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随着社会的不断进步,经济的快速发展,能源消耗随之增多,其中建筑能耗占据全球总能耗的10%以上,建筑能耗如此之大,这对环境也造成了严重的影响。而建筑能耗的一半以上又是由于建筑玻璃和墙体材料的保温隔热效果差所导致的。因此,研发具有导热系数低、视密度低、不燃烧、耐久性好等优良性能的建筑保温隔热材料是当今节能降耗的重要课题。本论文以价廉的硅酸盐为原料,采取水热合成及与微波辅助发泡等方法制备了几种块状保温隔热材料,通过控制反应条件调控块状保温隔热材料的孔结构、孔容、孔隙率、视密度等参数提高其保温隔热性能,主要研究内容及结果如下:1、以二氧化硅,氧化钙和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为主要原料,将混合浆料进行行星式高能球磨,再经过水热反应条件,然后在常压下干燥制得了块状硅酸钙保温隔热材料。研究表明,二氧化硅的种类对避免该块状硅酸钙保温隔热材料在干燥过程因孔结构坍塌引起的体积收缩起着非常重要的作用,当商品用硅胶粉中二氧化硅与自制湿硅胶中二氧化硅的摩尔比为3:1时,可以避免干燥过程的体积大幅收缩;OP-10的添加可以提高块状硅酸钙保温隔热材料的孔容。XRD、SEM、TEM、AFM等研究表明,该块状硅酸钙保温隔热材料是由具有白硅钙石(gyrolite)结构、且可以通过超声处理剥离成厚度仅为1.23 nm的超薄介孔纳米片的层状纳米片构成,介孔层状纳米片之间相互交织、相互支撑形成大量的大孔。大孔的存在可以大大降低毛细压力,从而避免了在干燥过程中孔结构坍塌。该块状硅酸钙保温隔热材料具有很低的视密度(0.073 g cm-3)和导热系数(0.0399 W m-1 K-1),其原因在于介孔层状纳米片之间存在大量的大孔,使其该块状硅酸钙保温隔热材料具有较高的孔容(6.84 cm3 g-1)和孔隙率(95.3%),从而具有较低的导热系数和良好的保温隔热性能。2、以粉煤灰、钠基膨润土、氧化钙和水玻璃为主要原料经过高能球磨、水热反应、再在常压下干燥,制得了块状粉煤灰基保温隔热材料。研究表明,钠基膨润土和水玻璃的添加对提高块状粉煤灰基保温隔热材料的孔隙率以及避免在干燥阶段的体积收缩起着非常重要的作用。XRD、SEM、TEM、AFM等研究表明,该块状粉煤灰基保温隔热材料是由具有铝托勃莫来石(aluminum tobermorite)结构、且可以通过超声处理剥离成厚度仅为1.18 nm的超薄纳米片的层状纳米片构成,层状纳米片之间相互交织、相互支撑形成大量的大孔。大孔的存在可以大大降低毛细压力,从而避免了在干燥过程中气孔结构坍塌。该粉煤灰基块状保温隔热材料的视密度和导热系数都非常的低,分别为0.077 g cm-3和0.03793 W m-1K-1。其原因在于介孔层状纳米片之间存在大量的大孔,使其该块状粉煤灰基块状保温隔热材料具有较高的孔容(5.99 cm3g-1)和孔隙率(93.3%),从而具有较低的导热系数和良好的保温隔热性能。3、以钠水玻璃、少量乙二醇作主要原料,通过微波发泡方法及后续HCl蒸汽处理,制得块状二氧化硅保温隔热材料。该块状二氧化硅保温隔热材料具有极低的视密度(0.0507 g cm-3)和导热系数(0.029 W m-1 K-1)。SEM以及TEM研究表明,该块状二氧化硅保温隔热材料是由紧密堆积的二氧化硅空心球构成,空心球直径为26861μm,主要分布在50150μm之间,二氧化硅空心球壳层厚度为145.9 nm3.65μm。微波加热在制备块状二氧化硅保温隔热材料中起到了至关重要的作用,它不但显著提高了块状二氧化硅保温隔热材料的孔隙率,而且也大幅度减少了反应时间。在水玻璃中添加少量乙二醇提高块状二氧化硅保温隔热材料的总孔容和闭孔孔容,其主要原因是乙二醇可以与nSi(OH)4形成有机-无机杂化网络,增加了二氧化硅空心球壳层的韧性,从而避免在微波发泡过程中空心球薄壁的破裂。4、以粉煤灰和钠水玻璃为主要原料,通过微波发泡方法制备出多孔块状粉煤灰基保温隔热材料。SEM以及TEM研究表明,该多孔块状粉煤灰基保温隔热材料是由紧密堆积的空心球构成,空心球直径为65.7591.2μm,主要分布在100300μm之间,空心球壳层厚度为180 nm3.3μm。添加不同量的粉煤灰对样品的性能有很大的影响,当不添加粉煤灰时,样品气孔过大,大多数为连通孔,导热系数较大。微波加热在制备多孔块状粉煤灰基保温隔热材料中起到了至关重要的作用,它不但显著提高了多孔块状粉煤灰基保温隔热材料的孔隙率,而且也大幅度减少了反应时间。研究表明粉煤灰的添加量对多孔块状粉煤灰基保温隔热材料的保温隔热性能及强度有较大影响,通过调控粉煤灰的最佳用量,得到了导热系数最低(0.03048 W m-1 K-1)、且抗压强度较高(0.32 MPa)。