一、氣凝膠的制備方法有哪些
氣凝膠的制備過(guò)程主要分為兩步:第一步為通過(guò)溶膠-凝膠過(guò)程制的凝膠;第二步則是通過(guò)一定的干燥方法將凝膠內(nèi)的液態(tài)物質(zhì)替換為氣態(tài)從而制得氣凝膠。
在溶膠凝膠過(guò)程中,通過(guò)控制溶液的水解和縮聚反應(yīng)條件,在溶體內(nèi)形成不同結(jié)構(gòu)的納米團(tuán)簇,團(tuán)簇之間的相互粘連形成凝膠體,而在凝膠體的固態(tài)骨架周?chē)鷦t充滿化學(xué)反應(yīng)后剩余的液態(tài)試劑。
在干燥階段中,由于液體表面張力的存在,氣凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)很容易被破壞。目前,氣凝膠常用的干燥方法主要分為4類(lèi):超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥及常壓干燥。
超臨界干燥法是指將干燥溶劑的溫度、壓強(qiáng)均提升至其超臨界點(diǎn)以上,從而消除凝膠孔洞內(nèi)的氣液界面,是對(duì)樣品進(jìn)行干燥的方法。
亞臨界干燥則是將干燥試劑的溫度、壓強(qiáng)均提升至其超臨界點(diǎn)之下對(duì)樣品進(jìn)行干燥。與超臨界干燥相比,亞臨界干燥的危險(xiǎn)程度相對(duì)較低。
冷凍干燥也常常被用于制備氣凝膠,它是一種通過(guò)冷凍凝膠孔洞內(nèi)的液體,進(jìn)而使其在真空條件下升華從而制得氣凝膠的方法。
常壓干燥是四種常見(jiàn)的干燥方法中操作最簡(jiǎn)單、使用最經(jīng)濟(jì)的方法。它不需要超臨界干燥所使用的高壓釜及成本高昂的超臨界干燥試劑,但需要漫長(zhǎng)的溶劑替換過(guò)程,從而避免在干燥過(guò)程中凝膠吸水以及氣液界面張力對(duì)凝膠骨架造成變形甚至破壞。
二、氣凝膠的簡(jiǎn)單做法
1、首先制作氣凝膠需要材料凝膠球和氧化鋁晶體,凝膠球其實(shí)在許多地方都能夠找到,可以在極光號(hào)附近轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。
2、凝膠球靠近看是表面有許多紫色小光點(diǎn)的小球,用小刀收下來(lái)。
3、在水里放上地基和室外種植箱,把凝膠球種子種上去,不久就有足夠的凝膠球材料可以使用了。
4、氧化鋁晶體比較好找,一般能連續(xù)找到好幾個(gè)。
5、打開(kāi)工作臺(tái),最后就可以用凝膠球和氧化鋁晶體完成氣凝膠的合成了。