Pagrindinis skirtumas tarp aerogelio ir kserogelio yra tas, kad aerogeliai susidaro, kai skystis iš gelio ekstrahuojamas esant superkritinei būsenai, o kserogelis susidaro, kai skystis iš gelio išgarinamas kambario temperatūroje.
Gelio pagrindu pagaminti nano adsorbentai gali būti plačiai skirstomi į aerogelius, hidrogelius ir kserogelius. Aerogelius ir kserogelius galime apibūdinti kaip džiovintus gelius, kurie po džiovinimo gali išlaikyti porėtą tekstūrą. Šis išlaikymas gali būti visiškas arba dalinis. Šie akytieji geliai pasižymi patraukliomis savybėmis, atsirandančiomis dėl nepaprasto zolių ir gelių apdorojimo lankstumo. Tai galime derinti su įvairiomis džiovinimo technikomis, dėl kurių gali susidaryti aerogeliai arba kserogeliai.
Kas yra Aerogel?
Aerogelis gali būti apibrėžtas kaip kieta medžiaga, kuri susidaro iš gelio džiovinant superkritinėje būsenoje. Džiovinimo procesą aerogeliuose galima apibūdinti kaip džiovinimą šaldant, superkritinį džiovinimą arba džiovinimą aplinkos slėgiu. Aerogelis yra lengva medžiaga, o jo paviršiaus plotas svyruoja nuo 200 iki 1000 m2/g. Jis turi daug svarbių savybių, tokių kaip:
- Didelis kontroliuojamo porų dydžio pasiskirstymo kiekis
- Didelis laidumas
- Skaidrumas
- Mažas tankis
- Lankstumas
- Žema dielektrinė konstanta
- Didelis mechaninis stiprumas
01 pav.: Aerogelio buteliukas
Dėl šių savybių aerogelis yra puikus kandidatas įvairioms reikmėms, pavyzdžiui, vandens teršalų adsorbcijai. Palyginti, šio tipo gelis pasižymi dideliu paviršiaus plotu ir poringumu bei dideliu porų tūriu. Yra įvairių tipų aerogeliai, įskaitant grafeno pagrindu pagamintus aerogelius, silicio dioksido aerogelius, ceolito pagrindu pagamintus aerogelius ir tt Tai yra dažniausiai pasitaikantys aerogelių pavyzdžiai. Be to, šiuos aerogelius galima lengvai modifikuoti ir funkcionalizuoti, kad būtų pagerinta selektyvi adsorbcija dėl elektrostatinės sąveikos.
Kas yra Xerogel?
Xerogel yra kietos formos gelis, gaunamas džiovinant jį netrukdomai susitraukiant. Kserogelių džiovinimo procesas apima tirpiklio išgarinimą standartinėmis sąlygomis, naudojant įprastus metodus. Kserogeliai yra mezoporinės medžiagos, turinčios didelį šiluminį stabilumą. Svarbiausios kserogelio savybės yra šios:
- Netoksiškas
- Respublikonu
- Biologiškai suderinamas
- Didelis paviršiaus plotas
- Didelis poringumas
- Galima lengvai keisti
Dažniausi kserogelių pavyzdžiai yra anglies pagrindu pagaminti kserogeliai ir silicio dioksido aerogeliai. Dažniausiai tai yra vandens valymo tyrimai.
02 pav.: Porėtas Xerogel
Atsižvelgiant į džiovinimo procesą, alkoholis arba hidrogelis, gautas naudojant kitą procesą, paverčiamas kserogeliu. Šiame procese tūris sumažėja tokiu kiekiu, kuris yra lygus skysčio, kuris prarandamas išgaruojant, tūriui. Be to, gelis susitraukia dėl kapiliarinių jėgų, kurias poras užpildantis skystis veikia porų sienelę. Tai etapas, kai įvyksta didžiausi tūrio, svorio, tankio ir struktūros pokyčiai. Po to susitraukimas gali nutrūkti, nes išdžiūvęs gelio tinklas pasiekė didelį standumą.
Kuo skiriasi Airgel ir Xerogel?
Pagrindinis skirtumas tarp aerogelio ir kserogelio yra tas, kad aerogeliai susidaro, kai skystis iš gelio ekstrahuojamas esant superkritinei būsenai, o kserogelis susidaro, kai skystis iš gelio išgarinamas kambario temperatūroje. Be to, aerogelio paviršiaus plotas yra palyginti didesnis nei kserogelio.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami aerogelio ir kserogelio skirtumai lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – Airgel vs Xerogel
Aerogelis ir kserogelis yra svarbios kietų gelio medžiagų rūšys. Pagrindinis skirtumas tarp aerogelio ir kserogelio yra tas, kad aerogeliai susidaro, kai skystis iš gelio ekstrahuojamas esant superkritinei būsenai, o kserogelis susidaro, kai skystis iš gelio išgarinamas kambario temperatūroje.
