添加环氧丙烷法常压干燥制备ZrO2气凝胶

郭兴忠 ,  颜立清 ,  杨辉 ,  李建 ,  李超宇 ,  蔡晓波

引用本文: 郭兴忠, 颜立清, 杨辉, 李建, 李超宇, 蔡晓波. 添加环氧丙烷法常压干燥制备ZrO2气凝胶[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10): 2478-2484. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110925 shu
Citation:  GUO Xing-Zhong, YAN Li-Qing, YANG Hui, LI Jian, LI Chao-Yu, CAI Xiao-Bo. Synthesis of Zirconia Aerogels by Ambient Pressure Drying with Propylene Oxide Addition[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(10): 2478-2484. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110925 shu

添加环氧丙烷法常压干燥制备ZrO2气凝胶

  • 基金项目:

    浙江省重点创新团队项目(2009R50010)资助 (2009R50010)

摘要: 以无机锆盐硝酸氧锆(ZrO(NO3)2·5H2O)为前驱体, 1,2-环氧丙烷(PO)为凝胶促进剂, 甲酰胺(FA)为干燥控制化学添加剂(DCCA), 采用溶胶-凝胶法并通过常压干燥制备了轻质二氧化锆(ZrO2)气凝胶, 利用差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附等测试技术对所制得的ZrO2气凝胶进行了表征. 结果表明: 添加环氧丙烷常压干燥制得的ZrO2气凝胶具有纳米尺寸的多孔网络结构, 表观密度可低至202.08 kg·m-3, 比表面积可高达645.0 m2·g-1, 与超临界干燥效果相当. 环氧丙烷因其环氧原子的强亲核性和不可逆的开环反应, 可促进凝胶化, 并通过环氧丙烷的量控制反应过程和凝胶状态.

English

    1. [1]

      (1) Hasegawa, T.; Hashimoto, O.; Nagae, T.; Sekimoto, M. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A 1994, 342, 383.  (1) Hasegawa, T.; Hashimoto, O.; Nagae, T.; Sekimoto, M. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A 1994, 342, 383.  

    2. [2]

      (2) Burchell, M.J.; Fairey, S.A.J.; Foster, N.J.; Cole, M. J. Planet. Space Sci. 2009, 57, 58.  (2) Burchell, M.J.; Fairey, S.A.J.; Foster, N.J.; Cole, M. J. Planet. Space Sci. 2009, 57, 58.  

    3. [3]

      (3) Ackerman,W.C.; Vlachos, M.; Rouanet, S.; Fruendt, J. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285, 264.  (3) Ackerman,W.C.; Vlachos, M.; Rouanet, S.; Fruendt, J. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285, 264.  

    4. [4]

      (4) Hostler, S.R.; Abramson, A.R.; Gawryla, M.D.; Bandi, S.A.; Schiraldi, D.A. Int. J. Heat Mass Transfer 2009, 52, 665.  (4) Hostler, S.R.; Abramson, A.R.; Gawryla, M.D.; Bandi, S.A.; Schiraldi, D.A. Int. J. Heat Mass Transfer 2009, 52, 665.  

    5. [5]

      (5) Maury, S.; Buisson, P.; Perrard, A.; Pierre, A.C. J. Mol. Catal. B- Enzym. 2004, 29, 133.  (5) Maury, S.; Buisson, P.; Perrard, A.; Pierre, A.C. J. Mol. Catal. B- Enzym. 2004, 29, 133.  

    6. [6]

      (6) Smirnova, A.;Wender, T.; berman, D.; Hu, Y. L.; Aindow, M.; Rhine,W.; Sammes, N.M. Int. J. Hydrog. Energy 2009, I, 6.(6) Smirnova, A.;Wender, T.; berman, D.; Hu, Y. L.; Aindow, M.; Rhine,W.; Sammes, N.M. Int. J. Hydrog. Energy 2009, I, 6.

