CN114853457B - 一种氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化铝‑碳复合纳米纤维气凝胶材料及其制备方法，所述方法为：用水将氧化铝纳米粉和硫酸溶液混合均匀，得到混合液，然后将所述混合液置于150～300℃下水热反应12～18h，得到凝胶；将凝胶进行老化，得到老化凝胶；将老化凝胶采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换；将溶剂置换后的凝胶浸渍在凯夫拉纳米纤维分散液中24～96h；将浸渍后的凝胶依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝‑凯夫拉纳米纤维气凝胶材料；将所述氧化铝‑凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，制得氧化铝‑碳复合纳米纤维气凝胶材料。本发明得到了一种耐温性佳、强韧、低密度、高效隔热且抗辐射的氧化铝‑碳复合纳米纤维气凝胶材料。

Description

一种氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及气凝胶制备技术领域，尤其涉及一种氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料及其制备方法。
背景技术
纳米多孔气凝胶(简称气凝胶)材料是一种分散介质为气体的凝胶材料，是由胶体粒子或高聚物分子相互聚积构成的一种具有网络结构的纳米多孔性固体材料，该材料中孔隙的大小在纳米数量级。其孔隙率高达80～99.8％，孔洞的典型尺寸为1～100nm，比表面积为200～1000m2/g，而密度可低达3kg/m3，室温导热系数可低达0.012W/(m·k)。正是由于这些特点使气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。目前，应用气凝胶最广泛的领域仍然是隔热领域，由于气凝胶独特的纳米结构可以有效的降低对流传导、固相传导和热辐射。
传统的气凝胶材料大多为纳米颗粒堆积成的珍珠项链状结构，这种结构的气凝胶材料表现为脆性，实际应用中需要进行纤维增强以实现结构强化。然而，纤维增强过程将带来密度增大、固相热导率增加且增加了工艺复杂程度。此外，有一些骨架强壮化的方法制备纯相气凝胶材料具有良好的结构强度，然而，这种方法往往需要高温烧结过程，以提升骨架尺寸来提高材料的强度，因此会带来新的热导率高、脆性大等问题。连续的纳米线相互缠绕具有一定的结构强度和韧性，碳气凝胶也是结构强度较好的材料，两者复合可以高强韧化气凝胶材料的制备。然而，传统有机物前驱体制备的纳米颗粒状碳气凝胶由于高温下进行裂解，纳米颗粒失重过程中，颗粒节点处重新排列，导致气凝胶大幅度收缩，造成材料密度大、开裂以及高温隔热性能较差等问题。
随着科技的发展，各领域对隔热材料的轻质性能、强度、耐温性和隔热性能等提出了更高的要求，因此，非常需要提供一种新的方法，制备出具有一种具有轻质、耐高温、结构强韧、高效隔热的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
发明内容
为了解决现有技术中存在的一个或者多个技术问题，本发明提供了一种轻质、耐高温、结构强韧、高效隔热的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料及其制备方法。
本发明在第一方面提供了一种氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)用水将氧化铝纳米粉和硫酸溶液混合均匀，得到混合液，然后将所述混合液置于150～300℃下水热反应12～18h，得到凝胶；
(2)将所述凝胶进行老化，得到老化凝胶；
(3)将所述老化凝胶采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换；
(4)将经步骤(3)溶剂置换后的凝胶浸渍在凯夫拉纳米纤维分散液中24～96h；
(5)将浸渍后的凝胶依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料；
(6)将所述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，制得氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
优选地，在步骤(3)中：在采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换时，所述DMSO的体积用量为所述老化凝胶的体积的5～15倍，优选为10～12倍；和/或采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换的次数为1～3次，每次进行溶剂置换的时间为24～72h。
优选地，所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂；所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有的凯夫拉纳米纤维的质量分数为0.5～10％；和/或所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤(3)溶剂置换后的凝胶的体积的2～10倍。
优选地，所述氧化铝纳米粉的粒径为10～100nm；和/或所述混合液中含有的氧化铝纳米粉的质量分数为5～20％。
