超临界干燥技术制备超低密度气凝胶研究

以三醋酸纤维素(TAC)为原料,通过热致凝胶工艺形成TAC湿凝胶,采用超临界二氧化碳(CO2)干燥,成功制备了密度在5-50mg/cm3的TAC气凝胶。

研究结果表明,采用超临界干燥工艺制备的TAC气凝胶,在干燥过程中的体积收缩率随着密度的增加而减小。

扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,采用超临界干燥工艺制备的气凝胶具有细小的微孔结构、微观结构更加均匀。

TAC气凝胶均具有由直径约为30纳米的纤维丝交错形成具有纳米孔洞的三维网络微结构,比表面积229㎡/g至459㎡/g。

气凝胶的典型特征：
1. 半透明/雾状外观：常见二氧化硅气凝胶呈现淡蓝色或乳白色半透明状。
2. 超轻质地：密度仅为空气的3倍，可放置在花朵上而不压弯花瓣。
3. 多孔结构：在高倍显微镜下可见纳米级三维网状结构。
4. 固态烟效果：因其极低密度，光线散射后类似凝固的烟雾。