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高性能常压干燥二氧化硅气凝胶块体的快速制备及调控机制综述报告
二氧化硅气凝胶是一种多孔的无机材料，具有较大的比表面积和极高的孔隙度。由于其优异的性能，如低热导率、高吸附性能和优秀的化学稳定性，被广泛应用于催化、吸附、隔热等领域。然而，传统的制备方法通常需要高温、常压或高压条件下制备，制备周期长且成本高。近年来，研究人员进行了大量的工作，以开发一种快速制备和调控二氧化硅气凝胶的方法。本文将综述目前常见的高性能常压干燥二氧化硅气凝胶块体的制备方法及其调控机制。
目前，常见的二氧化硅气凝胶制备方法包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、模板法等。其中，溶胶-凝胶法是一种常见且成熟的方法。该方法是在水/醇溶液中加入硅源（如TEOS）和催化剂，通过水解和缩聚反应形成胶体颗粒，然后经过凝胶和干燥等步骤制备气凝胶。然而，传统的溶胶-凝胶法需要长时间的干燥步骤，通常需要使用高温和高压条件下干燥。为了实现常压干燥，研究人员采用了各种改进的方法，如湿胶体法、冷冻干燥法和微波辐射干燥法等。这些方法在凝胶形成和硅源选择等方面进行了优化，实现了常压干燥。
除了制备方法的改进，调控二氧化硅气凝胶的性能也是研究人员关注的重点。其中，孔结构的调控是实现高性能的关键。常见的孔结构调控方法包括模板法、自组装法和渗透控制法等。模板法是使用有机或无机模板剂，在溶胶-凝胶体系中形成一定结构的孔道。自组装法是通过调控溶胶-凝胶体系中的相互作用力，实现孔隙结构的自组装。渗透控制法是通过调控凝胶体系中的剩余溶液，实现孔隙结构的调控。
此外，还可以通过添加掺杂剂或调控条件来改变二氧化硅气凝胶的性能。添加掺杂剂可以改变气凝胶的化学组成，例如掺入金属离子可以改变气凝胶的催化性能。调控条件，如溶液浓度、水解速度和凝胶温度等，也可以影响气凝胶的性能。
综上所述，通过改进制备方法和调控条件，研究人员已经取得了较多的进展，实现了高性能常压干燥二氧化硅气凝胶块体的快速制备及调控。未来的研究方向可朝着制备方法的简化、性能的进一步优化以及应用领域的拓展等方向进行。