CN110385092A - 利用模具制备气凝胶的方法及其气凝胶 - Google Patents

利用模具制备气凝胶的方法及其气凝胶 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气凝胶制备领域，公开了一种利用模具制备气凝胶的方法及其气凝胶，其中，该方法包括以下步骤：(1)将模具上下加压密封，形成临时的高压容器；(2)通过模具注入孔向模具内注入溶胶或溶胶前驱体；(3)将模具内溶胶加热使其达到超临界态，形成超临界溶胶；(4)将所述超临界溶胶保温保压使其凝胶，形成为超临界凝胶；(5)将模具内超临界流体从模具排气孔排出；(6)脱模。该方法不同于传统快速超临界法通常需要在常规的高压容器内实现，无需常规的高压容器繁琐的开盖闭盖环节，便能够快速生成无收缩无开裂的特定形状气凝胶。

Description

利用模具制备气凝胶的方法及其气凝胶
技术领域
本发明涉及气凝胶制备领域，具体地涉及一种利用模具制备气凝胶的方法及其气凝胶。
背景技术
气凝胶是一种非常好的绝热材料，室温导热系数可低至0.013w/(m·k)，且透光率可达80％以上。然而，由于气凝胶在干燥过程中收缩率较大，难以做到特定形态、尺寸、且无开裂的气凝胶。
目前，根据气凝胶干燥方法，分为两大类方法：超临界干燥和常压干燥。常压干燥必定会伴随着凝胶的收缩，因此常压方法不适用于制作特定形态的气凝胶。超临界干燥法理论上应该是能够制备出无收缩的气凝胶，然而在实际制作的气凝胶与原始凝胶相比往往还是伴随着5-20％的体积收缩。这种收缩主要是由于溶剂置换程度(超临界CO2干燥)，溶剂达到超临界之前的蒸发和高温下凝胶骨架较常温下发生反应收缩(超临界醇干燥)等原因。开裂的原因主要是孔隙均匀度不够，凝胶骨架强度不够，从而导致干燥过程发生中应力集中破坏凝胶骨架。现有制作收缩率极低且不开裂的大块气凝胶(尺幅大于25cm×25cm)往往需要使用超临界CO2干燥，增加置换次数，添加干燥控制化学添加剂控制凝胶孔径均匀度，加长凝胶陈化时间等多种手段。不过，上述方法耗时过长，成品率不高，不适合工业化生产。
凝胶在干燥过程中可能收缩根本原因主要是在某个时间段凝胶之中存在非超临界态的液体。若溶胶在超临界流体之中凝胶，再直接排除凝胶中的超临界流体，便可从根本上解决凝胶会干燥收缩的问题。该技术路线能够被快速超临界法实现。快速超临界法是将溶剂加入高压容器中之后，快速对容器加温，使内部溶胶在高温下快速凝胶陈化并且溶剂同时达到超临界态，最后排除超临界流体即可。快速超临界法理论上不需要长时间陈化、置换等一系列步骤，可以实现快速生成无收缩无开裂的大块气凝胶。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种利用模具制备气凝胶的方法及其气凝胶，该方法不同于传统快速超临界法通常需要在常规的高压容器内实现，无需常规的高压容器繁琐的开盖闭盖环节，便能够快速生成无收缩无开裂的特定形状气凝胶。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种利用模具制备气凝胶的方法，其中，该方法包括以下步骤：
(1)将模具上下加压密封，形成临时的高压容器；
(2)通过模具注入孔向模具内注入溶胶或溶胶前驱体；
(3)将模具内溶胶加热使其达到超临界态，形成超临界溶胶；
(4)将所述超临界溶胶保温保压使其凝胶，形成为超临界凝胶；
(5)将模具内超临界流体从模具排气孔排出；
(6)脱模。
本发明第二方面提供了一种由上述所述方法制备得到的气凝胶，其中，所述气凝胶的体积收缩率为0-1％，比表面积为400-1000m2/g。
通过上述技术方案，本发明提供的利用模具制备气凝胶的方法，该方法在密封的模具中，使溶胶在形成超临界凝胶之前，将其加热加压制备超临界流体，然后溶胶在超临界流体中反应形成超临界凝胶，陈化之后排出超临界流体，最后给模具降温，卸压，打开模具，便能够快速生成无收缩无开裂的特定形状气凝胶。
附图说明
图1为本发明的单层三组分模具摆放的示意图；
图2为本发明的单层两组分模具摆放的示意图；
图3为本发明的多层三组分模具摆放的示意图；
图4为本发明的多层两组分模具摆放的示意图。
附图标记说明
101液压机平台 102上模具 103密封层
104中模具 105下模具
201上模具 202密封层 203下模具
301模具单元301(密封层103+中模具104+密封层103+下模具105)
401模具单元401(上模具201+密封层202)
