Der Hauptunterschied zwischen Aerogel und Xerogel besteht darin, dass sich Aerogele bilden, wenn die Flüssigkeit aus dem Gel in einem überkritischen Zustand extrahiert wird, während sich Xerogel bildet, wenn die Flüssigkeit aus dem Gel bei Raumtemperatur verdampft wird.
Gelbasierte Nanoadsorptionsmittel können grob in Aerogele, Hydrogele und Xerogele eingeteilt werden. Wir können Aerogele und Xerogele als getrocknete Gele beschreiben, die nach dem Trocknungsprozess ihre poröse Textur beh alten können. Diese Zurückh altung kann entweder vollständig oder teilweise sein. Diese porösen Gele haben attraktive Eigenschaften, die sich aus der außergewöhnlichen Flexibilität der Sol-Gel-Verarbeitung ergeben. Wir können dies mit verschiedenen Trocknungstechniken kombinieren, die zu Aerogelen oder Xerogelen führen können.
Was ist Aerogel?
Aerogel kann als ein Feststoff definiert werden, der sich durch Trocknen in einem überkritischen Zustand aus einem Gel bildet. Der Trocknungsprozess in Aerogelen kann als Gefriertrocknung, superkritische Trocknung oder Umgebungsdrucktrocknung beschrieben werden. Aerogel ist ein leichtes Material und weist eine große Oberfläche auf, die zwischen 200 – 1000 m2/g liegt. Es hat viele wichtige Eigenschaften wie:
- Eine große Menge an kontrollierter Porengrößenverteilung
- Eine hohe Leitfähigkeit
- Transparenz
- Eine geringe Dichte
- Flexibilität
- Niedrige Dielektrizitätskonstante
- Hohe mechanische Festigkeit
Abbildung 01: Ein Fläschchen mit Aerogel
Diese Eigenschaften machen Aerogel zu einem potenten Kandidaten für eine Vielzahl von Anwendungen, wie z. B. die Adsorption von Wasserverunreinigungen. Vergleichsweise weist dieser Geltyp eine große Oberfläche und Porosität zusammen mit einem großen Porenvolumen auf. Es gibt verschiedene Arten von Aerogelen, darunter Aerogele auf Graphenbasis, Aerogele auf Silicabasis, Aerogele auf Zeolithbasis usw. Dies sind die häufigsten Beispiele für Aerogele. Darüber hinaus können diese Aerogele leicht modifiziert und funktionalisiert werden, um die selektive Adsorption durch elektrostatische Wechselwirkung zu verbessern.
Was ist Xerogel?
Xerogel ist eine feste Form eines Gels, das durch Trocknen mit ungehinderter Schrumpfung erh alten wird. Der Trocknungsprozess von Xerogelen umfasst die Lösungsmittelverdampfung unter Standardbedingungen unter Verwendung herkömmlicher Verfahren. Xerogele sind mesoporöse Materialien mit hoher thermischer Stabilität. Die wichtigsten Eigenschaften von Xerogel sind wie folgt:
- Ungiftig
- Kostengünstig
- Biokompatibel
- Hohe Oberfläche
- Hohe Porosität
- Kann leicht geändert werden
Die häufigsten Beispiele für Xerogele sind Xerogele auf Kohlenstoffbasis und Aerogele auf Silicabasis. Dies sind meist Studien zur Wasserreinigung.
Abbildung 02: Poröses Xerogel
Bei der Betrachtung des Trocknungsprozesses wird Alcogel oder Hydrogel, das aus einem anderen Prozess gewonnen wird, in Xerogel umgewandelt. Dabei nimmt das Volumen um einen Betrag ab, der dem Volumen der durch Verdunstung verlorenen Flüssigkeit entspricht. Außerdem tritt die Schrumpfung des Gels aufgrund der Kapillarkräfte auf, die von der porenfüllenden Flüssigkeit auf die Porenwand ausgeübt werden. Dies ist das Stadium, in dem die größten Änderungen in Volumen, Gewicht, Dichte und Struktur auftreten. Danach kann die Schrumpfung aufhören, da das getrocknete Gelnetzwerk eine beträchtliche Steifigkeit erreicht hat.
Was ist der Unterschied zwischen Aerogel und Xerogel?
Der Hauptunterschied zwischen Aerogel und Xerogel besteht darin, dass sich Aerogele bilden, wenn die Flüssigkeit aus dem Gel in einem überkritischen Zustand extrahiert wird, während sich Xerogel bildet, wenn die Flüssigkeit aus dem Gel bei Raumtemperatur verdampft wird. Außerdem hat Aerogel eine vergleichsweise größere Oberfläche als Xerogel.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen Aerogel und Xerogel in Tabellenform zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Aerogel vs. Xerogel
Aerogel und Xerogel sind wichtige Arten von festen Gelmaterialien. Der Hauptunterschied zwischen Aerogel und Xerogel besteht darin, dass sich Aerogele bilden, wenn die Flüssigkeit aus dem Gel in einem überkritischen Zustand extrahiert wird, während sich Xerogel bildet, wenn die Flüssigkeit aus dem Gel bei Raumtemperatur verdampft wird.
