ساخت ایروژل سیلیکای آب‌دوست و آب‌گریز با روش خشک کردن در فشار محیط و بررسی خواص ساختاری آنها ‏

در این تحقیق، ایروژل سیلیکا با روش سل ژل و خشک کردن در دمای محیط و با پیش مادۀ سدیم سیلیکات ساخته شده است. ایروژل تهیه شده با این روش، فوق آب گریز است. برای آب دوست کردن آن، نمونۀ تهیه شده در دمای 400 درجۀ سانتی گراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. ساختار نمونه های تهیه شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب و واجذب گاز نیتروژن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی خاصیت آب دوستی و آب گریزی نمونه ها، آزمایش سطح تماس قطرۀ آّب انجام شده است. پیوندهای شیمیایی نمونه های تهیه شده با استفاده از طیف‌سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه مورد مطالعه قرار گرفته شد. نتایج نشان دادندکه با آب دوست شدن ایروژل سیلیکا، اندازۀ ذرات تشکیل دهندۀ آن بزرگ‌تر شده و توزیع اندازۀ حفره های آن کمتر می شود. زاویۀ تماس قطرۀ آب با سطح نمونۀ فوق آب گریز  170 درجه است. این عدد برای نمونۀ آب دوست به 51 درجه می رسد. نتایج این تحقیق در مقایسه با نتایج تحقیقات مشابه، بهبود در خاصیت آب گریزی و حجم کلی قطر حفره و قطر میانگین را برای نمونۀ فوق آب گریز نشان می دهد. در این تحقیق برای اولین بار اندازۀ ذرات ایروژل سیلیکای آب دوست و آب گریز با استفاده از نرم افزار دیجیمایزر اندازه گیری شده است.

Fabrication of hydrophilic and hydrophobic silica aerogel by drying‎ at ambient pressure and their structural properties

In this research, silica aerogel was made by solgel method with sodium silicate precursor ‎and drying at ambient temperature. The silica aerogel prepared by this method is ‎superhydrophobic. To make it hydrophilic, the sample was heated at 400 °C for 2 h. The ‎structure of the samples was studied using Xray diffraction, scanning electron microscopy, ‎adsorption and desorption of nitrogen gas. To investigate the hydrophilicity and ‎hydrophobicity of the samples, the water droplet contact surface test was performed. The ‎chemical bonds of the prepared samples were studied using Fourier transform infrared ‎spectroscopy. The overall results showed that the size of the particles and the pores increase ‎and become smaller, respectively when the hydrophilicity of the silica aerogel sample ‎changes to the hydrophobic sample. The angle of contact of the water droplet with the ‎surface of the hydrophobic sample is 170°, while reaches to 51° for the hydrophilic sample‎.