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明第一方面提供了一种利用模具制备气凝胶的方法，其中，该方法包括以下步骤：
(1)将模具上下加压密封，形成临时的高压容器；
(2)通过模具注入孔向模具内注入溶胶或溶胶前驱体；
(3)将模具内溶胶加热使其达到超临界态，形成超临界溶胶；
(4)将所述超临界溶胶保温保压使其凝胶，形成为超临界凝胶；
(5)将模具内超临界流体从模具排气孔排出；
(6)脱模。
根据本发明，所述模具可以为热压注塑形模具，优选地，所述模具具有至少一个注入孔和至少一个排气孔，可以注入溶胶或前驱体以及排除气体；更优选地，所述模具具有1-4个注入孔和1-4个排气孔。
根据本发明，优选情况下，为了去除模具内原有空气，需要先向模具内通入二氧化碳和/或氮气，然后再打开排气孔排出二氧化碳和/或氮气。之后才可以向模具中注入溶胶或溶胶前驱体。根据本发明，所述注入的溶胶或溶胶前驱体的量占模具内体积的20％-110％，优选为40％-100％。
根据本发明，可以采用液压机对模具上下加压从而密封模具，形成一个临时的高压容器，临时构建高压容器可由液压机平台101、上模具102、密封层103，中模具104，下模具105按照图1的样式摆放，其中，图1为本发明的单层三组分模具摆放的示意图；以及模具还可以由上模具201，密封层202，下模具203按照图2的样式摆放，其中，图2为本发明的单层两组分模具摆放的示意图。
优选情况下，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力不小于分散剂临界压力，更优选地，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力为分散剂临界压力的1-8倍。
根据本发明，采用液压机对模具上下加压的方式密封模具；优选地，所述液压机中的模具的数量至少为一件，如果为了提高生产效率，液压机中的模具可以叠加，变为多层，且能够同时生产，例如，优选为1-12件，更优选为3-6件。当同时需要制备多组气凝胶材料时，如图3所示摆放，图3为本发明的多层三组分模具摆放的示意图，其中，密封层103，中模具104，密封层103和下模具105构成一个单元301，单元301重复摆放便可实现同时制备多组气凝胶材料；以及当同时需要制备多组气凝胶材料时，如图4所示摆放，图4为本发明的实施例5的多层两组分模具摆放的示意图，其中，上模具201，密封层202可以构成一个单元401，单元401重复摆放便可实现同时制备多组气凝胶材料；当同时需要制备多组气凝胶材料时，还可以按照密封层301，下模具301构成一个单元501，单元501重复摆放便可实现同时制备多组气凝胶材料。
根据本发明，采用密封条密封模具，所述密封条可以为金属箔、耐高温高分子材料薄膜和石墨纸中的一种或多种；优选地，所述金属箔为铝、铜、银、金、铂及其合金中的一种或多种；所述耐高温高分子材料薄膜为聚酰亚胺薄膜和/或聚醚醚酮薄膜；所述石墨纸为厚度为0.1-3mm的柔性石墨。
根据本发明，所述溶胶的骨架成分可以为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钇、氧化锂、氧化钴、氧化铪、氧化镁、氧化钙、氧化铜、氧化钒、氧化镍、氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化锰和氧化锡中的一种或多种。
根据本发明，所述溶胶前驱体可以为硅、铝、钛、锆、钇、锂、钴、铪、镁、钙、铜、钒、镍、锌、铬、铁、锰和锡的醇盐、氯盐、硝酸盐以及甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
根据本发明，所述溶胶中的分散剂可以为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇及其同分异构体、己醇及其同分异构体、丙酮中的一种或多种。
根据本发明，由于模具需要保持一定的温度，使模具内溶剂达到超临界态，成为超临界流体。因此液压机平台和模具本身需要拥有加热功能，所述加热的方法为电热丝加热、红外加热和导热介质加热中的一种或多种；
优选地，所述导热介质为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、仲丁醇、戊醇及其同分异构体、己醇及其同分异构体、丙酮和水中的一种或多种。
根据本发明，考虑到有机溶剂的临界温度都在250-400℃之间，以及考虑到模具要耐高压，因此，加热的温度可以为高于导热介质临界温度，压力可以为高于导热介质的临界压力；以及所述保温的条件包括：在所述加热的温度条件下保温0.2-6小时。
