溶胶凝胶法的基本原理及应用.doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流溶胶。凝胶法的基本原理及应用【精品文档】第 2 页溶胶凝胶法的基本原理及应用现状溶胶凝胶法(S01Gel法，简称SG法)就是以无机物或金属醇盐作前驱体，在液相将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。溶胶凝胶法就是将含高化学活性组分的化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成的氧化物或其它化合物固体的方法。近年来，溶胶-凝胶技术在玻璃、氧化物涂层和功能陶瓷粉料，尤其是传统方法难以制备的复合氧化物材料、高临界温度(P)氧化物超导材料的合成中均得到成功的应 1基本原理S01Gel法的基本反应步骤如下：1)溶剂化：金属阳离子M”吸引水分子形成溶剂单元M(H20)：+，为保持其配位数，具有强烈释放H+的趋势。2)水解反应：非电离式分子前驱物，如金属醇盐M(OR)。与水反应。3)缩聚反应：按其所脱去分子种类，可分为两类 a)失水缩聚b)失醇缩聚 2.应用由于溶胶凝胶技术在控制产品的成分及均匀性方面具有独特的优越性，近年来已用该技术制成Lira02、“NbO，、PbTjO，、Pb(Zj孙)03和BaTjO，等各种电子陶瓷材料。特别是制备出形状各异的超导薄膜n0，高温超导纤维¨¨等。在光学方面该技术已被用于制备各种光学膜如高反射膜、减反射膜等和光导纤维、折射率梯度材料、有机染料掺杂型非线性光学材料等以及波导光栅、稀土发光材料等。在热学方面用该技术制备的SiO：一Ti0：玻璃非常均匀，热膨胀系数很小，化学稳定性也很好；已制成的InO，SnO：(ITO)大面积透明导电薄膜具有很好的热镜性能；制成的si02气凝胶具有超绝热性能等特点。4研究展望3.目前，对溶胶一凝胶法的研究主要集中在以下几个方面：1)在工艺方面值得进一步探索的问题：较长的制备周期；应力松弛，毛细管力的产生和消除，孔隙尺寸及其分布对凝胶干燥方法的影响；在凝胶干燥过程中加入化学添加剂的考察，非传统干燥方法探索；凝胶烧结理论与动力学以及对最佳工艺(干燥、烧结工艺)的探索。2)和自蔓延法连用制备常规方法较难制备的新型纳米材料。例如S01GeIEIsA(evaporati彻inducedse堆鹬sembly)制备一些具有纳米结构的功能性材料。随着人们对溶胶凝胶法的迸一步研究，溶胶凝胶法一定能得到更为广泛的应用，在各个方面取得更大的进展。