凝胶干燥过程中由于分离张力毛细张力渗透张力,红宝石电解电容凝胶干燥过程
凝胶干燥过程中由于分离张力毛细张力渗透张力,红宝石电解电容凝胶干燥过程
红宝石电解电容凝胶的干燥是溶胶-凝胶工艺中至关重要而又较为困难的一步,因为凝胶在干燥过程中由于毛细张力、渗透张力、分离张力和湿度张力等作用易发生弯曲、变形和开裂,提高网络强度,改善气孔结构,降低干燥应力可以预防凝胶在干燥过程中碎裂,一般可采取措施:①改变合成条件或添加改性剂以增加凝胶的孔径,可以有效减小毛细张力;②添加表面活性剂使凝胶表面疏水;③通过溶剂置换使凝胶孔隙内液体变为表面张力小的液体,降低干燥时产生的应力;④采用干燥时间短的干燥方法,降低干燥应力的作用时间,超临界干燥 超临界干燥是研究的最早也是效果最好的一种方法,它使凝胶体系的温度、压力处于溶剂的临界点之上,形成超临界流体。这种流体具有很强的溶解低挥发性物质的能力,其密度和溶剂化能力接近液体,但扩散性能和黏度接近气体。由于气液界面的消失,避免了凝胶干燥过程中液体的表面张力对凝胶纳米网络结构的破坏作用,得到保持凝胶基本网络结构的气凝胶,但超临界干燥操作复杂,且价格昂贵,常压干燥 与超临界干燥过程相比,由于表面张力的存在,干燥后的凝胶往往孔隙率很小,密度较高。如果通过改变合成条件或添加有机改性剂增加凝胶的孔径,则可以有效减小干燥过程的毛细张力,减小干燥收缩率,得到孔隙率高、比表面积大的气凝胶,从而大大简化气凝胶制备工艺,降低其制备成本。常压干燥虽然会造成孔隙的收缩,但却是最简单经济的方法,红宝石电解电容冷冻干燥20世纪80年代末,Klvana等提出用冷冻干燥法干燥气凝胶类材料,是一种能避免气液界面明显的表面张力变化的方法,操作过程简单,成本低。该方法适用于粉末状气凝胶的干燥,当凝胶的溶剂含量较高时,冷冻过程中溶剂晶体的生长会破坏凝胶原有的网络结构。另外,干燥过程中小孔洞内的溶剂晶体熔化并蒸发,也会导致相应网络收缩、坍塌。对于块状的气凝胶,干燥后容易被碎化,红宝石电解电容只有在凝胶孔径大,固含量高且不要求保持原有形状的条件下,才适合用冷冻干燥法,高温炭化过程 有机气凝胶在惰性气氛下高温炭化后变成低电阻率的CRF,炭化后可以维持气凝胶稳定的网络结构。炭化过程就是一个高温裂解的过程,里面的官能团断裂,以气体形式散出,形成大量的新孔,使比表面积增大。炭化过程中,炭化温度、升温速率时间、载气流速都会影响炭化效果,对CRF的比表面积及结构产生影响,以至于影响其性能。
红宝石电解电容凝胶的干燥是溶胶-凝胶工艺中至关重要而又较为困难的一步,因为凝胶在干燥过程中由于毛细张力、渗透张力、分离张力和湿度张力等作用易发生弯曲、变形和开裂,提高网络强度,改善气孔结构,降低干燥应力可以预防凝胶在干燥过程中碎裂,一般可采取措施:①改变合成条件或添加改性剂以增加凝胶的孔径,可以有效减小毛细张力;②添加表面活性剂使凝胶表面疏水;③通过溶剂置换使凝胶孔隙内液体变为表面张力小的液体,降低干燥时产生的应力;④采用干燥时间短的干燥方法,降低干燥应力的作用时间,超临界干燥 超临界干燥是研究的最早也是效果最好的一种方法,它使凝胶体系的温度、压力处于溶剂的临界点之上,形成超临界流体。这种流体具有很强的溶解低挥发性物质的能力,其密度和溶剂化能力接近液体,但扩散性能和黏度接近气体。由于气液界面的消失,避免了凝胶干燥过程中液体的表面张力对凝胶纳米网络结构的破坏作用,得到保持凝胶基本网络结构的气凝胶,但超临界干燥操作复杂,且价格昂贵,常压干燥 与超临界干燥过程相比,由于表面张力的存在,干燥后的凝胶往往孔隙率很小,密度较高。如果通过改变合成条件或添加有机改性剂增加凝胶的孔径,则可以有效减小干燥过程的毛细张力,减小干燥收缩率,得到孔隙率高、比表面积大的气凝胶,从而大大简化气凝胶制备工艺,降低其制备成本。常压干燥虽然会造成孔隙的收缩,但却是最简单经济的方法,红宝石电解电容冷冻干燥20世纪80年代末,Klvana等提出用冷冻干燥法干燥气凝胶类材料,是一种能避免气液界面明显的表面张力变化的方法,操作过程简单,成本低。该方法适用于粉末状气凝胶的干燥,当凝胶的溶剂含量较高时,冷冻过程中溶剂晶体的生长会破坏凝胶原有的网络结构。另外,干燥过程中小孔洞内的溶剂晶体熔化并蒸发,也会导致相应网络收缩、坍塌。对于块状的气凝胶,干燥后容易被碎化,红宝石电解电容只有在凝胶孔径大,固含量高且不要求保持原有形状的条件下,才适合用冷冻干燥法,高温炭化过程 有机气凝胶在惰性气氛下高温炭化后变成低电阻率的CRF,炭化后可以维持气凝胶稳定的网络结构。炭化过程就是一个高温裂解的过程,里面的官能团断裂,以气体形式散出,形成大量的新孔,使比表面积增大。炭化过程中,炭化温度、升温速率时间、载气流速都会影响炭化效果,对CRF的比表面积及结构产生影响,以至于影响其性能。