优选地，所述硫酸溶液的用量占所述混合液的总质量的0.8～7％。
优选地，所述硫酸溶液的浓度为0.1～30mmol/L。
优选地，在步骤(5)中，所述溶剂置换以乙醇为溶剂，进行所述溶剂置换的次数为1～5次。
优选地，所述超临界干燥为超临界二氧化碳干燥，优选的是，所述超临界干燥的温度为20～60℃，压力为10～16MPa。
优选地，所述高温裂解的温度为1000～1200℃，所述高温裂解的时间为0.5～2h；和/或所述高温裂解在氮气气氛和/或氩气气氛中进行。
本发明在第二方面提供了由本发明在第一方面所述的制备方法制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
(1)本发明与传统珍珠项链状气凝胶材料相比，具有更佳的力学强度，本发明中气凝胶的微观结构由氧化铝纳米纤维和碳纳米纤维互穿而成，本发明中的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料为氧化铝-碳互穿的纳米纤维气凝胶材料，这使得气凝胶具有良好的强韧性，纳米线增强碳气凝胶，使得材料整体强度大幅度提高。
(2)本发明采用凯夫拉纳米纤维作为掺杂相，制备了碳纳米纤维和氧化铝纳米纤维互穿的气凝胶材料，相比引入通过掺杂传统有机物前驱体制备的纳米颗粒状碳气凝胶的方式，本发明制备的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料具有密度更低、高温隔热性能更好等优势；本发明中的碳纳米纤维由凯夫拉纳米纤维裂解而得，具有自支撑和掺杂均一的效果；掺杂后的氧化铝纳米纤维气凝胶(氧化铝-碳互穿的纳米纤维气凝胶)可以显示高温下对红外辐射抑制的特性；因此，本发明制备的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料具有优异的耐温和隔热性能。
(3)本发明气凝胶的制备方法中凝胶过程是一个水热过程，与传统的RTM打压注胶工艺不同，不受增强体的形状和尺寸限制，可以制备任意形状和厚度的气凝胶材料。
(4)本发明制备过程中，纳米纤维互穿结构对碳气凝胶具有支撑作用，可以抑制碳气凝胶裂解过程中的收缩作用，大幅度降低碳气凝胶密度，同时又不带来较大尺寸的孔产生。
(5)本发明制备的气凝胶材料密度可低至0.13g/cm3左右，相比于其它相同强度的低密度气凝胶材料，具有超低密度的特性；本发明方法制备的气凝胶材料在保持低热导率(可小于0.025W/(m·k))的前提下，还具有优异的耐高温性能，可以实现长时有氧环境1200℃的隔热应用以及无氧环境1400℃的隔热应用。
(6)本发明方法制备的纳米线气凝胶材料的孔隙率可在95％以上，有氧环境耐热温度为1200℃以上，无氧环境耐热温度1400℃以上。
附图说明
图1是本发明的制备流程图。
图2是本发明制备氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料制备过程结构变化示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在第一方面提供了一种氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)用水将氧化铝纳米粉和硫酸溶液混合均匀，得到混合液，然后将所述混合液置于150～300℃下水热反应12～18h(例如12、13、14、15、16、17或18h)，得到凝胶；在本发明中，所述凝胶为半固态凝胶；本发明对氧化铝纳米粉的来源没有特别的限制，采用市面上可以直接购买的产品即可；在本发明中，例如通过搅拌(例如磁力搅拌)和/或超声的方式用水将氧化铝纳米粉和硫酸溶液混合均匀，本发明对所述搅拌和超声的条件没有特别的要求，使得氧化铝纳米粉、硫酸溶液在水中混合均匀即可；具体地，例如可以先磁力搅拌1～24h后，再超声1～4h，在所述超声的过程中，例如可以每超声10min停止5min，再继续超声；在一些具体的实施例中，例如磁力搅拌1h，然后超声1h；在本发明中，将所述混合液置于密闭容器中于150～300℃下水热反应12～18h，得到半固态凝胶；在本发明中，所述水热反应需要保证在密闭条件下进行，密闭容器的材质需要保证不与体系发生反应的材质。
(2)将所述凝胶进行老化，得到老化凝胶；例如将所述凝胶在20～90℃空气中老化1～6h，具体地，将凝胶置于容器中，在空气中非密封环境下老化，老化温度为20～90℃，老化时间为1～6h，如此可以使得凝胶块在空气气氛下稍缓慢收缩一下，可以提高凝胶块体强度，有利于脱模。
(3)将所述老化凝胶采用DMSO(二甲基亚砜)作为溶剂进行溶剂置换；在一些优选的实施例中，例如采用5～15倍老化凝胶体积的DMSO进行溶剂置换，置换次数为1～3次，每次置换时间为24～72h；在本发明中，在进行凯夫拉纳米纤维分散液浸渍之前，需要将所述老化凝胶采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换，如此能防止凯夫拉纳米纤维溶液遇水快速凝胶，从而导致凯夫拉纳米纤维无法充分析出在氧化铝纳米纤维(氧化铝纳米线)之间，无法进行有效掺杂的问题。