    7. [7]

      (7) Gerlach, R.; Krau?, O.; Fricke, J.; Eccardt, P. C.; Kroemer, N.; Ma ri, V. J. Non-Cryst. Solids 1992, 145, 227.  (7) Gerlach, R.; Krau?, O.; Fricke, J.; Eccardt, P. C.; Kroemer, N.; Ma ri, V. J. Non-Cryst. Solids 1992, 145, 227.  

    8. [8]

      (8) Krau?, O.; Gerlach, R.; Fricke, J. Ultrasonics 1994, 32, 217.  (8) Krau?, O.; Gerlach, R.; Fricke, J. Ultrasonics 1994, 32, 217.  

    9. [9]

      (9) Li,W. C.; Probstie, H.; Fricke, J. J. Non-Cryst. Solids 2003, 325, 1.  (9) Li,W. C.; Probstie, H.; Fricke, J. J. Non-Cryst. Solids 2003, 325, 1.  

    10. [10]

      (10) Jang, K. J.; Kim K. J. J. Vac. Sci. Technol. A 1992, 10, 1152.  (10) Jang, K. J.; Kim K. J. J. Vac. Sci. Technol. A 1992, 10, 1152.  

    11. [11]

      (11) Bedilo, A. F.; Klabunde, K. J. Nanostruct. Mater. 1997, 8, 119.  (11) Bedilo, A. F.; Klabunde, K. J. Nanostruct. Mater. 1997, 8, 119.  

    12. [12]

      (12) Sun, Q.; Zhang, Y. L.; Deng, J. F.; Chen, S. Y.;Wu, D. Appl. Catal. A 1997, 152, L165.(12) Sun, Q.; Zhang, Y. L.; Deng, J. F.; Chen, S. Y.;Wu, D. Appl. Catal. A 1997, 152, L165.

    13. [13]

      (13) Wu, Z. G.; Zhao, Y. X.; Xu, L. P.; Liu. D. S. J. Non-Cryst. Solids 2003, 330, 274.  (13) Wu, Z. G.; Zhao, Y. X.; Xu, L. P.; Liu. D. S. J. Non-Cryst. Solids 2003, 330, 274.  

    14. [14]

      (14) Chervin, N. C.; Clapsaddle, J. B.; Chiu,W. H.; et al. Chem. Mater 2005, 17, 3345.  (14) Chervin, N. C.; Clapsaddle, J. B.; Chiu,W. H.; et al. Chem. Mater 2005, 17, 3345.  

    15. [15]

      (15) Sui, R. H.; Rizkalla, A. S.; Charpentier, P. A. Langmuir 2006, 22, 4390.  (15) Sui, R. H.; Rizkalla, A. S.; Charpentier, P. A. Langmuir 2006, 22, 4390.  

    16. [16]

      (16) Stocker, C.; Baiker. A. J. Non-Cryst. Solids 1998, 223, 165.  (16) Stocker, C.; Baiker. A. J. Non-Cryst. Solids 1998, 223, 165.  

    17. [17]

      (17) Signoretto, M.; Oliva, L.; Pinna, F.; Strukul, G. J. Non-Cryst. Solids 2001, 290, 145.  (17) Signoretto, M.; Oliva, L.; Pinna, F.; Strukul, G. J. Non-Cryst. Solids 2001, 290, 145.  

    18. [18]

      (18) Kalies, H.; Pinto, N.; Pajonk, G. M.; Bianchi, D. Appl. Catal. A 2000, 202, 197.  (18) Kalies, H.; Pinto, N.; Pajonk, G. M.; Bianchi, D. Appl. Catal. A 2000, 202, 197.  

    19. [19]

      (19) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. J. Mol. Catal. (China) 1994, 8, 263.(19) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. J. Mol. Catal. (China) 1994, 8, 263.

    20. [20]

      [相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 分子催化, 1994, 8, 263.][相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 分子催化, 1994, 8, 263.]

    21. [21]

      (20) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. J. Fuel Chem. Technol. 1994, 22, 119.(20) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. J. Fuel Chem. Technol. 1994, 22, 119.

    22. [22]

      [相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 燃料化学学报, 1994, 22, 119.][相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 燃料化学学报, 1994, 22, 119.]

