CN103864082B - 双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料及其制备方法。该双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法包括配制含有硅前驱体的醇溶液；配制含有水和催化剂的醇溶液；及将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物，将所述混合物于25℃～60℃的下搅拌反应4小时～10小时，分离纯化得到所述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的步骤。经试验证明，上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法能够原位制备得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。该方法工艺简单，能够大规模制备双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料，以提高电子封装的复合材料的热机械性能。

Description

双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及纳米粉体材料的制备技术领域，特别是涉及一种双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料及其制备方法。

背景技术

纳米二氧化硅球形粉体由于热膨胀系数低，同时具有高耐热、高耐湿及高介电等优越性能，目前已被广泛用做填料填充到聚合物和树脂基体中以降低复合材料的热膨胀系数。复合材料热膨胀系数的大小与纳米二氧化硅填料的填充量有关，纳米二氧化硅的填充量越高，复合材料的热膨胀系数越低。但随着纳米二氧化硅填充量的增大，复合体系的粘度也随之相应升高，限制了纳米二氧化硅填充量的进一步提高。同时，单一粒度的球形二氧化硅颗粒在堆积时往往产生很多空隙，导致堆积不紧密，堆积效率低。根据级配理论，对于多种离散粒径的颗粒进行堆积时，当粒径满足一定条件时，小颗粒就能够刚好填充到大颗粒堆积的空隙中，从而提高颗粒的堆积密度和堆积效率。如果在复合材料中能提高球形粉体的堆积效率(填充密度)，则一方面能降低成本和线性膨胀系数，另一方面由于堆积中“小球助推，大球助流”的作用，也有利于降低塑封料的熔融粘度，从而提高其流动性能。

因此通过将不同粒径分布的球形粉体相互掺杂可以促使填料接近理想密堆积状态，提高堆积效率，从而提高填充量降低膨胀系数。但纳米二氧化硅由于具有较大的比表面积而极易发生团聚，仅将两种不同粒径大小的单分散球形纳米二氧化硅颗粒进行机械地物理混合难以达到理想的混合效果和堆积状态。因此，原位制备出含有不同粒径分布的纳米二氧化硅对提高球形粉体在复合材料中填充密度进而进一步提高复合材料的热机械性能具有重要意义。

制备纳米二氧化硅的方法主要有干法和湿法。干法主要包括气相法，湿法主要包括溶胶-凝胶法、微乳液法、沉淀法。目前人们往往致力于通过改进各种制备方法来进一步改善所制备的单一尺寸二氧化硅的粒度均一性，而关于一步法制备具有双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的报道尚未发现，目前的研究忽视了双粒径分布单分散纳米二氧化硅作为填料使用时的有异性和重要性。

发明内容

基于此，有必要提供一种双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，以原位制备双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料，用以提高球形纳米二氧化硅在复合材料中的填充密度，从而提高电子封装的复合材料的热机械性能。

进一步，提供一种由上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

一种双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，包括如下步骤：

配制含有硅前驱体的醇溶液；

配制含有水和催化剂的醇溶液；及

将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物，将所述混合物于25℃～60℃的下搅拌反应4小时～10小时，分离纯化得到所述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

在其中一个实施例中，所述含有硅前驱体的醇溶液中，硅前驱体的浓度为0.1mol/L～1.0mol/L。

在其中一个实施例中，所述硅前驱体为正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，戊基三乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷。

在其中一个实施例中，所述含有水和催化剂的醇溶液中，所述水的浓度为5.0mol/L～10.0mol/L，所述催化剂的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L。

在其中一个实施例中，所述催化剂为氨水、尿素、二乙胺、三乙胺、赖氨酸或精氨酸。

在其中一个实施例中，所述将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物的步骤具体为：在搅拌条件下，同时将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液同时注入反应器中，得到混合物。

在其中一个实施例中，注入所述含有硅前驱体的醇溶液的速率为0.5mL/min～5mL/min，注入所述含有水和催化剂的醇溶液的速率为0.5mL/min～50mL/min。

