CN104338512B - 一种以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶 - Google Patents

一种以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶，及其制备步骤。以A类烷氧基硅烷和B类烷氧基硅烷的混合物为原料，按一定配比将溶剂、热裂解性化合物、酸性水溶液形成凝胶后，经过老化后直接进行常压干燥，制得亲酯疏水性硅气凝胶。本发明克服了超临界工艺设备投资大、效率低、成本高等缺点，且制备出的硅气凝胶具有比表面积高、密度低、孔径大、孔隙率高等特点。

Description

一种以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶
技术领域
本发明涉及一种以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶，及其制备步骤。特别涉及硅气凝胶在空气净化、污水处理、化工提纯、海水纯化、溶剂回收等领域的应用。
背景技术
气凝胶是一种结构可控的纳米多孔轻质材料，其孔隙率可高达80～99.8%，比表面积为800～1000m2/g，密度可低至0.002g/cm3，典型孔洞尺寸为1～100nm（Journal of Sol-Gel Science and Technology，38（1）：55-61）。从1975年至今，仅被SCI收录的文献就有1000多篇，而美国第250期《科学》杂志更是将其列为20世纪90年代世界十大热门科学技术之一（宇航材料工艺，2009，1：3-34）。气凝胶在材料制备和性能基础及应用方面，已经取得了引人瞩目的成就。目前，气凝胶因其独特的结构和性质已被广泛应用于声阻抗耦合材料、催化剂及载体、高效隔热材料、制备高效可充电电池以及激光变靶材料等诸多领域。
气凝胶因为具有较大的比表面积，作为一种重要的过滤、吸附材料应用于环保、空气净化等许多领域。颗粒状活性炭、活性炭纤维、硅胶是目前应用较广的吸附材料，但这些材料都有其不利因素。比如，活性炭纤维价格昂贵，强度较差。这类活性炭材料具有一定的水吸附特性，对于处理含有水汽的废气和在潮湿环境中应用是不利的。还有，由于活性炭本身可燃，在大量可燃溶剂的吸附和再生场合，容易产生集热效应，存在安全隐患，需相应的辅助安全设施，提高了运行成本。常见的硅胶的比表面积一般不到400m2/g，其孔隙率也仅为30～60%左右，故其吸附率一般，且表面亲水，遇潮仍会降低其吸附效率。
硅气凝胶具有极大的比表面积、孔隙率，相比传统的活性炭材料，硅气凝胶的吸附性要强得多，其吸附容量比等量的粒状活性炭高出两个数量级，可以吸附空气中的绝大多数有害气体。硅气凝胶也能用于城市的废水处理与汽车尾气的吸收（Journal of Non-Crystalline Solids，2004，350：224-229）。
本发明通过实验研制了不同配比的原料来改变硅气凝胶的孔径、孔隙率、比表面积等性质，从而能对不同性质物质的起到吸收作用。同时本发明的硅气凝胶是一种疏水亲酯的化合物，确保了在潮湿环境下的吸附效率。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种原料低廉、选择性好、吸脱附性能强的硅气凝胶。本发明的硅气凝胶以烷氧基硅烷的混合物为原料制备的硅气凝胶，通过改变烷氧基硅烷的混合物的不同配比改变产物的性能，达到产物具有不同的孔径、孔隙率，从而对不同性质的挥发性有机物及细小颗粒物起到良好的吸附选择性和吸附容量。
为了便于理解本发明的技术方案，首先对本发明所涉及的术语作如下定义：
本发明所述的“表面活性剂”是指非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂中的任一种，或者两种以上的混合物，主要是十六烷基三甲基氯化铵、聚乙二醇壬基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、溴化鲸蜡基三甲基铵、氯化鲸蜡基三甲基铵、十二烷基磺酸钠中的一种或两种以上的混合物。
本发明所述的“热裂解性化合物”是指尿素、脲、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或两种以上的混合物。
本发明所述的“酸性溶液”是指盐酸、硫酸、醋酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸或其混合物的水溶液。
本发明所述的“溶剂”是指甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙酮或其混合物。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明的硅气凝胶的制备原料烷氧基硅烷的混合物必须包含A类烷氧基硅烷和B类烷氧基硅烷。其中：
A类烷氧基硅烷任选自：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-正丙基三甲氧基硅烷、N-正丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷的一种或一种以上混合物；
其中，A类烷氧基硅烷优选自：甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-正丙基三甲氧基硅烷、N-正丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷的一种或一种以上混合物；
B类烷氧基硅烷任选自：二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、环己基甲基二乙氧基硅烷、氯丙基甲基二甲氧基硅烷、氯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷、巯丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丙基二乙氧基硅烷的一种或一种以上混合物；
其中，B类烷氧基硅烷优选自：二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、环己基甲基二乙氧基硅烷、氯丙基甲基二甲氧基硅烷、氯丙基甲基二乙氧基硅烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷、巯丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷的一种或一种以上混合物；
但混合的烷氧基硅烷不包括以下混合物：甲基三甲氧基硅烷与二甲基二甲氧基硅烷的混合物、乙烯基三甲氧基硅烷与乙烯基甲基二甲氧基硅烷的混合物、γ-巯丙基三甲氧基硅烷与巯丙基甲基二甲氧基硅烷的混合物。
本发明所述以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶中，烷氧基硅烷的混合物中A类烷氧基硅烷和B类烷氧基硅烷的摩尔比为1～5﹕1，优选为1～2﹕1。
本发明所述以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶可以由以下步骤制备得到：
步骤1：将0.01～0.1mol表面活性剂和1～5mol热裂解性化合物溶解于200～400mL浓度为2～20mM的酸性溶液，然后加入1mol A类及B类烷氧基硅烷的混合物，室温搅拌0.5～2小时后，转入密闭容器中在60～90℃下静置5～10小时使其凝胶化；
