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本文以石墨烯作为纳米填料,分别采用常压干燥和冷冻干燥两种方式制备了石墨烯增强SiO2气凝胶,结果显示石墨烯的加入使得SiO2气凝胶材料的疏水性能、力学性能和热学性能都有较大地提升。同时,利用常压干燥的方式制备了玻璃纤维和石墨烯复合增强SiO2气凝胶保温材料,并对其疏水性能、力学性能和热学性能进行研究和表征。本文的主要结论如下:将还原氧化石墨烯(reduced Graphene Oxide,以下简称“rGO”)分散到溶胶中,结合溶胶—凝胶法和常压干燥方法制备石墨烯增强SiO2气凝胶材料。SEM和孔结构分析结果显示石墨烯增强SiO2气凝胶材料保持纳米多孔结构,且孔大部分分布在2～20nm之间。当石墨烯掺量为5%时,石墨烯增强SiO2气凝胶材料的接触角可达到151°,展示优良的疏水性能。对比应力-应变曲线,石墨烯的加入使得SiO2气凝胶材料的脆性降低,且当石墨烯含量为5%时,SiO2/rGO气凝胶的抗压强度达到0.091MPa。采用冷冻干燥方式制备石墨烯增强SiO2气凝胶材料。结果表明,石墨烯含量对复合材料性能有较大的影响。当石墨烯含量为2%时,冷冻干燥方式制备的石墨烯增强Si02气凝胶材料密度低至0.096g/cm3。石墨烯增强Si02气凝胶材料具有良好的力学性能和热学性能。当石墨烯含量为5%时,复合材料的抗压强度可达到0.55MPa。且当石墨烯含量为2%时,材料的导热系数低至0.037W/(m · K)。研究了玻璃纤维和石墨烯复合增强Si02气凝胶保温材料。复合保温材料的密度在0.194～0.226g/cm3之间。复合材料具有良好的疏水性能,其接触角和吸水率可达到141°和0.83%。同时,复合保温材料也具有优良的隔热性能和力学性能,当石墨烯掺量为0.25%时,常温下测得的热导率最低为0.032W/(m·K)。当石墨烯掺量为5%时,在10%形变,25%形变和50%形变下的抗压强度分别为0.093MPa,0.369MPa,2.135MPa。