Nyckelskillnaden mellan aerogel och xerogel är att aerogel bildas när vätskan från gelén extraheras i ett superkritiskt tillstånd, medan xerogel bildas när vätskan från gelén förångas vid rumstemperatur.
Gelbaserade nanoadsorbenter kan brett klassificeras i aerogel, hydrogel och xerogel. Vi kan beskriva aerogeler och xerogeler som torkade geler som kan behålla sin porösa textur efter torkningsprocessen. Denna kvarhållning kan vara antingen fullständig eller partiell. Dessa porösa geler har attraktiva egenskaper som härrör från den extraordinära flexibiliteten i sol-gel-bearbetningen. Vi kan kombinera detta med olika torktekniker, vilket kan leda till aerogeler eller xerogeler.
Vad är Aerogel?
Aerogel kan definieras som ett fast ämne som bildas från en gel genom att torka i ett superkritiskt tillstånd. Torkningsprocessen i aerogeler kan beskrivas som frystorkning, superkritisk torkning eller torkning med omgivande tryck. Aerogel är ett lättviktsmaterial och uppvisar en stor yta som sträcker sig mellan 200 – 1000 m2/g. Den har många viktiga egenskaper som:
- En stor mängd kontrollerad porstorleksfördelning
- Hög ledningsförmåga
- Transparency
- A low density
- Flexibilitet
- Låg dielektrisk konstant
- Hög mekanisk styrka
Figur 01: A Vial of Aerogel
Dessa egenskaper gör aerogel till en potent kandidat för ett brett spektrum av applikationer, såsom adsorption av vattenföroreningar. Jämförelsevis uppvisar denna typ av gel en stor ytarea och porositet tillsammans med en stor porvolym. Det finns olika typer av aerogeler, inklusive grafenbaserade aerogeler, kiseldioxidbaserade aerogeler, zeolitbaserade aerogeler, etc. Dessa är de vanligaste exemplen på aerogeler. Dessutom kan dessa aerogeler enkelt modifieras och funktionaliseras för att förbättra selektiv adsorption via elektrostatisk interaktion.
Vad är Xerogel?
Xerogel är en fast form av en gel som erhålls genom att torka den med obehindrad krympning. Torkningsprocessen för xerogeler involverar lösningsmedelsavdunstning under standardbetingelser med användning av konventionella metoder. Xerogeler är mesoporösa material med hög termisk stabilitet. De viktigaste egenskaperna hos xerogel är följande:
- Icke-giftig
- Kostnadseffektivt
- Biokompatibel
- Hög yta
- Hög porositet
- Kan enkelt ändras
De vanligaste exemplen på xerogeler är kolbaserade xerogeler och kiseldioxidbaserade aerogeler. Det här är mestadels studier för vattenrening.
Figur 02: Porös Xerogel
När man överväger torkprocessen, omvandlas alkogel eller hydrogel som erhålls från en annan process till xerogel. I denna process minskar volymen med en mängd som är lika med volymen av vätskan som går förlorad vid avdunstning. Dessutom uppstår geléns krympning på grund av de kapillärkrafter som utövas av den porfyllande vätskan till porväggen. Detta är det stadium där de största förändringarna i volym, vikt, densitet och struktur inträffar. Därefter kan krympningen upphöra eftersom det torkade gelnätverket har nått en viss avsevärd styvhet.
Vad är skillnaden mellan Aerogel och Xerogel?
Nyckelskillnaden mellan aerogel och xerogel är att aerogel bildas när vätskan från gelén extraheras i ett superkritiskt tillstånd, medan xerogel bildas när vätskan från gelén förångas vid rumstemperatur. Dessutom har aerogel en jämförelsevis större yta än xerogel.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan aerogel och xerogel i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Aerogel vs Xerogel
Aerogel och xerogel är viktiga typer av fasta gelmaterial. Den viktigaste skillnaden mellan aerogel och xerogel är att aerogel bildas när vätskan från gelén extraheras i ett superkritiskt tillstånd, medan xerogel bildas när vätskan från gelén förångas vid rumstemperatur.