    23. [23]

      (21) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. J. Fuel Chem. Technol. 1994, 22, 125.(21) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. J. Fuel Chem. Technol. 1994, 22, 125.

    24. [24]

      [相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 燃料化学学报, 1994, 22, 125.][相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 燃料化学学报, 1994, 22, 125.]

    25. [25]

      (22) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 1995, 11, 46.(22) Xiang, H.W.; Zhong, B.; Peng, S. Y.;Wu, D.; Fan,W. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 1995, 11, 46.

    26. [26]

      [相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 物理化学学报, 1995, 11, 46.][相宏伟, 钟炳, 彭少逸, 吴东, 范文浩. 物理化学学报, 1995, 11, 46.]

    27. [27]

      (23) Wu, Z. G.; Zhao, Y. X.; Liu, D. S. J. Funct. Mater. 2004, 35, 389.(23) Wu, Z. G.; Zhao, Y. X.; Liu, D. S. J. Funct. Mater. 2004, 35, 389.

    28. [28]

      [武志刚, 赵永祥, 刘滇生. 功能材料, 2004, 35, 389.][武志刚, 赵永祥, 刘滇生. 功能材料, 2004, 35, 389.]

    29. [29]

      (24) Bai, L. H.; Ma, H. X.; Gao, C. G.; Zhao, Y. X. J. Mol. Catal. (China) 2006, 20, 539.(24) Bai, L. H.; Ma, H. X.; Gao, C. G.; Zhao, Y. X. J. Mol. Catal. (China) 2006, 20, 539.

    30. [30]

      [白利红, 马宏勋, 高春光, 赵永祥. 分子催化, 2006, 20, 539.][白利红, 马宏勋, 高春光, 赵永祥. 分子催化, 2006, 20, 539.]

    31. [31]

      (25) Haranath, D.; Rao V.;Wagh P. B. J J. Porous Mater. 1999, 6, 55.  (25) Haranath, D.; Rao V.;Wagh P. B. J J. Porous Mater. 1999, 6, 55.  

    32. [32]

      (26) Xu, Z. J.; Gan, L. H.; Pang, Y. C.; Chen, L.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 221.(26) Xu, Z. J.; Gan, L. H.; Pang, Y. C.; Chen, L.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2005, 21, 221.

    33. [33]

      [徐子颉, 甘礼华, 庞颖聪, 陈龙武. 物理化学学报, 2005, 21, 221.][徐子颉, 甘礼华, 庞颖聪, 陈龙武. 物理化学学报, 2005, 21, 221.]

    34. [34]

      (27) Haereid, S.; Dahle, M.; Lima, S.; Einarsrud, M. A. J. Non-Cryst. Solids 1995, 186, 96.  (27) Haereid, S.; Dahle, M.; Lima, S.; Einarsrud, M. A. J. Non-Cryst. Solids 1995, 186, 96.  

    35. [35]

      (28) Einarsrud, M. A.; Nilsen, E.; Rigacci, A.; Pajonk, G. M.; Buathier, S.; Valette, D.; Durant, M.; Chevalier, B.; Nitz, P.; Ehrburger-Dolle, F. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285, 1.  (28) Einarsrud, M. A.; Nilsen, E.; Rigacci, A.; Pajonk, G. M.; Buathier, S.; Valette, D.; Durant, M.; Chevalier, B.; Nitz, P.; Ehrburger-Dolle, F. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285, 1.  

    36. [36]

      (29) Gash, A. E.; Tillotson, T. M.; Satcher Jr., J. H.; Hrubesh, L.W.; Simpson, R. L. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285, 22.  (29) Gash, A. E.; Tillotson, T. M.; Satcher Jr., J. H.; Hrubesh, L.W.; Simpson, R. L. J. Non-Cryst. Solids 2001, 285, 22.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1152
  • 文章访问数:  4193
  • HTML全文浏览量:  156
文章相关
  • 发布日期:  2011-09-27
  • 收稿日期:  2011-05-25
  • 网络出版日期:  2011-07-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章