(4)将经步骤(3)溶剂置换后的凝胶浸渍(浸泡)在凯夫拉纳米纤维分散液中24～96h(例如24、30、36、40、45、60、72、80、90或96h)，以进行凝胶与老化；在本发明中，所述凯夫拉纳米纤维分散液以凯夫拉纳米纤维为溶质，以DMSO为溶剂配制而成；本发明对凯夫拉纳米纤维的来源没有特别的限制，采用可以直接购买的产品或者通过现有的方法制备而成均可；在本发明中，优选的是，所述凯夫拉纳米纤维分散液的浓度为0.5～10％，即优选为所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有凯夫拉纳米纤维的质量分数为0.5～10％；在本发明中，进行所述浸渍的时间为24～96h，若浸渍时间太少，可能会使得凯夫拉纳米纤维分散液中的凯夫拉纳米纤维析出不完全，不能充分凝胶，不利于形成氧化铝纳米线与凯夫拉纳米纤维互穿均一的氧化铝-凯夫拉纳米纤维湿凝胶，也会使得最终制得的气凝胶材料中含有的碳气凝胶较少，并且也会对材料的强度以及隔热性能等产生不利于的影响，而若浸渍时间太长，也不会让溶液进一步反应，但却会增加制备周期，提高制备成本。
(5)将浸渍后的凝胶依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料。
(6)将所述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，制得氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料(也记作氧化铝-碳互穿的纳米纤维气凝胶材料)；在本发明中，优选的是，所述高温裂解的温度为1000～1200℃，所述高温裂解的时间为0.5～2h；本发明制备氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料制备过程结构变化示意图，如图2所示；本发明是以氧化铝纳米粉和硫酸溶液为原料经水热反应(水热过程)，得到氧化铝纳米线湿凝胶(氧化铝纳米纤维湿凝胶)，然后在老化、DMSO溶剂置换后浸渍复合凯夫拉纳米纤维分散液(图2中也记作凯夫拉纤维前驱体)，利用氧化铝纳米线湿凝胶中残留的水使凯夫拉纳米纤维进行质子化凝胶，得到无定形氧化铝-凯夫拉纳米纤维湿凝胶，然后经过溶剂置换和超临界干燥，得到无定形氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶，再经高温裂解，凯夫拉纳米纤维裂解形成碳纳米纤维，得到伽马氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
本发明与传统珍珠项链状气凝胶材料相比，具有更佳的力学强度，本发明中气凝胶的微观结构由氧化铝纳米纤维和碳纳米纤维互穿而成，本发明中的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料为氧化铝-碳互穿的纳米纤维气凝胶材料，这使得气凝胶具有良好的强韧性，纳米线增强碳气凝胶，使材料整体强度大幅度提高。本发明采用凯夫拉纳米纤维作为掺杂相，制备了碳纳米纤维和氧化铝纳米纤维互穿的气凝胶材料，相比引入通过掺杂传统有机物前驱体制备的纳米颗粒状碳气凝胶的方式，本发明制备的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料具有密度更低、高温隔热性能更好等优势；本发明中的碳纳米纤维由凯夫拉纳米纤维裂解而得，具有自支撑和掺杂均一的效果；掺杂后的氧化铝纳米纤维气凝胶(氧化铝-碳互穿的纳米纤维气凝胶)可以显示高温下对红外辐射抑制的特性；因此，本发明制备的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料具有优异的耐温和隔热性能。
根据一些优选的实施方式，在步骤(3)中：在采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换时，所述DMSO的体积用量为所述老化凝胶的体积的5～15倍(例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15倍)，优选为10～12倍(例如10、11或12倍)；在本发明中，若采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换时，所述DMSO的用量过少，则会导致所述老化凝胶中仍含有较多多余水，这会导致所述老化凝胶在浸渍凯夫拉纳米纤维分散液时未进行充分浸泡就由于所述老化凝胶中较多多余的水导致凯夫拉纳米纤维快速凝胶，而不能和氧化铝纳米线湿凝胶很好的复合，进而导致对材料性能影响较大；和/或采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换的次数为1～3次(例如1、2或3次)，每次进行溶剂置换的时间为24～72h(例如24、36、48、60或72h)。在本发明中，优选为采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换的次数为1～3次，每次进行溶剂置换的时间为24～72h，若溶剂置换的次数太多，或者每次进行溶剂置换的时间太长，会导致DMSO溶剂置换后的氧化铝纳米线湿凝胶中含有的水分过少，在浸渍凯夫拉纳米纤维分散液的过程中不利于凯夫拉纳米纤维进行质子化凝胶，不利于得到氧化铝纳米线与凯夫拉纳米纤维互穿效果好的氧化铝-凯夫拉纳米纤维湿凝胶，从而会对气凝胶材料的强度、隔热性能以及耐温性能等产生不利的影响。