步骤2：制得的凝胶倒出原有溶液后，加入200～400mL的溶剂，在40～60℃下静置12～48小时，每12小时除去原有溶液，重新加入等量相同的溶剂；
步骤3：将老化后的凝胶在30～60℃干燥12～24小时，再在60～100℃下干燥12～24小时，最终得到亲酯巯水性硅气凝胶。
本发明所述步骤1中表面活性剂、热裂解性化合物与烷氧基硅烷的混合物的摩尔比为0.01～0.1﹕1～5﹕1，优选为0.05～0.08﹕1.2～2.5﹕1。
本发明所述步骤1中所述的酸性溶液中的酸选自盐酸、硫酸、醋酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸或其混合物。
本发明所述步骤2中所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙酮或其混合物。
本发明具有以下优点：
本发明的以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶，其孔径达到2～10nm、孔隙率达到85～95%、密度达到0.10～0.15g/cm3。这些指标能通过改变原料烷氧基硅烷的配比进行调节，这对提高挥发性有机污染物及细小颗粒物的吸附选择、吸附量和脱吸附效率都非常有利。
本发明的以烷氧基硅烷的混合物所制备的硅气凝胶，作为挥发性有机污染物及细小颗粒物的吸附剂成本较低。
本发明的制备方法简单方便，易实现工业化生产。
具体实施方式
给出下列制备例和实施例，使本领域技术人员能够更清楚地理解和实施本发明。它们不应被解释为限制本发明的范围，仅仅是其例证和代表。
实施例1：
将0.8g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵、3.0g热裂解性化合物尿素溶解于15mL浓度为10mM醋酸水溶液中。然后加入3mL（19.6mmol）乙烯基三甲氧基硅烷和2mL（14.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约5小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入乙醇15mL，60℃下静置凝胶24小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜乙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。利用N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布等进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径6.041nm、孔径分布2-10nm、密度0.12g/cm3、孔隙率92%。
实施例2:
根据实施例1，除了用非离子表面活性剂聚乙二醇壬基苯基醚0.8g替代阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵外，其余以实施例1同样的方法制备凝胶，然后在实施例1相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例3:
根据实施例1，除了用γ-巯丙基三甲氧基硅烷3.98mL（19.6mmol）替代乙烯基三甲氧基硅烷外，其余与实施例1同样的方法制备凝胶，然后在实施例1相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例4：
根据实施例1，除了用甲基环己基二甲氧基硅烷2.86mL（14.3mmol）替代二甲基二甲氧基硅烷外，其余与实施例1同样的方法制备凝胶，然后在实施例1相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例5：
将2.5g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、9.0g热裂解性化合物尿素溶解于50mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入9mL（62.7mmol）甲基三甲氧基硅烷、3mL（19.6mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、6mL（42.9mmol）二甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约7小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入异丙醇50mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜异丙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例6：
根据实施例5，除了用甲基环己基二甲氧基硅烷3.92mL（19.6mmol）替代乙烯基三甲氧基硅烷外，其余与实施例5同样的方法制备凝胶，然后在实施例5相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例7：
根据实施例5，除了用正丙基三甲氧基硅烷3.46mL（19.6mmol）替代乙烯基三甲氧基硅烷外，其余与实施例5同样的方法制备凝胶后，然后在实施例5相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。利用N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布等进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径7.525nm、孔径分布2-10nm、密度0.12g/cm3、孔隙率85%。
实施例8：
将0.7g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵、4g热裂解性化合物尿素溶解于15mL浓度为10mM草酸水溶液中。然后加入1.5mL（10.5mmol）甲基三甲氧基硅烷、1.5mL（9.8mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、2mL（14.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约5小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入异丙醇50mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜异丙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例9：
将0.8g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、3g热裂解性化合物尿素溶解于15mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入1mL（5.7mmol）正丙基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、2mL（14.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约6小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入甲醇50mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜甲醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例10：
