Ambient Pressure Hybrid Silica Monoliths with Hexamethyldisilazane: From Vitreous Hydrophilic Xerogels to Superhydrophobic Aerogels

接触角 材料科学 化学工程 摩尔比 比表面积 摩尔浓度 催化作用 纳米技术 有机化学 复合材料 化学 工程类
作者
Maria de Fátima Júlio,Laura M. Ilharco
出处
期刊:ACS omega [American Chemical Society]
卷期号:2 (8): 5060-5070 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsomega.7b00893
摘要

Hybrid silica-based monoliths were synthesized at ambient pressure, using minimum amounts of the silylating agent hexamethyldisilazane (HMDZ). Depending on the synthesis approach, the materials ranged from dense and vitreous xerogels to transparent and superhydrophobic aerogels. Emphasis was given to understanding the role of the silylating agent, its content and incorporation process on the final morphology, and properties of the xerogels/aerogels. It is proven that as a coprecursor, increasing HMDZ content contributes to increase the lipophilic/hydrophilic balance, induce high surface areas, and decrease densities, but there is a maximum usable content for producing monoliths. Conversely, as a postsynthesis modifier, there is an optimum HMDZ content that maximizes hydrophobicity (water contact angle of ∼144°) and induces high surface area (∼700 m2·g-1), keeping the density low (∼300 kg·m-3). It is proven that the aging period in the hydrophobizing solution is a crucial parameter. The most superhydrophobic xerogels were obtained using HMDZ as a postsynthesis modifier, achieving values of water contact angles as high as ∼173°, at the cost of density increase to ∼600 kg·m-3 and decrease of the surface area to ∼300 m2·g-1. The best compromise between low density, high surface area, and superhydrophobicity is obtained using HMDZ both as a coprecursor and as a postsynthesis modifier, in a low HMDZ/tetraethoxysilane total molar ratio (<0.2), with an aging period of 16-24 h. The use of subcritical drying, along with the minimization of the expensive organic modifier quantities, allows envisaging a safe and low-cost large-scale production of a variety of materials, including superhydrophobic aerogels with potential distinctive applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
苏某发布了新的文献求助10
刚刚
专注若蕊完成签到,获得积分10
刚刚
早起完成签到,获得积分10
刚刚
我我我完成签到,获得积分10
1秒前
难过冷玉完成签到 ,获得积分10
1秒前
诸葛烤鸭发布了新的文献求助10
2秒前
伶俐的万天完成签到,获得积分10
3秒前
和谐的夏岚完成签到,获得积分10
3秒前
俭朴的觅松完成签到 ,获得积分10
3秒前
LArry完成签到,获得积分10
3秒前
Akim应助蜡笔小猪采纳,获得10
3秒前
caianao完成签到 ,获得积分10
4秒前
现实的筮完成签到,获得积分10
4秒前
Shaynin完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
嘟嘟完成签到 ,获得积分10
6秒前
可爱的函函应助沝沝采纳,获得10
6秒前
小瓶盖完成签到 ,获得积分10
7秒前
自由谷梦完成签到,获得积分10
7秒前
single完成签到,获得积分10
7秒前
Dellamoffy完成签到,获得积分10
7秒前
现代半山完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
Freelover完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
pilriky发布了新的文献求助10
9秒前
Forest完成签到,获得积分10
9秒前
美少叔叔完成签到 ,获得积分10
10秒前
JinyangYao关注了科研通微信公众号
10秒前
MingJin应助周舟采纳,获得10
10秒前
风凌完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
Feng完成签到,获得积分10
11秒前
kalani完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
优美茹妖完成签到,获得积分10
12秒前
侯长秀完成签到 ,获得积分10
12秒前
席夫减发布了新的文献求助10
14秒前
娇气的天亦完成签到,获得积分10
14秒前
LZL发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043220
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7804296
关于积分的说明 16238465
捐赠科研通 5188762
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776731
邀请新用户注册赠送积分活动 1759767
关于科研通互助平台的介绍 1643316