其中，在本发明中，当采用电热丝加热或红外加热时，只需要将加热温度控制在上述所限定的温度范围之内即可，当采用加热介质加热时，只需要将加热介质的温度控制在上述所限定的温度范围之内即可。
根据本发明，所述超临界流体从模具排气孔排出使得模具内压力下降的速率可以为0.03-1MPa/min，优选为0.05-0.5MPa/min。
根据本发明，该方法可以在催化剂的存在下进行，所述催化剂包含在溶胶中，或者包含在溶胶前驱体中，或者包含在加热介质中；
优选的，所述催化剂为氨水、碳酸氢铵、氯化铵、尿素、碳酸氢钠、碳酸钠、甲酸钠、乙酸钠、乙酸铵、枸橼酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸、三乙胺、三羟甲基氨基甲烷、乌洛托品、巴比妥、甘氨酸、硼砂、硼酸、六甲基二硅氮烷、氟化钠、氟化钾、氟化铵和氢氟酸中的一种或多种；
更优选地，相对于溶胶、溶胶前驱体和加热介质的总体积，所述催化剂的浓度为10-7-1mol/L；最优选地，所述催化剂的浓度为10-5-10-3mol/L。
根据本发明，该方法还包括在所述模具中内置有材料，所述材料可以为多孔泡沫材料和/或纤维絮；其中，所述多孔泡沫材料可以为通孔型泡沫玻璃砖和空心砖中的一种或多种；所述纤维絮可以为玻璃棉、玻璃纤维针刺毡、硅酸铝纤维棉、硅酸铝纤维针刺毡、多晶氧化铝纤维毡和氧化锆纤维毡中的一种或多种。
根据本发明，当所述模具中内置有材料时，该材料可以与气凝胶复合制备气凝胶复合材料。
本发明第二方面提供了一种由上述所述的方法制备的气凝胶，其中，所述气凝胶的体积收缩率为0-1％，比表面积为400-1000m2/g。
根据本发明，优选情况下，所述气凝胶的比表面积为600-900m2/g，更优选情况下，所述气凝胶的比表面积为650-850m2/g。
根据本发明，所述气凝胶的形状由所使用的模具控制。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
在以下实施例和对比例中，所采用的前驱体均购自国药集团化学试剂有限公司；所采用的醇均购自国药集团化学试剂有限公司，所采用的催化剂购自国药集团化学试剂有限公司。
在以下实施例和对比例中，收缩率采用测量线性收缩率的立方。线性收缩率为气凝胶尺寸与模具之比。模具为8cm×8cm×1.5cm长方体。
实施例1
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
(1)将正硅酸四甲酯、甲醇、氨水、水以摩尔比1：12：0.3：4的比例在常温下进行混合，搅拌一小时后形成溶胶；
(2)液压机将模具上下加压固定好；其中，采用单层两组分模具摆放，如图2所示；
(3)向该模具内通入氮气，并打开排气孔排出二氧化碳，去除模具内原有空气后，关闭排气孔。以甲醇为分散剂的溶胶通过模具注入孔注入模具之中，其中，向模具中注入常温下占模具50％体积的溶胶；与此同时，增加液压机压力使得模具水平截面内压力不小于10Mpa；
(4)密闭模具，将模具进行在三十分钟之内加温至250℃，保温2小时后，在保持模具温度的同时打开模具边缘的排气孔慢慢排出超临界甲醇，使模具内压力降至常压，降压速率为0.4MPa/min；
(5)从注入孔内通入空气10分钟之后，打开模具，取出气凝胶。
结果所制备的气凝胶形状与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为700m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例2
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
(1)将正硅酸四甲酯、甲醇、氨水、水、甲基三乙氧基硅烷以摩尔比1：8：0.02：5：1的比例在常温下进行混合，搅拌一小时后形成溶胶；
(2)液压机将模具上下加压固定好；其中，采用单层两组分模具摆放，如图1所示；
(3)从注入孔将常温下占模具体积20％甲醇注入模具之中，密闭模具，将模具加热至280℃；与此同时，增加液压机压力使得模具水平截面内压力不小于10Mpa；打开注入孔，将常温下占模具体积25％的甲醇为分散剂的溶胶注入模具之中；
(4)密闭模具，提高温度至280℃，再保温2小时后，在保持模具温度的同时打开模具边缘的排气孔慢慢排出超临界甲醇，使模具内压力降至常压，降压速率为0.3MPa/min；
(5)从注入孔连通大气环境，排气孔抽真空；10分钟之后，打开模具，取出气凝胶。
