1、氣凝膠是一種由納米顆?；蚓酆衔锓肿酉嗷ソ宦摌嫵杉{米多孔骨架結構的固態(tài)材料，其獨有的納米尺度骨架與孔隙分布特征，賦予該材料優(yōu)異的熱物理性能，故在許多領域具有廣泛應用。然而，氣凝膠本征脆性在很大程度上限制了其廣泛應用，因此氣凝膠柔性化研究成為當前的一個科學熱點問題。本文采用二甲亞砜作為溶劑解決了甲基三甲氧基硅烷在水解縮聚過程中的相分離問題，揭示了二甲亞砜控制相分離的原理，制備出一種具有較高強度的柔性二氧化硅氣凝膠；在此基礎上以自制纖維素晶須

2、（MFC）為增強體，制備出一種高強輕質的SiO2/MFC柔性氣凝膠復合材料，解決了二氧化硅氣凝膠的脆性與纖維素氣凝膠抗壓強度低的問題；此外，針對耐高溫氧化鋁材料體系，制備出一種更高強度且具有各向異性微觀結構的羥乙基纖維素增強氧化鋁（Al2O3/HEC）的柔性氣凝膠復合材料。
　　基于前驅體在不同濃度二甲亞砜作用下硅烷醇聚合度改變影響相分離程度的原理，獲得甲基三甲氧基硅烷水解縮聚過程中相分離的有效控制技術。采用超臨界干燥的方法制備了

3、具有柔性的SiO2氣凝膠材料，揭示了二甲亞砜控制相分離的原理與規(guī)律。研究了二甲亞砜溶劑與催化劑氨水的含量對于凝膠時間以及氣凝膠微觀結構的影響規(guī)律。結果顯示柔性二氧化硅氣凝膠骨架由 Si-O與Si-C組成，Si-C的存在使氣凝膠兼?zhèn)淞耸杷耘c柔性。柔性二氧化硅氣凝膠的最佳配比 MTMS：DMSO：H2O：氨水：草酸（摩爾比）為1:6:8:0.05:0.6。其相組成為非晶態(tài)二氧化硅，增韌效果顯著，在50％范圍內可以實現彈性回復，壓縮力學性能

4、高達傳統(tǒng)二氧化硅氣凝膠四倍以上。室溫熱導率為0.0302W/（m·K），比表面積為458.4m2/g，疏水角為152°。二氧化硅氣凝膠在400℃由于有機基團裂解發(fā)生質量下降，而500℃之后氣凝膠的剩余質量趨于穩(wěn)定且大于80%。研究了二甲亞砜含量對于氣凝膠的比表面積和孔徑以及熱導率的影響規(guī)律，結果表明比表面積隨著溶劑含量的增加而升高，熱導率也隨之提高。
　　基于聚合物交聯柔性化氣凝膠的原理，在上述柔性SiO2氣凝膠材料中摻雜一定比例

5、的自制纖維素晶須，并采用超臨界干燥的方法制備了SiO2/MFC柔性復合氣凝膠材料。研究了纖維素的加入對氣凝膠比表面積和微觀結構的影響規(guī)律以及纖維素含量的改變對復合氣凝膠的物相組成和化學結構的影響。結果表明復合氣凝膠中仍然存在Si-C鍵，二氧化硅以非晶態(tài)的形式存在，而纖維素晶須主要為天然纖維素類型。復合氣凝膠內部網絡結構以二氧化硅顆粒為主體，纖維素晶須均布其中，形成交纏的纖維素網絡。氣凝膠結構具有良好的疏水性，疏水角隨著纖維素含量增加有一

6、定程度下降。與純柔性二氧化硅氣凝膠相比，纖維素的加入對于氣凝膠密度的影響較小，但是力學性能明顯提高，熱導率也有所提高。
　　基于微結構定向控制原理，針對耐高溫氧化鋁氣凝膠體系，摻雜長鏈的羥乙基纖維素，并采用液氮預凍的冷凍干燥方法制備出了各項異性的Al2O3/HEC柔性氣凝膠復合材料，得到了定向排列、層間相互關聯的有序片層結構。研究了不同方向上的力學和熱學性質，揭示了有序結構的形成原理以及纖維素含量的改變對氣凝膠微觀結構和性能的影響

7、規(guī)律。研究結果表明隨著纖維素含量的增加，片層結構間距變小，關聯形式發(fā)生改變。纖維素含量的改變對復合氣凝膠的物相組成和化學結構無明顯影響。復合氣凝膠以HEC纖維素為骨架，表面致密的附著勃姆石相的氧化鋁。這種復合氣凝膠在400℃以內保持一定的熱穩(wěn)定性。纖維素含量的變化對于Al2O3/HEC纖維素復合氣凝膠密度與壓縮性能的影響規(guī)律與 SiO2/MFC纖維素復合氣凝膠相同，但是具有不同的破壞形式。Al2O3/HEC柔性復合氣凝膠在定向排列方向上