根据一些优选的实施方式，所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂；所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有的凯夫拉纳米纤维的质量分数为0.5～10％(例如0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％)，优选为3～10％(例如3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％)；在本发明中，优选为所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有的凯夫拉纳米纤维的质量分数为0.5～10％，如此能保证得到力学性能、耐温性能以及隔热性能更加优异的所述氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶；本发明发现，若所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有的凯夫拉纳米纤维的质量分数太小，则会无法得到氧化铝纳米线与凯夫拉纳米纤维充分互穿的湿凝胶，不利于气凝胶耐温性能以及隔热性能的提高，而若所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有的凯夫拉纳米纤维的质量分数太大，则不利于气凝胶材隔热性能的提高，并且也会增加气凝胶材料的密度。
根据一些优选的实施方式，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤(3)溶剂置换后的凝胶的体积的2～10倍(例如2、3、4、5、6、7、8、9或10倍)。
根据一些优选的实施方式，所述氧化铝纳米粉的粒径为10～100nm；和/或所述混合液中含有的氧化铝纳米粉的质量分数为5～20％(例如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％)，更优选为8～20％。
根据一些优选的实施方式，所述硫酸溶液的用量占所述混合液的总质量的0.8～7％(例如0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％或7％)；在本发明中，优选的是，所述硫酸溶液的用量占所述混合液的总质量的0.8～7％，若所述硫酸溶液用量过大，氧化铝纳米线会变得比较短粗，不利于组装过程，会导致材料粉化和收缩严重，也会导致材料强度弱，导热系数增高。
根据一些优选的实施方式，所述硫酸溶液的浓度为0.1～30mmol/L(例如0.1、0.5、1、3、5、8、10、15、20、25或30mmol/L)；在本发明中，所述硫酸溶液的浓度优选为0.1～30mmol/L，本发明发现，采用该优选浓度的硫酸溶液，相比采用高浓度的硫酸溶液，可以保证得到长径比更长的氧化铝纳米线，有利于形成强度较强的凝胶块，经干燥后可以使得气凝胶更加强韧。
根据一些优选的实施方式，在步骤(5)中，所述溶剂置换以乙醇为溶剂，进行所述溶剂置换的次数为1～5次(例如1、2、3、4或5次)；；本发明对步骤(5)中，每次进行溶剂置换的时间没有特别的要求，采用常规时间参数即可，优选的是，每次进行溶剂置换的时间为24～72h。
根据一些优选的实施方式，所述超临界干燥为超临界二氧化碳干燥，优选的是，所述超临界干燥的温度为20～60℃，压力为10～16MPa，优选的是，所述超临界干燥的时间为18～36h；本发明对进行超临界干燥的时间没有特别的要求，采用常规时间参数即可，优选的是，所述超临界干燥的时间例如可以为18～36h。
根据一些优选的实施方式，所述高温裂解的温度为1000～1200℃(例如1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1200℃)，所述高温裂解的时间为0.5～2h(例如0.5、1、1.5或2h)；和/或所述高温裂解在氮气气氛和/或氩气气氛中进行。
根据一些具体的实施方式，所述氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料的制备包括如下步骤：
①将粒径范围为10-100nm的氧化铝纳米粉和浓度为0.1～30mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，通过搅拌和超声的方式混合均匀，得到混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为5～20％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的1％。
②将上述混合液置于密闭容器中在150-300℃下进行水热反应12～18h，得到半固体状的凝胶；具体步骤为：该反应需要保证在全密闭条件下进行，容器材质需要保证不与体系发生反应的聚合物材质。
③将上述凝胶块体在20-90℃下空气中老化1-6h，得到老化凝胶。
④将上述老化凝胶置于DMSO中进行溶剂置换，采用10倍老化凝胶体积的DMSO置换1-3次，每次置换时间为24-72h。
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶块浸泡在浓度为0.5～10％的凯夫拉纳米纤维分散液中，进行凝胶化反应(凝胶与老化)24～96h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为溶剂置换后的凝胶的体积的2～10倍。
⑥将步骤⑤浸渍后的凝胶块依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料；具体步骤为：所述溶剂置换采用乙醇作为溶剂，按照凝胶块体积的10倍进行置换3次后，每次溶剂置换的时间为24～72h；然后进行超临界二氧化碳干燥过程，超临界干燥的温度为20-60℃，压力为10-16MPa，时间为18～36h。
