SiO2气凝胶是三维连续的多孔纳米固体材料,在催化、隔热、隔音和吸附、等方面广泛应用。但由于其生产工艺流程复杂,成本太高,材料本身的强度很低,不利于其在工业中生产与实际中应用。本课题的目的是探索一种成本更低的制备方法,简化SiO2气凝胶的制备过程并通过其复合材料来提高性能,拓展其在实际生活中的应用范围。研究探索包括以下三部分:(1)探索了一种低成本,工艺流程简单的疏水SiO2气凝胶的制备工艺,以价格低廉硅酸钠溶液为硅源,盐酸为酸催化剂,在正己烷、异丙醇和甲硅烷基化改性剂(TMCS与HMDZ)的混合溶液中只进行一次溶剂交换便同时完成甲硅烷基化改性与将孔隙液中的溶剂由水交换成低表面张力的正己烷,使用常压干燥的方法得到疏水SiO2气凝胶。对其密度、官能团、微观形貌、比表面积、疏水性等进行测试,测试得出:6wt%SiO2浓度的前驱体溶液,使用三甲基氯硅烷得到的气凝胶的性能为最佳,其密度是0.0987g/cm3,孔隙率为95.51%,比表面积为681.34m2/g,孔体积为3.37cm3/g,平均孔径为12.42nm,水接触角是151.1°,实现超疏水的效果。(2)探索了一种工艺简单,具有应用前景的掺杂TiO2的SiO2聚酯纤维气凝胶毡的制备工艺。选用聚酯纤维作为增强材料从而得到SiO2聚酯纤维气凝胶毡同时通过添加不同含量的金红石型TiO2作为红外遮光剂来降低气凝胶毡的导热系数。对掺杂不同TiO2含量对SiO2聚酯纤维气凝胶官能团、比表面积、微观形貌、疏水性等进行表征,并讨论掺杂不同TiO2含量前驱体溶液、对制成品导热系数影响,结果表明:对于掺杂TiO2的SiO2聚酯纤维气凝胶毡来说,当TiO2掺杂量为4%时气凝胶毡隔热性能最好其导热系数是0.0242W/(m·K)。(3)探索了一种具有高机械强度的酚醛树脂SiO2复合气凝胶的制备工艺,SiO2气凝胶颗粒从纤维毡上脱落是传统的SiO2纤维气凝胶毡普遍存在的问题,因为无法长时间保证性能同时纤维增强的强度十分有限,使得SiO2气凝胶的应用受到了限制。将酚醛树脂与SiO2气凝胶相结合可以大大的提高SiO2气凝胶的机械强度,并选用间甲酚作为酚醛树脂的原料,使得酚醛树脂网络具有疏水性,提高了复合气凝胶常压干燥后的性能。本文以硅酸钠溶液为硅源,加入间甲酚与甲醛溶液,在反应釜中加热得到复合凝胶,在常压下干燥后得到酚醛树脂SiO2复合气凝胶。探究不同SiO2含量对酚醛树脂SiO2复合气凝胶导热系数及机械强度的影响,结果表明:SiO2含量的增加会提高酚醛树脂SiO2复合气凝胶的机械性能,在其20%形变的时候,抗压强度最高为0.28MPa。