آئروژل های سیلیکایی بر پایه سیلیکات سدیم و کاربرد آنها

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسنده

دانشگاه یزد

10.22034/ijche.2021.299801.1135

چکیده

آئروژل‌های سیلیکا، مواد نانو متخلخل متشکل از یک شبکه سه‌بعدی با ساختار حفرات باز و ویژگی‌های استثنایی مانند دانسیته کم، تخلخل زیاد، رسانایی حرارتی کم، سطح ویژه زیاد، ضریب شکست کم و انتقال نوری بالا هستند. این خواص منحصر به فرد، پتانسیل عظیمی را برای کاربردهای مختلف مانند مواد عایق، کاتالیزورها، اپتیکها، جاذب‌ها و سیستم های انتقال دارو فراهم می‌کند. روش متداول برای تهیه اینگونه مواد، فرآیند سل-ژل و به دنبال آن خشک کردن فوق بحرانی، خشک شدن در فشار محیط است. با درک بهتر پارامترهای فرایندی وابسته به هم مانند pH سل سیلیکا، زمان و دمای پیرسازی، شستشو، تبادل حلال، اصلاح سطحی و تنظیم این پارامترها می‌توان آئروژل‌هایی با کیفیت عالی بسته به کاربرد مورد نظر تولید کرد. در مطالعه حاضر، مروری بر تهیه آئروژل های سیلیکایی با استفاده از سیلیکات سدیم، سازوکار تشکیل ژل، اثر پارامترهای فرایندی بر ساختار حفرات و در نتیجه خواص آئروژل شده است. در نهایت مهمترین کاربردهای آئروژل سیلیکا در علوم مهندسی و پیشرفت‌های اخیر در این زمینه ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Silica aerosols based on sodium silicate and their application

چکیده [English]

Silica aerogels are nanoporous materials with an open-pore structure and interesting properties such as low density, high porosity, low thermal conductivity, high specific surface area, low refractive index and high optical transmission. These unique properties provide enormous potential for a variety of applications such as insulators, catalysts, optics, adsorbents and drug delivery systems. A common method for preparing silica aerogels is the sol-gel process, followed by supercritical drying/ ambient pressure drying. Better understanding of mutually dependent processing parameters and their adjustment such as type of precursor, molar ratio of components, pH of silica solution, aging and washing time, solvent exchange process and surface modification can produce good quality aerogels depending on their application. In the present study, a review on the preparation of silica aerogels using sodium silicate, the mechanism of gel formation and the effect of process parameters on the structure and their properties are presented. Finally, the most important applications of silica aerogel in engineering sciences and recent developments in this field are mentioned.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Silica aerogel, Sodium silicate, Sol-gel,, Properties &
  • Application