许维维 杜 艾 唐 俊 陈 珂 邹丽萍 张志华 沈 军 周 斌

(同济大学物理科学与工程学院,上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海200092)

快速制备高掺杂CuO/SiO2复合气凝胶

许维维 杜 艾*唐 俊 陈 珂 邹丽萍 张志华 沈 军 周 斌*

(同济大学物理科学与工程学院,上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室,上海200092)

通过环氧丙烷预反应法,以乙腈为溶剂快速制备了高掺杂的氧化铜/二氧化硅复合气凝胶.在典型的合成过程中,将正硅酸甲酯(TMOS)、乙腈、去离子水和环氧丙烷混合进行预反应,然后将该溶液与氯化铜的乙腈-水溶液混合并添加环氧丙烷,在35°C烘箱中静置0.5 h后转化为湿凝胶,再经过CO2超临界流体干燥和热处理即可获得黑色块状CuO/SiO2复合气凝胶.最终气凝胶样品密度约为180 mg·cm-3,比表面积高达625 m2· g-1,平均掺杂比为19.91%±2.42%(Cu:Si摩尔比),压缩模量为1.639 MPa,具有成型性好、分散均匀等优点,是良好的背光源靶材料.本论文还通过对比实验对凝胶化过程的机理进行分析,结果表明,通过改变溶剂和采用环氧丙烷预催化均衡了两种不同前驱体的反应速率,实现了共凝胶的目的.此外,该方法还有望为其它金属氧化物/二氧化硅复合气凝胶的制备提供新思路.

预反应;高掺杂;氧化铜;复合气凝胶;环氧丙烷;共凝胶

1 引言

气凝胶是一种由纳米量级的胶体粒子或高聚物分子聚集而成的纳米多孔三维网络结构材料,因其特殊的性能从而在很多领域得到广泛应用.1例如, Al2O3、Cr2O3和TiO2等金属氧化物……