根据实施例9，除了用3-氯丙基三甲氧基硅烷1mL（5.7mmol）替代正丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例9同样的方法制备凝胶后，然后在实施例9相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。利用N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布等进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径7.102nm、孔径分布2-10nm、密度0.14g/cm3、孔隙率83%。
实施例11：
根据实施例9，除了用γ-巯丙基三甲氧基硅烷1mL（5.7mmol）替代正丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例9同样的方法制备凝胶，然后在实施例9相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例12：
根据实施例9，除了用正辛基三甲氧基硅烷1.5mL（5.7mmol）替代正丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例9同样的方法制备凝胶，然后在实施例9相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例13：
根据实施例9，除了用甲基三甲氧基硅烷0.8mL（5.7mmol）替代正丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例9同样的方法制备凝胶后，然后在实施例9相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。利N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布等进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径5.791nm、孔径分布2-10nm、密度0.11g/cm3、孔隙率91%。
实施例14：
根据实施例9，除了用乙烯基甲基二甲氧基硅烷2.1mL（14.3mmol）替代二甲基二甲氧基硅烷外，其余与实施例9同样的方法制备凝胶，然后在实施例9相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例15：
根据实施例9，除了用γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷2.9mL（14.3mmol）替代二甲基二甲氧基硅烷外，其余与实施例9同样的方法制备凝胶，然后在实施例9相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例16：
将0.8g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、4g热裂解性化合物尿素溶解于18mL浓度为15mM草酸水溶液中。然后加入2mL（11.0mmol）正丙基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、2mL（14.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约5小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入乙醇50mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜乙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例17：
将0.8g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、4g热裂解性化合物尿素溶解于23mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入1mL（5.7mmol）正丙基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、2.7mL（19.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷、2mL（13.9mmol）甲基三甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约10小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入乙醇23mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜乙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。利用N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布等进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径5.660nm、孔径分布2-10nm、密度0.14g/cm3、孔隙率87%。
实施例18：
根据实施例17，除了用3-氯丙基三甲氧基硅烷1mL（5.7mmol）替代正丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例17同样的方法制备凝胶，然后在实施例17相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例19：
根据实施例17，除了用苯基三甲氧基硅烷1mL（5.7mmol）替代正丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例17同样的方法制备凝胶，然后在实施例17相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例20：
根据实施例17，除了用乙烯基甲基二甲氧基硅烷2.7mL（19.3mmol）替代二甲基二甲氧基硅烷外，其余与实施例17同样的方法制备凝胶，然后在实施例17相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例21：
将0.8g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、4g热裂解性化合物尿素溶解于23mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入2mL（11.3mmol）正丙基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、2.7mL（19.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷、1mL（7.0mmol）甲基三甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约10小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入异丙醇23mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜异丙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例22：
