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Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology 3/2017

17.04.2017 | Invited Paper: Nano- and macroporous materials (aerogels, xerogels, cryogels, etc.)

Highly thermally stable alumina-based aerogels modified by partially hydrolyzed aluminum tri-sec-butoxide

verfasst von: Wenbing Zou, Xiaodong Wang, Yu Wu, Guoqing Zu, Liping Zou, Rongyan Zhang, Xiandong Yao, Jun Shen

Erschienen in: Journal of Sol-Gel Science and Technology | Ausgabe 3/2017

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Abstract

Highly thermally stable alumina-based aerogels are synthesized by the acetone–aniline in situ water formation method and modified by partially hydrolyzed aluminum tri-sec-butoxide at different temperatures (25, 45, and 60 °C). The effects of modification, especially modification temperature, on microstructure and thermal stability of alumina-based aerogels are investigated. After the modification, the morphologies of alumina-based aerogels change from the network structures with interconnected needle-like particles to those with stacked sheet-like particles, resulting in a better heat resistance. The thermal stability of alumina-based aerogels enhances with the increasing modification temperature, whereas the high temperature (more than 60 °C) would lead to the dissolution of wet gels during the modification process due to the high solubility. After annealing at 1200 °C for 2 h, the 45 °C-modified alumina-based aerogel exhibits the best thermal stability with the lowest linear shrinkage of ~7% and the highest specific surface area of 154 m2/g. In addition, the modified aerogels remain in the θ-Al2O3 phase while the unmodified one transforms into α-Al2O3 phase after 1300 °C annealing. The alumina-based aerogels are further reinforced by incorporating with mullite fiber felt and TiO2. The obtained composites show ultralow thermal conductivities of 0.065, 0.086, and 0.118 W/mK at 800, 1000, and 1200 °C, respectively.

Graphical Abstract

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Metadaten
Titel
Highly thermally stable alumina-based aerogels modified by partially hydrolyzed aluminum tri-sec-butoxide
verfasst von
Wenbing Zou
Xiaodong Wang
Yu Wu
Guoqing Zu
Liping Zou
Rongyan Zhang
Xiandong Yao
Jun Shen
Publikationsdatum
17.04.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Sol-Gel Science and Technology / Ausgabe 3/2017
Print ISSN: 0928-0707
Elektronische ISSN: 1573-4846
DOI
https://doi.org/10.1007/s10971-017-4380-5

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