气凝胶的分类与制备方法介绍

气凝胶，英文aerogel又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。

气凝胶按其组分，可分为单组分气凝胶，如SiO2，Al2O3，TiO2，炭气凝胶（有机气凝胶炭化后得到）等；多组分气凝胶，如SiO2/Al2O3，SiO2/TiO2等。最典型的研究最多的气凝胶是单组份的SiO2气凝胶和炭气凝胶（有机气凝胶）。

目前 SiO2气凝胶的制备方法主要包括超临界干燥和常压干燥两种方式。

1、超临界干燥

超临界法制备的 SiO2气凝胶性能较为优异，设备复杂昂贵、干燥工艺耗能高。随着近年国产设备制造水平的提升，超临界法制备气凝胶的成本逐步降低，设备的可靠性大幅提升，这让此方法的实用性大大增加。

由我司自主研发的超临界干燥仪具有工艺流程控制精准，实验效果佳，集成化程度高，外观精美等优点，走在国产化仪器前段，极大程度的实现了进口仪器平替化。

2、常压干燥

常压干燥制备 SiO2气凝胶无需大量设备，可操作性强、安全环保，为SiO2气凝胶的大规模工业化生产提供了可能；但目前报道的常压制备工艺繁琐，以水玻璃作为前驱体为例，依次顺序涉及离子置换、溶胶-凝胶过程、表面疏水化修饰、多梯度溶剂置换、干燥等过程，其生产制备周期耗时长，并且生产中耗费大量溶剂，且多种溶剂混合，回收分离困难，增加了产品的成本，从而限制了气凝胶的工业化大规模制备和广泛应用。