二氧化硅（SiO₂）气凝胶粉是目前新能源、建筑节能、航空航天领域热门的隔热保温材料，主要用于锂电池隔热垫片、建筑外墙保温涂料、管道保温层、真空隔热板芯材等产品。近年来双碳目标推动下，建筑节能和动力电池安全领域对高效隔热材料需求爆发，超细轻质、高孔隙率的SiO₂气凝胶粉供不应求，量产化低成本制备技术成为行业研发热点。

SiO₂气凝胶一般是先通过溶胶凝胶法得到湿凝胶，再经过干燥工艺得到块体或粉末，传统超临界干燥工艺设备投资大、安全风险高、量产成本高，没法大规模推广应用，而常压干燥工序繁琐，制备周期长，产品批次稳定性差。喷雾干燥法直接把SiO₂溶胶雾化干燥成粉，工序短易放大，但容易出现颗粒开裂、孔隙率不够、容重偏高的问题，对雾化参数和温度控制要求很高。

案例1：实验室小试开发疏水型SiO₂气凝胶粉

某新材料研发团队要做小试工艺开发，目标是制备疏水型超细SiO₂气凝胶粉，用于建筑外墙隔热涂料，要求颗粒容重控制在0.06g/cm³以内，疏水角大于120°。实验用的物料是经过表面疏水改性的二氧化硅溶胶，固含量8%，不需要添加壁材，团队选了那艾实验室小型喷雾干燥机（NAI-LSD），采用标配二流体雾化方式，溶剂为去离子水，一开始试的时候，进风温度设到210℃，出来的粉颗粒偏硬，容重升到了0.08g/cm³，孔隙率也不够，分析是进风温度太高，溶胶液滴表面快速结壳，内部水分没法出来，憋得颗粒密度变大。后来把参数调整为进风温度160℃，出风温度稳定在72℃，雾化压力0.15MPa，进料流量15mL/min，干燥出来的粉末蓬松不结块，过200目筛后测得收率82%，容重0.052g/cm³，疏水角达到132°，孔隙率94%，完全满足涂料添加要求，小试一次性就拿到了合格样品，比之前做常压干燥省了3天的工序时间。

案例2：中试量产亲水性SiO₂气凝胶粉，用于锂电池隔热

某新能源材料企业要做中试验证，目标是量产亲水性SiO₂气凝胶粉，用于动力锂电池的隔热包材，要求出粉率高，颗粒流动性好，容重稳定在0.05-0.07g/cm³。这个项目放大需要处理量更大的设备，而且要求雾化均匀，避免出现大颗粒影响后续加工，选了那艾离心式喷雾干燥机（NAI-CSD5），物料是未改性的亲水性二氧化硅溶胶，固含量12%，溶剂为纯水，一开始进料流量开太大，达到80L/h，出风温度升到了90℃，出来的粉含水率偏高，存放3天就结块，分析是进料太快，干燥不充分。后来调整参数，进风温度180℃，出风温度控制在80℃，离心转速15000rpm，进料流量稳定在50L/h，风机风量保持800m³/h，干燥出来的粉末自然松散，不需要二次粉碎，测得整体收率89%，颗粒平均粒径12μm，容重0.061g/cm³，孔隙率92.5%，导热系数低至0.018W/(m·K)，完全满足动力电池隔热材料的性能要求，连续生产72小时设备运行稳定，批次间容重偏差不到5%，比超临界干燥工艺成本降低了40%以上。

案例3：有机溶剂体系制备高纯度SiO₂气凝胶粉，用于航天隔热

某航空材料研发单位需要制备高纯度低杂质的SiO₂气凝胶粉，采用的是乙醇凝胶工艺，体系是无水乙醇有机溶剂，要求干燥过程安全防爆，同时保留凝胶内部的孔隙结构。这个场景普通喷雾干燥机不能用，所以选了那艾有机溶剂喷雾干燥机（NAI-CLSD），设备本身自带惰性气体保护和防爆系统，符合有机溶剂的干燥要求，物料是乙醇置换后的二氧化硅醇凝胶溶胶，固含量6%，不需要添加壁材，雾化方式采用二流体气流雾化，一开始因为惰性气体保护下氧含量控制不好，升温的时候一直报警，后来把氮气进气量调整到进风氧含量控制在3%以下，参数设置为进风温度140℃，出风温度65℃，雾化压力0.2MPa，进料流量10mL/min，整个干燥过程运行平稳，没有安全风险，最终得到的高纯度SiO₂气凝胶粉收率78%，杂质总含量低于0.01%，容重0.048g/cm³，导热系数0.016W/(m·K)，各项指标完全符合航天飞行器隔热层的使用要求，解决了之前超临界干燥制备高纯度粉成本太高、没法多批次供货的问题。

三个不同场景的案例做下来，不难发现用那艾喷雾干燥制备二氧化硅气凝胶粉，完全可以替代传统的超临界干燥和常压干燥工艺，实验室小试用小型设备快速摸索参数，中试量产根据雾化需求选离心或气流机型，有机溶剂体系用防爆机型就能安全解决问题。核心的工艺要点就是控制好进风温度不要过高，避免液滴表面过早结壳导致容重上升，根据固含量调整进料流量，保证出风温度稳定，就能得到蓬松多孔、容重达标的合格气凝胶粉，而且工艺简单易放大，成本比传统工艺低很多，适合大规模量产，能很好满足当前建筑节能、新能源、航空航天等领域对低成本二氧化硅气凝胶粉的需求。