炭气凝胶制备成功的首要条件是要形成有机气凝胶。有机气凝胶最早出现于1989年，由美国 国家实验室  等人采用间苯二酚和甲醛作原料，经过溶液-凝胶、超临界干燥等过程制备而成。有机气凝胶的孔隙率为 ，典型孔隙尺寸为 ，网络胶体颗粒尺寸为 ，比表面积为  ,密度范围为   。虽然炭气凝胶的性能比较优良，但是其在制备过程中，对超临界干燥这一过程的要求比较严格，必须要在高温高压下才能得以进行，可想而知这一过程具有一定的危险性，而且制备所需时间较长、成本也较高，因而在一些方面限制了炭气凝胶的发展。

本文结合作者的研究方向，总结了炭气凝胶的制备方法、性能应用以及发展前景。

2 炭气凝胶的制备

炭气凝胶的制备可以简单的分为三步，首先是形成有机湿凝胶，再借助超临界干燥将凝胶孔隙中所含的水分清除掉，从而得到干凝胶。最后对干凝胶进行炭化就能制成新型纳米材料—炭气凝胶 。

2.1  溶胶-凝胶过程

制备炭气凝胶的首要条件就是得先在体系中形成凝胶。而且不管是从溶胶出发，还是从溶液出发，要想获得凝胶就必须确保胶粒间的相互作用力足够强，能够抵制胶粒和溶剂间的相互作用力。溶胶-凝胶的形成隶属于聚沉过程，凝胶形成之后，凝胶体系只是暂时失去了聚结稳定性，动力稳定性仍然保有，并且无沉淀，这几点是完全聚沉不具备的 ，

最初溶胶-凝胶工艺是通过胶体粉末溶胶的凝胶化来实现的，之后随着生产技术的成熟化，人们发现可以通过控制反应条件，借助化学反应生成溶胶 。溶胶-凝胶法的好处在于它所需的反应条件比较温和，正常情况不需要高温高压，对设备的要求也不高，制得体系的均匀性较好，产品纯度也较高；而且可以通过改变溶胶-凝胶的过程参数来裁剪和控制材料的结构等。

2.2  老化过程

虽然凝胶在溶胶-凝胶过程当中就已经形成，但是当凝胶孔内仍然充有液体时，凝胶的结构和性质则继续发生着变化，结构上最为明显的变化就是凝胶的孔径比先前大大增加了、网络结构也比之前粗很多，同时伴随着还有逐渐降低的比表面积，这就是凝胶的老化过程 。而分子间的桥键数目却随着凝胶的形成而逐渐增加。在老化过程中，凝胶将会发生缩聚、离浆收缩和粗化等变化 。