结果所制备的气凝胶形状与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为680m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例3
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
(1)将正硅酸四甲酯、甲醇、氨水、水以摩尔比1：12：0.3：4的比例在常温下进行混合，搅拌一小时后形成溶胶；
(2)液压机将模具上下加压固定好；其中，采用单层两组分模具摆放，如图2所示；
(3)以甲醇为分散剂的溶胶通过模具注入孔注入模具之中，注入常温下占模具70％体积的溶胶之后，向模具内通入二氧化碳，并打开排气孔排出二氧化碳，去除模具内原有空气后，关闭排气孔，向模具内通入温度250℃，压力不小于10Mpa超临界流体甲醇；与此同时，加热模具并增加液压机压力使得模具水平截面内压力不小于10Mpa；
(4)当模具内温度和压力与冲入的超临界流体甲醇相当时，关闭注入孔，密闭模具，保温2小时；在保持模具温度的同时打开模具边缘的排气孔慢慢排出超临界甲醇，使模具内压力降至常压，降压速率为0.5MPa/min。
(5)打开模具注入孔使模具内部连通大气环境，排气孔抽真空。10分钟之后，打开模具，取出气凝胶。
结果所制备的气凝胶形状与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为850m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例4
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
(1)将正硅酸四甲酯、甲醇、氨水、水以摩尔比1：12：0.3：4的比例在常温下进行混合，搅拌一小时后形成溶胶；
(2)在高压容器中将甲醇溶胶中的甲醇加热至超临界流体，温度为245℃，压力不低于8Mpa；液压机将模具上下加压固定好；当高压容器中的溶胶还未凝胶时，通过模具注入孔注入模具之中。
(3)待模具中压力和温度和高压容器中接近时，关闭注入孔，密闭模具，保温2小时。
(4)在保持模具温度的同时打开模具边缘的排气孔慢慢排出超临界甲醇，使模具内压力降至常压，降压速率为0.3MPa/min。
(5)从注入孔连通大气环境，排气孔抽抽真空；10分钟之后，打开模具，取出气凝胶。
结果所制备的气凝胶形状与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为650m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例5
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
(1)将正硅酸四甲酯、甲醇、氨水、水以摩尔比1：12：0.3：4的比例在常温下进行混合，搅拌一小时后形成溶胶；
(2)将多个单元模具叠放置在液压机之间，采用单层两组分模具摆放，如图3所示；液压机将多组模具上下加压固定好。
(3)向所有模具内通入二氧化碳，并打开排气孔排出二氧化碳，去除所有模具内原有空气后，关闭排气孔。以甲醇为分散剂的溶胶通过每个模具的注入孔注入每个模具之中。注入常温下占模具体积80％溶胶之后，同时向所有模具内通入温度为250℃，压力不小于10Mpa超临界流体甲醇。所有模具的通入速率尽量保持一致。与此同时，加热所有模具并增加液压机压力使得模具水平截面内压力不小于10Mpa；
(4)当模具内温度和压力与冲入的超临界流体甲醇相当时，关闭注入孔，密闭模具，保温2小时；
(5)在保持所有模具温度的同时打开所有模具边缘的排气孔慢慢同步排出超临界甲醇，使所有模具内压力几乎处于同一下降速率直至常压，降压速率为0.1MPa/min；
(5)打开所有模具注入孔使模具内部连通大气环境，排气孔抽抽真空；10分钟之后，打开模具，取出气凝胶。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为750m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例6
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，降压速率为0.05MPa/min。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为800m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例7
