农作物废弃物制备二氧化硅气凝胶的工艺优化

来源：江苏农业科学杂志2018年第第16期北京时间：

作者：杨蕊; 周定国; 连海兰; 兰平; 冒海燕

单位：南京林业大学材料科学与工程学院，江苏南京 210037

摘要：我国作为农业大国，丰富的粮食产量会伴随产生大量的农作物秸秆废弃物，焚烧秸秆既污染环境又会造成资源浪费。农作物秸秆中含有丰富的硅元素，而稻秸秆二氧化硅含量比其他秸秆多。提取稻秸秆材料中的二氧化硅，并用其制备新型材料，既可以变废为宝，减少环境污染，提高农作物秸秆的附加值，又有利于农业学科与其他学科的交叉。因此，分别利用硅酸钠和稻秸秆中的二氧化硅为硅源，通过真空冷冻干燥法制备二氧化硅气凝胶，并对气凝胶的微观形貌、密度、孔隙率以及组分进行分析，探讨较佳的制备工艺条件，研究以稻秸秆为原料制备生物质基气凝胶的可行性。结果表明，稻秸秆中提取得到的二氧化硅可以制备得到性能优异的生物质基二氧化硅气凝胶；在水玻璃与去离子水比例为1 ∶ 10、凝胶pH值为7的工艺条件下得到二氧化硅气凝胶具有密度最低和孔隙率最大的特点，利用扫描电镜观测其孔隙结构最为均匀。

关键词：稻秸秆;二氧化硅;气凝胶;冷冻干燥;制备工艺;扫描电镜;孔隙结构

基金资助：国家自然科学基金(编号：31500483)；江苏省自然科学基金青年基金(编号：BK20150876)。