A:23ml无水乙醇
20ml钛酸丁脂B:6ml无水乙醇
2ml乙酸
1.5ml浓盐酸
3ml蒸馏水预热到30?C100～140滴/min滴加控制在35?C-60?C之间123第30页，共61页，星期日，2025年，2月5日淡黄色透明冻状溶胶性能检测黄色干凝胶静置5—10min红外灯照射1—2h80?C恒温5h干凝胶粉末不同温度焙烧第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日一、溶胶－凝胶工艺流程（1）制取含金属醇盐和水的均相溶液；（2）制备溶胶；（3）溶胶凝胶转化（4）湿凝胶陈化；（5）凝胶的干燥；（6）对干凝结胶进行热处理。第三节溶胶－凝胶法制备工艺第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日醇盐溶胶-凝胶法基本工艺过程示意图金属醇盐、溶剂（甲醇、乙醇等）、水和催化剂（酸或弱碱）溶胶湿凝胶水解缩聚涂层、成纤、成型干燥干凝胶成品热处理陈化第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日（1）制取含金属醇盐和水的均相溶液原料的选择：醇盐、无机盐水溶剂催化剂及螯合剂添加剂第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日原料种类实例作用金属化合物金属醇盐M(OR)n〔Si(OC2H5)4、PO(OC2H5)3〕溶胶-凝胶法最合适的原料，提供金属元素金属乙酰丙酮盐Zn(COCH2COCH3)2金属醇盐的替代物金属有机酸盐醋酸盐（M(C2H3O2)n）〔Zn(CH3COO)2、Ba(HCOO)2〕、草酸盐〔M(C2O4)n-2〕金属醇盐的替代物水H2O水解反应的必须原料溶剂甲醇、乙醇、丙醇、丁醇（溶胶-凝胶主要的溶剂）、乙二醇、环氧乙烷、三乙醇胺、二甲苯等（溶解金属化合物）溶解金属化合物，调制均匀溶胶催化剂及螯合剂盐酸、Ｐ-甲苯磺酸、乙酸、琥珀酸、马来酸、硼酸、硫酸、硝酸、醋酸；氨水、氢氧化钠；EDTA和柠檬酸等金属化合物的水解催化或螯合作用添加剂水解控制剂乙酰丙酮等控制水解速度分散剂聚乙烯醇（PVA）等溶胶分散作用干燥开裂控制剂乙二酸草酸、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧杂环乙烷等防止凝胶开裂第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日（2）制备溶胶分散法：研磨、超声分散、胶溶（先沉淀后解凝））浓缩法：控制胶粒慢速成核和晶体生长控制沉淀过程直接获得溶胶改换介质法第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日（3）溶胶－凝胶的转化途径决定于胶粒间的作用力能否克服凝聚时的势垒作用溶剂挥发冷冻法加入非溶剂加入电解质利用化学反应产生不溶物法第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日（4）湿凝胶陈化聚合物聚集形成粒子簇的过程。Ostward熟化：凝胶在陈化的过程中，粒子的曲率半径不同，溶解度产生区别。陈化时间过短，颗粒尺寸分布不均匀；时间过长，粒子长大、团聚，不易形成超细结构。第38页，共61页，星期日，2025年，2月5日（5）湿凝胶体的干燥凝胶的干燥过程：持续的收缩和硬化产生应力破裂干燥初期，液相填充于凝胶孔中，无毛细管力；进一步蒸发,凝胶承受毛细管压力,将颗粒挤压在一起；凝胶中毛细孔孔径大小不匀,产生的毛细管压力的大小不等,造成的应力差导致凝胶开裂。第39页，共61页，星期日，2025年，2月5日凝胶开裂的诱因：毛细管作用力减少凝胶开裂的途径：(1)减小液相的表面张力；(2)使凝胶表面疏水；(3)增强凝胶的机械强度；(4)采用汽液界面消失的超临界干燥；(5)采用冷冻干燥法蒸发溶剂。第40页，共61页，星期日，2025年，2月5日保持凝胶原先的分散结构避免粒子的团聚和凝并防止材料基础粒子变粗防止比表面急剧下降防止孔隙大量减少超临界干燥技术在超临界状态下的流体，气-液界面消失，表面张力不复存在，凝胶毛细孔中不存在由表面张力产生的附加压力第41页，共61页，星期日，2025年，2月5日冷冻干燥技术基本原理：先使干燥的溶液喷雾在冷冻剂中冷冻，然后在低温低压下真空干燥，将溶剂升华除去，得到相应物质第42页，共61页，星期日，2025年，2月5日（6）凝胶体烧结过程目的：消除干凝胶中的气孔满足组成和显微结构的要求特点：较低的烧结温度第43页，共61页，星期日，2025年，2月5日2.1加水量的影响