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力为分散剂甲醇临界压力的1倍。
结果所制备的气凝胶明显收缩开裂，气凝胶的体积收缩率为1％，比表面积为600m2/g。
实施例8
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力为分散剂甲醇临界压力的3倍。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为820m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例9
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力为分散剂甲醇临界压力的8倍。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为900m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例10
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，加热介质中含有催化剂氨水，且所述催化剂的浓度为0.0004mol/L。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为890m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例11
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，加热介质中含有催化剂三乙胺，且所述催化剂的浓度为10-5mol/L。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为880m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例12
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶。
按照与实施例5相同的方法制备气凝胶，所不同之处在于，加热介质中含有催化剂六甲基二硅氮烷，且所述催化剂的浓度为10-3mol/L。
结果所制备的气凝胶形状为与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，比表面积为900m2/g，且所述制备的气凝胶无开裂。
实施例13
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的气凝胶以及气凝胶复合材料。
(1)在模具中摆放通孔型泡沫玻璃砖，随后液压机将模具上下加压固定好。
(2)从注入孔将甲醇注入模具之中。密闭模具，将模具加热至245℃以上。与此同时，增加液压机压力使得模具水平截面内压力不小于10Mpa。
(3)打开注入孔，将甲醇为分散剂的溶胶注入模具之中，溶胶常温体积为模具的75％。密闭模具，保温2小时后，在保持模具温度的同时打开模具边缘的排气孔慢慢排出超临界甲醇，使模具内压力降至常压。
(4)从注入孔联通大气环境，排气孔抽抽真空。10分钟之后，打开模具，取出气凝胶。
结果所制备的气凝胶形状与模具一致，气凝胶的体积收缩率为0％，且所述制备的气凝胶复合材料无明显开裂。
从实施例1-12可以看出，本发明提供了一种利用模具制备气凝胶的方法，此方法由液压机上下加压对模具实现密封；模具侧面有可以注入、排出液体、气体的孔；注入溶胶，对模具整体加热后，使模具内溶胶溶剂达到近超临界态后凝胶；保温一段时间之后由模具小孔排出溶剂；最后给模具降温，液压机卸压，打开模具，取出气凝胶。该方法不同于传统快速超临界法通常需要在常规的高压容器内实现，无需常规的高压容器繁琐的开盖闭盖环节，便能够快速生成无收缩无开裂的特定形状气凝胶。
从实施例13可以看出，本发明提供了一种气凝胶以及气凝胶复合材料的制备方法，该方法的优点为相对于传统方法，本发明的方法制备速率明显增快，效果高，节约时间，节省成本。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种利用模具制备气凝胶的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将模具上下加压密封，形成临时的高压容器；
(2)通过模具注入孔向模具内注入溶胶或溶胶前驱体；
(3)将模具内溶胶加热使其达到超临界态，形成超临界溶胶；
