常压干燥制备SiO2气凝胶工艺优化及隔热性能研究的开题报告.docx

常压干燥制备SiO2气凝胶工艺优化及隔热性能研究的开题报告
开题报告
题目：常压干燥制备SiO2气凝胶工艺优化及隔热性能研究
一、研究背景
随着人们对节能环保的要求越来越高，建筑节能是重要的一环。建筑外墙保温材料是常用的保温材料之一，它可以避免冬季室内热量流失，夏季室外高温热量流入，从而降低能源消耗。传统的建筑外墙保温材料主要有聚苯板、聚氨酯板等，但由于其易燃、易老化、难分解等缺点，日益受到人们的关注。近年来，SiO2气凝胶作为一种新型的建筑保温材料，由于其热传导率低、吸声性能好、耐火性能好等优点，逐渐受到人们的关注。
目前，制备SiO2气凝胶的方法主要有超临界干燥法、常压干燥法、加压干燥法等。在这些方法中，常压干燥法是最为简单、经济、易于控制的一种方法，因此被广泛应用于SiO2气凝胶的制备。然而，常压干燥法制备SiO2气凝胶过程中，产生的内部孔隙结构受到多种因素的影响，如醇/硅摩尔比、催化剂用量、水/硅摩尔比等，这些因素的优化和控制极大地影响了SiO2气凝胶的内部孔隙结构和性质。
因此，本研究旨在通过常压干燥法制备SiO2气凝胶，并在此基础上探究工艺条件对SiO2气凝胶内部孔隙结构和隔热性能的影响，为其在建筑保温领域的应用提供参考和支持。
二、研究目的和意义
研究的主要目的是通过常压干燥法制备SiO2气凝胶，并优化制备工艺，探究不同工艺条件对SiO2气凝胶内部孔隙结构和隔热性能的影响。具体的，研究目标如下：
1.制备SiO2气凝胶，确定其优化工艺条件。
2.通过扫描电子显微镜、透射电镜等手段，研究SiO2气凝胶的内部孔隙结构，探究不同工艺条件对SiO2气凝胶内部孔隙结构的影响。
3.通过热导率测试等手段，研究SiO2气凝胶的隔热性能，探究不同工艺条件对SiO2气凝胶隔热性能的影响。
4.为建筑保温领域的研究和应用提供可靠的实验数据和理论支持。
三、研究内容和方法
1.SiO2气凝胶的制备
以硅烷（TEOS）为原料，乙醇为溶剂，无铂催化剂进行水解缩合，制备出SiO2气凝胶。通过修改醇/硅摩尔比、催化剂用量、水/硅摩尔比等工艺条件，寻求制备SiO2气凝胶的最优工艺条件。
2.SiO2气凝胶的表征
（1）扫描电子显微镜（SEM）：观察样品表面形貌。
（2）透射电镜（TEM）：观察SiO2气凝胶内部孔隙结构。
（3）氮气吸附-脱附法（BET）：测量SiO2气凝胶的比表面积和孔径分布。
3.SiO2气凝胶的隔热性能测试
采用热导率计实验系统，测试SiO2气凝胶的热导率，计算其隔热性能。
四、预期成果
1.确定SiO2气凝胶常压干燥法的最优制备工艺条件。
2.探究不同工艺条件对SiO2气凝胶的内部孔隙结构和隔热性能的影响，并得出结论。
3.为建筑保温领域的研究和应用提供可靠的实验数据和理论支持。
五、进度安排
|任务|时间安排|
|------------------------------------|--------------------------|
|研究相关文献，准备开题报告|第1周|
|制备SiO2气凝胶，确定最优工艺条件|第2-6周|
|SiO2气凝胶内部孔隙结构表征|第7-8周|
|SiO2气凝胶隔热性能测试|第9-10周|
|实验数据处理，撰写毕业论文|第11-14周|
|论文修改及口头答辩|第15-16周|
六、预期经费
本研究中所需的经费包括化学试剂、设备使用费等，大约需要10,000元。