在其中一个实施例中，所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液中，醇溶剂均为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇或戊醇。

一种上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料，所述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅，所述小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为50纳米～100纳米，所述大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为250纳米～500纳米。

经试验证明，上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法能够原位制备得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。该方法工艺简单，能够大规模制备双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料，以提高电子封装的复合材料的热机械性能。

附图说明

图1为一实施方式的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法图；

图2为实施例1制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的SEM图；

图3为实施例2制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的SEM图；

图4为实施例3制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的SEM图；

图5为实施例4制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的SEM图；

图6为实施例5制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的SEM图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1，一实施方式的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，包括如下步骤S110～步骤S120。

步骤S110：配制含有硅前驱体的醇溶液。

硅前驱体优选为正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，戊基三乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷。

将硅前驱体溶于醇溶剂中，配制得到含有硅前驱体的醇溶液。醇溶剂优选为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇或戊醇。

优选地，将硅前驱体溶于醇溶剂中，然后放入超声波浴中超声5分钟～30分钟，使硅前驱体均匀分散。

优选地，含有硅前驱体的醇溶液中，硅前驱体的浓度为0.1mol/L～1.0mol/L。选用0.1mol/L～1.0mol/L的硅前驱体浓度能够较好地将所制备的二氧化硅颗粒的粒径控制在纳米尺寸范围内。

步骤S120：配制含有水和催化剂的醇溶液。

催化剂用于催化硅前驱体水解生成二氧化硅。催化剂优选为氨水、尿素、二乙胺、三乙胺、赖氨酸或精氨酸。水为去离子水。

将水和催化剂溶于醇溶剂中，配制得到含有水和催化剂的醇溶液。醇溶剂优选为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇或戊醇。

优选地，将水和催化剂溶于醇溶剂中，然后放入超声波浴中超声5分钟～30分钟，使水和催化剂均匀分散。

优选地，含有水和催化剂的醇溶液中，水的浓度为5.0mol/L～10.0mol/L，催化剂的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L。

选用5.0mol/L～10.0mol/L的水浓度有利于加快硅前驱体的水解反应从而促进二次成核。当催化剂含有水时，例如催化剂为氨水时，该水的浓度5.0mol/L～10.0mol/L的计算包括氨水中的水和配制含有水和催化剂的醇溶液时所加入的水。

选用0.5mol/L～2.0mol/L的催化剂浓度有利于将所制备的二氧化硅颗粒粒径控制在纳米尺寸范围内，同时确保制备得到的二氧化硅的形貌接近理想的球形。当催化剂含有水时，例如催化剂为氨水时，该催化剂浓度0.5mol/L～2.0mol/L的计算不包括水。

步骤S130：将含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物，将混合物于25℃～60℃的下搅拌反应4小时～10小时，分离纯化得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

将含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物的步骤具体为：在搅拌条件下，同时将含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液同时注入反应器中，得到混合物。

搅拌可以是机械搅拌，也可以为磁力搅拌。

通过同时加入含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液，并分别控制含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液的注入速度，一方面，能有效控制反应过程中的二次成核过程，从而得到单分散性较好的双粒径分布的球形纳米二氧化硅颗粒混合体系；另一方面，能有效控制大、小尺寸球形纳米二氧化硅的粒径大小，制备一系列大、小尺寸各不相同的双粒径分布球形纳米二氧化硅颗粒混合体系，满足不同的使用需求。

优选地，注入含有硅前驱体的醇溶液的速率为0.5mL/min～5mL/min，注入含有水和催化剂的醇溶液的速率为0.5mL/min～50mL/min。

更优选地，注入含有硅前驱体的醇溶液的速率为2mL/min，注入含有水和催化剂的醇溶液的速率为4mL/min。

优选地，含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液的体积比为0.5～1.2:1。

将混合物于25℃～60℃的下搅拌反应4小时～10小时后，进行过滤或离心，取沉淀，将沉淀干燥后得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。该双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为粉末状。