⑦对上述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，处理制度为氮气(或者氩气、或者氩氢混合气)气氛下，裂解温度为1000-1200℃，裂解时间为0.5-2h，得到氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
本发明在第二方面提供了由本发明在第一方面所述的制备方法制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
下文将通过举例的方式对本发明进行进一步的说明，但是本发明的保护范围不限于这些实施例。
实施例1
①将粒径范围为10-15nm的氧化铝纳米粉和浓度为10mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，先磁力搅拌1h，然后超声1h，得到混合均匀的混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为8％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的1％。
②将上述混合液置于密闭容器中在230℃下进行水热反应12h，得到半固体状的凝胶。
③将上述凝胶在60℃下空气中非密封环境老化2h，得到老化凝胶。
④将上述老化凝胶置于DMSO中进行溶剂置换，采用10倍老化凝胶体积的DMSO置换1次，置换时间为24h。
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶浸泡在浓度为5％的凯夫拉纳米纤维分散液中72h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤④溶剂置换后的凝胶的体积的3倍。
⑥将步骤⑤浸渍后的凝胶依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料；具体步骤为：所述溶剂置换采用乙醇作为溶剂，按照浸渍后凝胶体积的10倍进行置换3次，每次溶剂置换的时间为72h；然后进行超临界二氧化碳干燥过程，超临界干燥的温度为50℃，压力为14MPa，时间为24h。
⑦对上述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，处理制度为氮气气氛下，裂解温度为1150℃，裂解时间为0.5h，得到氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
本实施例制备的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料具有很好的结构强度，进行隔热性能测试时，发现纳米线气凝胶材料的表面无失光、无变色、无脱落。
本实施例制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料在无氧环境下的耐热温度为1400℃，在有氧环境下的耐热温度为1200℃；其中，无氧环境下所述耐热温度的测试为：将各实施例最终制得的气凝胶材料在某一高温温度下热处理(氮气气氛)30min，气凝胶材料的线收缩率不大于5％，表示该气凝胶材料能够耐受该高温温度；有氧环境下所述耐热温度的测试为：将各实施例最终制得的气凝胶材料在某一高温温度下热处理(空气气氛)30min，气凝胶材料的线收缩率不大于5％，表示该气凝胶材料能够耐受该高温温度；对于本实施例而言，本实施例制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料在1200℃下热处理(空气气氛)30min，气凝胶材料的线收缩率不大于5％，有氧环境下耐热温度为1200℃，本实施例制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料在1400℃下热处理(氮气气氛)30min，气凝胶材料的线收缩率不大于5％，无氧环境下耐热温度为1400℃。
本实施例制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料在10％压缩量下的压缩强度为0.9MPa，本发明压缩强度测试采用的测试标准为GB/T13480 2014《建筑用绝热制品压缩性能的测定》。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于：
①将粒径范围为10-15nm的氧化铝纳米粉和浓度为10mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，先磁力搅拌1h，然后超声1h，得到混合均匀的混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为5％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的0.8％。
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶浸泡在浓度为3％的凯夫拉纳米纤维分散液中96h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤④溶剂置换后的凝胶的体积的3倍。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于：