将1g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、5g热裂解性化合物尿素溶解于25mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入2mL（11.3mmol）正丙基三甲氧基硅烷、3mL（19.6mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、3mL（21.5mmol）二甲基二甲氧基硅烷、1mL（5.4mmol）3-氯丙基三甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约10小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入异丙醇25mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜异丙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例23：
将1g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵、5g热裂解性化合物尿素溶解于20mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入2mL（13.9mmol）甲基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、1.5mL（10.7mmol）二甲基二甲氧基硅烷、1.5mL（7.5mmol）环己基甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约10小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入乙醇20mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜乙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。
实施例24：
将1g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、5g热裂解性化合物尿素溶解于25mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入2mL（11.3mmol）正丙基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、3mL（21.5mmol）二甲基二甲氧基硅烷、1mL（5.4mmol）3-氯丙基三甲氧基硅烷、1mL（6.9mmol）甲基三甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约10小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入异丙醇25mL，60℃下静置凝胶36小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜异丙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。利N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布等进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径7.289nm、孔径分布2-10nm、密度0.13g/cm3、孔隙率89%。
实施例25：
根据实施例24，除了用正辛基三甲氧基硅烷1mL（5.4mmol）替代3-氯丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例24同样的方法制备凝胶，然后在实施例24相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例26：
根据实施例24，除了用苯基三甲氧基硅烷1mL（5.4mmol）替代3-氯丙基三甲氧基硅烷外，其余与实施例24同样的方法制备凝胶，然后在实施例24相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例27：
根据实施例24，除了用乙烯基甲基二甲氧基硅烷3.2mL（21.5mmol）替代二甲基二甲氧基硅烷外，其余与实施例24同样的方法制备凝胶，然后在实施例24相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例28：
根据实施例24，除了用γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷4.3mL（21.5mmol）替代二甲基二甲氧基硅烷外，其余与实施例24同样的方法制备凝胶，然后在实施例24相同的条件下进行干燥，得到硅气凝胶。
实施例29：
将1.2g阳离子表面活性剂CTAC5g热裂解性化合物尿素溶解于25mL浓度为15mM醋酸水溶液中。然后加入2mL（11.3mmol）正丙基三甲氧基硅烷、2mL（13.1mmol）乙烯基三甲氧基硅烷、2mL（14.3mmol）二甲基二甲氧基硅烷、1mL（5.4mmol）3-氯丙基三甲氧基硅烷、1mL（6.9mmol）甲基三甲氧基硅烷、2mL（13.4mmol）乙烯基甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1.5小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，约10小时后形成凝胶。制得的凝胶倒出剩余液体后，加入异丙醇25mL，60℃下静置凝胶48小时（每12小时倒出原有溶剂，加入新鲜异丙醇），将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃风干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶。

Claims (1)

1.一种以烷氧基硅烷的混合物为原料所制备的硅气凝胶，其特征在于它通过以下步骤制备得到：将0.8g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、3g热裂解性化合物尿素溶解于15mL浓度为15mM醋酸水溶液中；然后加入0.8mL、5.7mmol甲基三甲氧基硅烷，2mL、13.1mmol乙烯基三甲氧基硅烷，2mL、14.3mmol二甲基二甲氧基硅烷的混合物，室温搅拌1小时后，转移入密闭容器中80℃下静置待其凝胶化，6小时后形成凝胶；制得的凝胶倒出剩余液体后，加入甲醇50mL，60℃下静置凝胶36小时，其中每12小时倒出原有溶剂加入新鲜甲醇，将老化后的凝胶60℃干燥12小时，100℃干燥12小时，最终得到块状的疏水性硅气凝胶；利用N2吸附脱附法对样品的比表面积、平均孔径、孔径分布进行测试，利用康塔ULTRAPYC1200E全自动真密度分析仪对产品密度进行测试得到如下所示结果：平均孔径5.791nm、孔径分布2-10nm、密度0.11g/cm3、孔隙率91%。
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