粉煤灰基气凝胶绿色制备的关键影响因素：优异综合性能与机理阐释

《Journal of Non-Crystalline Solids》：Key factors responsible for environment-friendly aerogel fabrication using fly ash: superior comprehensive performances and mechanism elaboration

本文系统研究了常压干燥法制备粉煤灰（FA）基气凝胶的工艺优化，通过XRD、BET等表征技术量化了老化时间（23.37%）、固液比（5.14%）和干燥温度（2.33%）对性能的影响权重，阐明了四阶段制备机理。所得气凝胶具备高孔隙率（95%）、大比表面积（781.9 m2/g）、低热导率（0.034 W/(m·K)）等优异特性，其碳排放（13.03 kg CO2/kg）和成本（22.08 USD/kg）显著低于商业气凝胶，为绿色建材规模化应用提供理论支撑。

　　

关键影响因素

气凝胶性能主要受老化时间（贡献度23.37%）、固液比（5.14%）和干燥温度（2.33%）影响。延长老化时间可促进凝胶网络内Si-O-Si键形成，充分去除杂质，从而提升骨架强度与稳定性。

结论

本研究优化了粉煤灰基气凝胶的绿色制备工艺，并阐明其四阶段机理：

1. 1.
   老化时间是决定气凝胶性能的核心参数；
2. 2.
   适当延长老化时间可显著改善微观结构和隔热性能；
3. 3.
   较低干燥温度（60°C）有利于减少结构收缩，保持孔隙完整性。