以煤矸石为原料制备Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶的工艺与性能

摘要

煤矸石作为固体废弃物虽然被用作发电燃料、煤矿填料与建筑材料,但其利用率仍然不高,如何提高煤矸石的高值化利用率成为了目前研究的热点。本文以山西煤矸石为原料,采用一步酸溶和溶胶-凝胶法,并经过常压干燥得到了Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶粉体。在溶剂置换与改性过程中引入超声波,研究了其对气凝胶的制备与性能的影响。采用BET、XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC及接触角测试对所得Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶粉体的结构与性能进行表征。结果表明,超声波的引入加快了反应速率,缩短了气凝胶的制备周期,所制备的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)气凝胶是一种具有纳米三维网络结构的介孔材料,堆积密度低至0.120 g/cm^(3),比表面积为635 m^(2)/g,高温下收缩性小于传统水玻璃制备的SiO_(2)气凝胶,并具有较好的疏水性。