有机硅单体生产中的副产物种类较多，经催化裂解、转化反应等资源再利用处理后还剩余部分未反应硅粉。这部分回收硅粉由于粒度、均匀性等方面性能不再适合有机硅单体的生产，目前因尚无有效的回收利用方式而被大量废弃。但该部分回收硅粉纯度在97％-99％之间，仍具有较高利用价值。因此，在国家大力号召节约能源的大背景下，我们试图探索出一种能将该部分回收硅粉有效利用起来的方法。同时我们注意到SiO2气凝胶作为现今世界上发现的最轻、隔热性能最好的固体材料，它最高能承受1400℃的高温，具有较高的孔隙率、比表面积，结构可控等优异性能。这些独特的优异性能使气凝胶在耐高温的隔热器、光学传感器、高效吸附剂、催化剂及其载体等方面得到了极大的推广应用。本课题试图探索出一种将该部分回收硅粉制备成具有优异性能硅气凝胶的方法。　　 本文以有机硅单体生产中的回收硅粉为原材料，分别制备了高浓度硅溶胶和硅气凝胶。在硅粉制备高浓硅溶胶的过程中，研究了硅的物化性质、单质硅溶解法的反应原理和工艺流程；重点研究了水化反应中反应时间、反应温度、物料间配比对制备硅溶胶性能的影响；深入探讨了分批加入碱液和控制反应溶液pH值范围等措施对制备硅溶胶的影响；最后还探讨了pH值与硅溶胶的粘度关系、硅溶胶的zeta电位情况，反应前后pH值变化规律，并对制备得到的硅溶胶进行了相应的结构分析。在硅溶胶制备硅气凝胶的过程中，先探讨了pH值、加热温度、乙醇用量、溶胶浓度对溶胶胶凝的影响；进而对湿凝胶常压干燥机理进行了分析；在凝胶的老化处理过程中，研究了老化时间、不同浸泡试剂对凝胶外观的影响，以及浸泡试剂比例、浸泡时间、浸泡方式对凝胶比表面积的影响；在凝胶的表面改性过程中，研究了TMCS与水的摩尔比以及不同表面改性剂对凝胶性能的影响；在后续干燥过程中，研究了干燥温度、干燥制度对气凝胶性能影响；最后对制得的气凝胶进行了XRF、XRD、SEM、红外、结构以及综合热分析。　　 试验结果表明，以有机硅单体生产中回收的超细硅粉为原料，采用本研究发明的技术措施，可以制备出质量浓度在30％以上的高浓度硅溶胶。此技术已经申请国家发明专利(申请号201010191426.1)。本技术的核心是在传统单质硅溶解法制备硅溶胶的基础上，增加分批加入碱液和控制整个反应过程的pH值在8.5-10.0的范围内这两项关键措施。在最佳的水化反应条件下：硅粉25g，蒸馏水200g，催化剂用量0.3g，反应温度90℃，反应时间9h，利用粒度在500-2000目的硅粉均可制得浓度达30％以上，Na2O％小于0.3％，粒径在10-20nm之间，pH值在9.0-10.5之间，粘度(20℃)在5.0mpa·s左右，其他各项指标均符合现行国家标准要求的硅溶胶。在硅溶胶制备硅气凝胶的过程中，确定了较优老化制度为室温老化24h，体积比为1:5的正硅酸乙酯与乙醇的混合液为老化浸泡试剂，浸泡时间24h且每12h更换一次，采用TMCS为表面改性剂，其中TMCS与水的摩尔比为0.2，表面改性完成后的最佳干燥制度为45℃下保温2h后再分别在70℃、120℃、200℃下进行分级干燥。通过这一系列的制备过程可制得比表面积在300以上，孔径集中在20nm以内，平均孔径为14nm，透明度较好的块状硅气凝胶。