干燥的方法具体为于80℃下真空干燥24小时。

上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法通过将含有硅前驱体的醇溶液和含有水和催化剂的醇溶液混合后，控制合适的反应温度和反应时间，生成双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。该方法工艺简单，对设备要求低，反应的温度仅为25℃～60℃，能耗低，制备成本低。

并且，通过合理设置含有硅前驱体的醇溶液中的硅前驱体的浓度、含有水和催化剂的醇溶液中的水和催化剂的浓度、两种溶液的体积比及加料方式和加料速度，有利于控制所生成的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的粒径和形貌，制备得到粒径均一性好、分散均匀、堆积密度高的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

进一步，提供一种由上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

该双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅。小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为50纳米～100纳米，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为250纳米～500纳米。

上述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料由上述方法原位生成，使得小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅混合分散均匀，堆积密度高。避免了仅将两种不同粒径大小的单分散球形纳米二氧化硅进行机械地物理混合难以达到理想的混合效果和堆积状态的问题，有利于提高电子封装的复合材料的热机械性能。

以下通过具体实施例进一步阐述。

实施例1

1、取5mL的正硅酸四乙酯，加入至45mL无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液；其中，正硅酸四乙酯的浓度为0.45mol/L；

2、取2.5mL的去离子水和4mL的氨水，加入到41mL的无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和氨水的乙醇溶液；其中，水的浓度为6.0mol/L，氨的浓度为1.1mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液和含有水和氨水的乙醇溶液分别以2mL/min和4mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于30℃下反应10h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时，得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例1制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅颗粒的场发射扫描电镜图如图2所示。由图2可以看出，实施例1制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为100nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为500nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例2

1、取5mL的正硅酸四乙酯，加入至45mL无水乙醇中，在超声波浴中超声15min得到均匀分散的含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液；其中，正硅酸四乙酯的浓度为0.45mol/L；

2、取6.5mL的去离子水和4mL的氨水，加入到39.5mL的无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和氨水的乙醇溶液；其中，水的浓度为10.0mol/L，氨的浓度为1.0mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液和含有水和氨水的乙醇溶液分别以1mL/min和3mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于60℃下反应4h，过滤，并用无水乙醇洗涤滤饼后，将滤饼在80℃条件下真空干燥24小时，得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例2制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的场发射扫描电镜图如图3所示。由图3可以看出，实施例2制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为50nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为250nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例3

1、取5mL的正硅酸四乙酯，加入至45mL无水乙醇中，在超声波浴中超声30min得到均匀分散的含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液；其中，正硅酸四乙酯的浓度为0.45mol/L；

2、取5mL的去离子水和4mL的氨水，加入到41mL的无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的的含有水和氨水的乙醇溶液；其中，水的浓度为8.5mol/L，氨的浓度为1.0mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液和含有水和氨水的乙醇溶液分别以3mL/min和10mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于40℃下反应6h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例3制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的场发射扫描电镜图如图4所示。由图4可以看出，实施例3制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为100nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为350nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例4

1、取11.5mL的正硅酸四乙酯，加入至38mL无水乙醇中，在超声波浴中超声10min得到均匀分散的含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液；其中，正硅酸四乙酯的浓度为1.0mol/L；

2、取5mL的去离子水和2mL的氨水，加入到43mL的无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和氨水的乙醇溶液；其中，水的浓度为7.0mol/L，氨的浓度为0.5mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液和含有水和氨水的乙醇溶液分别以5mL/min和5mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于60℃下反应10h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例4制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅颗粒的场发射扫描电镜图如图5所示，由图5可以看出，实施例4制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为50nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为250nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例5

1、取1.7mL的正硅酸四乙酯，加入至47.5mL无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液；其中，正硅酸四乙酯的浓度为0.15mol/L；

