Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 54-59. T ransactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 54-59. Научная статья УДК 54.05/546.284-31 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.011 ПОЛУЧЕНИЕ КРЕМНИЕВЫХ И АЛЮМОКРЕМНИЕВЫХ АЭРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ РАЗЛОЖЕНИЯ НЕФЕЛИНА СПИРТОВЫМ РАСТВОРОМ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ Юрий Олегович Веляев1, Дмитрий Владимирович Майоров2В, Кометиани Илона Бучуевна 3 1Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия, velyaevyo@yandex.ru 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия, d.maiorov@ksc.ru 3Курский государственный университет, Курск, Россия, ilona.kometiani@gmail.com Аннотация Представлены результаты исследований по получению кремниевого и алюмокремниевого аэрогелей на основе нефелина. Изучена морфология полученных образцов. Методом рентгеноэлементного анализа показана их химическая чистота. Приведены структурно-поверхностные свойства полученных аэрогелей: удельная поверхность (843,62 и 503,99 м2/г) и удельный объем пор (0,396 и 0,237 см3/г), средний диаметр пор (1,870 нм). Приведены данные по скелетной плотности полученных образцов. Ключевые слова: кремниевые аэрогели, диоксид кремния, нефелин, структурно-поверхностные свойства, золь-гель технология Original article PREPARATION OF SILICON AND ALUMOSILICIC AEROGELS BASED ON THE DECOMPOSITION OF NEPHELINE WITH AN ALCOHOLIC SOLUTION OF SULFURIC ACID Yuri O. Velyaev1, Dmitri V. Maiorov2^ , Ilona B. Kometiani 3 Sevastopol State University, Sevastopol, Russia, velyaevyo@yandex.ru 2Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of KSC RAS, Apatity, Russia, d.maiorov@ksc.ru 3Kursk State University, Kursk, Russia, ilona.kometiani@gmail.com Abstract The results of studies on the production of silicon and alum inum -silicon aerogels from nepheline are presented. The morphology of the obtained samples was studied. Their chem ical purity was proved by the method of X-ray elemental analysis. The structural and surface properties of the resulting aerogel are presented, such as: specific surface area (843.62 и 503.99 m2/g) and pore volume (0.396 и 0.237 cm3/g), average pore size (1.870 nm). Data on the skeletal density of the obtained samples are given. Keywords: silicon aerogels, silicon dioxide, nepheline, structural and surface properties, sol-gel technology Введение Материалы на основе аморфного диоксида кремния на сегодняшний день широко используются в различных отраслях промышленности. Особый интерес вызывают аэрогели на основе SiO 2 , представляющие собой каркасную структуру, 90 % объема которой состоит из пустот. Заполняемость их воздухом приводит к большой температурной устойчивости аэрогелевых материалов, что востребовано в авиационной, ракетной и, особенно, строительной промышленности [1-4]. Известны несколько подходов к применению кремниевых аэрогелей в качестве теплоизоляционных материалов. В первом случае производятся аэрогелевые листы или панели, которыми покрывают или обшивают целевой объект [5]. Однако стоимость производства этих материалов достаточно высока, и, как следствие, применение их недостаточно рентабельно. Во втором случае получают аэрогелевые порошки, которые используют как добавки к бетонам, получая в итоге новый инновационный строительный композиционный материал. Добавка кремниевого аэрогеля позволяет значительно повысить термоизоляционные и огнеупорные свойства бетона, что, в свою очередь, дает возможность уменьшить толщину получаемых изделий, а как следствие — снизить массу возводимых конструкций [6, 7]. Кроме того, материалы на основе SiO 2 широко используются в качестве сорбентов [8], катализаторов или носителей катализаторов [9]. Традиционным для аэрогелей способом получения является золь-гель процесс, который заключается в переводе каркасообразующих растворенных частиц © Беляев Ю. О., Майоров Д. В. Кометиани И. Б., 2021 54