還原氧化石墨烯-二氧化硅復(fù)合氣凝膠的合成與性能

連文賢, 劉瑋欣, 銀 波,2, 張 潔, 劉興平,2, 唐韶坤

還原氧化石墨烯-二氧化硅復(fù)合氣凝膠的合成與性能

連文賢1, 劉瑋欣1, 銀 波1,2, 張 潔1, 劉興平1,2, 唐韶坤1

(1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院綠色合成與轉(zhuǎn)化教育部重點實驗室, 天津 300072;2. 新特能源股份有限公司, 新疆 烏魯木齊 831499)

針對傳統(tǒng)二氧化硅氣凝膠在實際應(yīng)用中存在的強度低、易吸水、各項性能難以兼顧等問題，以乙二胺(EDA)還原改性的氧化石墨烯氣凝膠作為增強材料，以六甲基二硅氮烷(HMDS)作為疏水改性劑，以四乙氧基硅烷(TEOS)作為硅源，將二氧化硅前驅(qū)體溶液浸漬到還原氧化石墨烯氣凝膠(rGOA)中，通過溶膠-凝膠法進而冷凍干燥獲得還原氧化石墨烯-二氧化硅復(fù)合氣凝膠(rGOSA)。考察rGOA負(fù)載量對rGOSA的微觀結(jié)構(gòu)及其物化性能等的影響。結(jié)果表明：rGOSA表現(xiàn)出更強的熱穩(wěn)定性和疏水性，具有良好的機械性能和隔熱性能。熱分解溫度高達400 ℃，水接觸角高達143°，應(yīng)變50% 時的抗壓強度為0.328 MPa，導(dǎo)熱系數(shù)低至0.039 0 W×(m×K)-1(30 ℃)。

二氧化硅氣凝膠；還原氧化石墨烯；熱穩(wěn)定性；疏水性；機械性能；隔熱性能

1 前 言

近年來，隨著全球氣候變暖問題日益突出和化石能源的日益緊缺，節(jié)能減排顯得尤為重要，采用保溫隔熱材料是主要的節(jié)能手段之一。然而，傳統(tǒng)的隔熱材料因?qū)嵯禂?shù)偏高而無法滿足建筑等領(lǐng)域更高的節(jié)能要求。因此，開發(fā)和應(yīng)用環(huán)保高效的隔熱材料具有重要的社會意義和經(jīng)濟價值[1-2]。二氧化硅(SiO2)氣凝膠作為新型隔熱材料，具有低密度、低導(dǎo)熱系數(shù)和高比表面積等優(yōu)點[3]。……