(4)将所述超临界溶胶保温保压使其凝胶，形成为超临界凝胶；
(5)将模具内超临界流体从模具排气孔排出；
(6)脱模。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模具为热压注塑形模具，优选地，所述模具具有至少一个注入孔和至少一个排气孔。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，采用液压机对模具上下加压的方式密封模具；优选地，所述液压机中的模具的数量至少为一件，优选为1-12件；
优选地，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力不小于分散剂临界压力，更优选地，液压机对模具上下加压使得所述模具水平截面内压力为分散剂临界压力的1-8倍。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，采用密封条密封模具，所述密封条为金属箔、耐高温高分子材料薄膜和石墨纸中的一种或多种；优选地，所述金属箔为铝、铜、银、金、铂及其合金中的一种或多种；所述耐高温高分子材料薄膜为聚酰亚胺薄膜和/或聚醚醚酮薄膜；所述石墨纸为厚度为0.1-3mm的柔性石墨。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶胶的骨架成分为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钇、氧化锂、氧化钴、氧化铪、氧化镁、氧化钙、氧化铜、氧化钒、氧化镍、氧化锌、氧化铬、氧化铁、氧化锰和氧化锡中的一种或多种；
优选地，所述溶胶前驱体为硅、铝、钛、锆、钇、锂、钴、铪、镁、钙、铜、钒、镍、锌、铬、铁、锰和锡的醇盐、氯盐、硝酸盐以及甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶胶中的分散剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇及其同分异构体、己醇及其同分异构体、丙酮中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述加热的方法为电热丝加热、红外加热和导热介质加热中的一种或多种；
优选地，所述导热介质为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、仲丁醇、戊醇及其同分异构体、己醇及其同分异构体、丙酮和水中的一种或多种；
更优选地，所述加热的温度为高于导热介质临界温度，压力为高于导热介质的临界压力；以及所述保温的条件包括：在所述加热的温度条件下保温0.2-6小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超临界流体从模具排气孔排出使得模具内压力下降的速率为0.03-1MPa/min，优选为0.05-0.5MPa/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法在催化剂的存在下进行，所述催化剂包含在溶胶中，或者包含在溶胶前驱体中，或者包含在加热介质中；
优选的，所述催化剂为氨水、碳酸氢铵、氯化铵、尿素、碳酸氢钠、碳酸钠、甲酸钠、乙酸钠、乙酸铵、枸橼酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸、三乙胺、三羟甲基氨基甲烷、乌洛托品、巴比妥、甘氨酸、硼砂、硼酸、六甲基二硅氮烷、氟化钠、氟化钾、氟化铵和氢氟酸中的一种或多种；
更优选地，相对于溶胶、溶胶前驱体和加热介质的总体积，所述催化剂的浓度为10-7-1mol/L；最优选地，所述催化剂的浓度为10-5-10-3mol/L。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括在所述模具中内置材料，所述材料为多孔泡沫材料和/或纤维絮。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述多孔泡沫材料为通孔型泡沫玻璃砖和/或空心砖；所述纤维絮为玻璃棉、玻璃纤维针刺毡、硅酸铝纤维棉、硅酸铝纤维针刺毡、多晶氧化铝纤维毡和氧化锆纤维毡中的一种或多种。
12.权利要求1-11中任意一项所述的方法制备的气凝胶，其特征在于，所述气凝胶的体积收缩率为0-1％，比表面积为400-1000m2/g。
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