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气凝胶是一种由纳米级超细微粒所聚集成的新型固态材料。由于气凝胶独特的性能，被广泛应用于高效隔热材料、催化剂及催化剂载体、气体过滤材料等领域，因此气凝胶具有重要的研究价值和广阔的应用前景。本文的工作主要包括以下几个方面:
(1)以TEOS为原料，无水乙醇为溶剂，以草酸和氨水为催化剂，利用溶胶-凝胶法，在常压干燥下制备了块状的SiO2气凝胶，对制备的气凝胶进行了表征。当TEOS，无水乙醇，草酸的体积比为1∶0.6∶0.2时，制备的气凝胶密度为0.254g/cm3，回弹效率为87.17％，比表面积为770.5m2/g，接触角为143°。并首次采用水相萃取法和无水氯化钙法对溶剂交换中消耗的大量正己烷进行了回收，回收的正己烷的纯度大于98％，将为气凝胶的规模化生产降低成本。
(2)采用溶胶-凝胶法分别制备了木质素纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维等五种纤维增强型SiO2气凝胶复合材料，并对其进行了表征。结果表明:聚丙烯腈纤维复合材料的收缩率最小仅为9％，且比表面积最大，为583m2/g;玻璃纤维型复合材料的块状光滑度最好;聚丙烯型复合材料的透明度最高。纤维本身材质的差别导致了其与凝胶粒子的结合程度有所差异，因而对复合材料块体的透明度、比表面积、收缩率产生了影响，而五种纤维增强型气凝胶复合材料的疏水性能均非常良好。
(3)制备了不同改性剂、不同比例改性的SiO2气凝胶，并利用制备的SiO2气凝胶处理含Cr3+废水，考察了改性剂种类，气凝胶用量、吸附时间、pH对吸附率的影响，结果表明:利用1∶15的HMDZ/n-hexane改性的气凝胶，当pH为6.0，吸附时间为20h，吸附率最高，达到99％，能有效处理含Cr3+废水。制备了不同改性剂、不同比例改性的SiO2气凝胶，并利用制备的SiO2气凝胶处理含Fe3+废水，考察了改性剂种类、吸附时间、气凝胶用量对吸附效率的影响，并对废水进行了动态吸附考察。结果表明:利用1∶5的TMCS/n-hexane改性的气凝胶、吸附时间为4h对含Fe3+废水的处理效果最好，吸附效率达到98％。动态吸附结果表明利用气凝胶层析柱来处理100mg/L的Fe3+废水，滤液中Fe3+的浓度仅为0.1963mg/L，能有效处理含Fe3+废水。