Kelts et al., J. Non-Cryst. Solids 83, 353–374 (1986).

P.J. Davis et al., J. Non-Cryst. Solids 142, 189–196 (1992).

P.J. Davis et al., J. Non-Cryst. Solids 142, 197–207 (1992).

J.F. Quinson et al., J. Non-Cryst. Solids 113, 14–20 (1989).

T. Woignier et al., J. Non-Cryst. Solids 147(8), 672–680 (1992).

I. Artaki et al., Science of Ceramic Chemical Processing, edited by L.L. Hench and D.R. Ulrich, (Wiley 1986).

G.W. Scherer, J. Am. Ceram. Soc. 73(1), 3–14 (1990).

T. Woignier et al., J. Non-Cryst. Solids 145, 25–32 (1992).

C.J. Brinker, J. Non-Cryst. Solids 100, 31–50 (1988).