气凝胶是目前已知导热系数最低、密度最低的固体材料，具有超长的使用寿命、超强的隔热性能、超高的耐火性能等，由于其超强隔热等性能，早期主要应用在航天、军工和国防领域，随后逐步扩展至石化、工业、建筑、交通、日用等领域；在电极载体材料、催化材料、传感材料、纳米灭菌材料、药物释放等诸多新兴领域均有广泛研究。
气凝胶分类较多，主要包括：无机氧化物气凝胶、碳气凝胶、有机气凝胶、金属气凝胶、复合气凝胶以及各种新型气凝胶等。其中，SiO2为代表的无机氧化物气凝胶是研究时间最长、技术最成熟、工艺最完善、应用最广泛的气凝胶，也是目前唯一实现大规模量产的气凝胶。
原材料为硅源的气凝胶，溶剂包括水、乙醇等，乙醇作为共溶剂促进混合均匀。反应初期，硅源通过水解得到活性单体硅酸，然后硅酸之间缩聚后生成了以硅氧（－Si－O－Si－）为主体的聚合物（溶胶）， 进而相互交联形成具有三维网络结构的凝胶骨架。凝胶骨架之间存在着大量的孔隙，填充着乙醇、水等溶剂分子。
制得湿凝胶并经老化后，可采用纤维复合和柔韧改性来提高力学强度，疏水改性增加疏水性，掺杂改性提高高温下的稳定性，从而弥补 SiO2 气凝胶自身力学性质差、吸水后结构易坍塌等缺点。是常见的改性方法。
资料来源：《气凝胶材料及其应用》
资料来源：中国腐蚀和防护网，中国银河证券研究院注：全区提包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、水玻璃等
二氧化硅气凝胶溶胶-凝胶过程图
资料来源：岩拓官网，中国银河证券研究院
干燥工艺是制约制备流程成本的主要因素。通常制备气凝胶的干燥方法主要分为 4 类：超临界干燥、亚临界干燥、冷冻干燥及常压干燥。
资料来源：CNKI，中国银河证券研究院
资料来源：头豹研究院，中国银河证券研究院
资料来源：观研报告网、搜狐网、中国银河证券研究院
但是超临界 CO2 干燥法工艺较为成熟，工艺包完善，为市面上较多采用的气凝胶生产工艺，如爱彼爱和、晨光新材、宏柏新材等公司均采用此方法。
资料来源：《气凝胶材料及其应用》、开元证券研究所
来源：知乎专栏《新材料行研》
原文始发于微信公众号（艾邦气凝胶论坛）：二氧化硅气凝胶制备：溶胶-凝胶工艺及其各干燥技术对比