2、取2.7mL的去离子水，7.5mL的氨水，加入到41mL的无水乙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和氨水的乙醇溶液；其中，水的浓度为8.4mol/L，氨的浓度为1.9mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有正硅酸四乙酯的乙醇溶液和含有水和氨水的乙醇溶液分别以3.5mL/min和3.5mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于30℃下反应10h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例5制备的双粒径分布的球形纳米二氧化硅颗粒的场发射扫描电镜图如图6所示，由图6可以看出，实施例5制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为70nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为250nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例6

1、取5mL的四甲氧基硅烷，加入至38mL正丙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有四甲氧基硅烷的正丙醇溶液；其中，四甲氧基硅烷的浓度为0.78mol/L；

2、取5mL的去离子水，5g的尿素，加入到45mL的正丙醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和尿素的正丙醇溶液；其中，水的浓度为5.6mol/L，尿素的浓度为1.67mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有四甲氧基硅烷的正丙醇溶液和含有水和尿素的正丙醇溶液分别以0.5mL/min和0.5mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于25℃下反应10h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例6制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为80nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为300nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例7

1、取5mL的四乙氧基硅烷，加入至38mL戊醇中，在超声波浴中超声20min得到均匀分散的含有四甲氧基硅烷的戊醇溶液；其中，四乙氧基硅烷的浓度为0.52mol/L；

2、取5.5mL的去离子水，5.5mL的三乙胺，加入到45mL的戊醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和三乙胺的戊醇溶液；其中，水的浓度为5.5mol/L，三乙胺的浓度为0.70mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有四乙氧基硅烷的戊醇溶液和含有水和三乙胺的戊醇溶液分别以4mL/min和20mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于50℃下反应8h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例7制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为60nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为280nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

实施例8

1、取5mL的四丙氧基硅烷，加入至38mL异丁醇中，在超声波浴中超声25min得到均匀分散的含有四丙氧基硅烷的异丁醇溶液；其中，四丙氧基硅烷的浓度为0.52mol/L；

2、取5.0mL的去离子水，5.g的赖氨酸，加入到50mL的异丁醇中，在超声波浴中超声5min得到均匀分散的含有水和赖氨酸的异丁醇溶液；其中，水的浓度为5.05mol/L，赖氨酸的浓度为0.62mol/L；

3、机械搅拌下，将上述含有四乙氧基硅烷的异丁醇溶液和含有水和赖氨酸的异丁醇溶液分别以2.5mL/min和15mL/min的加料速度同时注入到反应器中，于40℃下反应5h，离心分离后，将下层沉淀用无水乙醇洗涤并重复三次，最后在80℃条件下真空干燥24小时得到双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料。

实施例7制备得到的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料为包括小粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合物体系，小粒径球形纳米二氧化硅的粒径为100nm，大粒径球形纳米二氧化硅的粒径为400nm。该混合体系中，粒径球形纳米二氧化硅和大粒径球形纳米二氧化硅的混合程度高，分散均匀，堆积密度高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

配制含有硅前驱体的醇溶液；

配制含有水和催化剂的醇溶液；及

将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物，将所述混合物于25℃～60℃下搅拌反应4小时～10小时，分离纯化得到所述双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料；

所述将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液混合得到混合物的步骤具体为：在搅拌条件下，将所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液同时注入反应器中，得到混合物；

注入所述含有硅前驱体的醇溶液的速率为0.5mL/min～5mL/min，注入所述含有水和催化剂的醇溶液的速率为0.5mL/min～50mL/min；

所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液的体积比为0.5～1.2:1；

所述含有硅前驱体的醇溶液中，硅前驱体的浓度为0.1mol/L～1.0mol/L；

所述含有水和催化剂的醇溶液中，所述水的浓度为5.0mol/L～10.0mol/L，所述催化剂的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L。

2.根据权利要求1所述的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述硅前驱体为正硅酸四乙酯、四甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，戊基三乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为氨水、尿素、二乙胺、三乙胺、赖氨酸或精氨酸。

4.根据权利要求1所述的双粒径分布的球形纳米二氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述含有硅前驱体的醇溶液和所述含有水和催化剂的醇溶液中，醇溶剂均为无水甲醇、无水乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇或戊醇。