①将粒径范围为10-15nm的氧化铝纳米粉和浓度为10mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，先磁力搅拌1h，然后超声1h，得到混合均匀的混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为20％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的7％。
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶浸泡在浓度为10％的凯夫拉纳米纤维分散液中24h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤④溶剂置换后的凝胶的体积的3倍。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，不同之处在于：
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶浸泡在浓度为5％的凯夫拉纳米纤维分散液中12h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤④溶剂置换后的凝胶的体积的3倍。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，不同之处在于：
在步骤①中，采用的硫酸溶液的浓度为2mol/L。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于：
在步骤①中，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的0.5％。
本实施例制得的气凝胶材料强度较弱，存在粉化现象。
实施例7
实施例7与实施例1基本相同，不同之处在于：
在步骤①中，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的20％。
本实施例制得的气凝胶材料强度较弱，存在粉化现象。
实施例8
①将粒径范围为10-15nm的氧化铝纳米粉和浓度为10mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，先磁力搅拌1h，然后超声1h，得到混合均匀的混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为8％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的1％。
②将上述混合液置于密闭容器中在230℃下进行水热反应12h，得到半固体状的凝胶。
③将上述凝胶在60℃下空气中非密封环境老化2h，得到老化凝胶。
④将步骤③得到的老化凝胶浸泡在浓度为5％的凯夫拉纳米纤维分散液中72h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为所述老化凝胶的体积的3倍。
⑤将步骤④浸渍后的凝胶依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料；具体步骤为：所述溶剂置换采用乙醇作为溶剂，按照浸渍后凝胶体积的10倍进行置换3次，每次溶剂置换的时间为72h；然后进行超临界二氧化碳干燥过程，超临界干燥的温度为50℃，压力为14MPa，时间为24h。
⑥对上述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，处理制度为氮气气氛下，裂解温度为1150℃，裂解时间为0.5h，得到氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
实施例9
实施例9与实施例1基本相同，不同之处在于：
④将上述老化凝胶置于DMSO中进行溶剂置换，采用5倍老化凝胶体积的DMSO置换1次，置换时间为24h。
实施例10
实施例10与实施例1基本相同，不同之处在于：
④将上述老化凝胶置于DMSO中进行溶剂置换，采用10倍老化凝胶体积的DMSO置换5次，每次置换时间为24h。
实施例11
实施例11与实施例1基本相同，不同之处在于：
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶浸泡在浓度为0.1％的凯夫拉纳米纤维分散液中72h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤④溶剂置换后的凝胶的体积的3倍。
实施例12
实施例12与实施例1基本相同，不同之处在于：
⑤将步骤④溶剂置换后的凝胶浸泡在浓度为20％的凯夫拉纳米纤维分散液中72h；所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂，所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤④溶剂置换后的凝胶的体积的3倍。
实施例13
在步骤⑥中，采用常压干燥替换超临界二氧化碳干燥过程。
本实施例中最终制得的气凝胶材料收缩较大，密度大，其它性能指标如表1所示。
实施例14
实施例14与实施例1基本相同，不同之处在于：
⑦对上述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，处理制度为空气气氛下，裂解温度为1150℃，裂解时间为0.5h，得到复合纳米纤维气凝胶材料。
实施例15
①将粒径范围为10-15nm的氧化铝纳米粉和浓度为10mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，先磁力搅拌1h，然后超声1h，得到混合均匀的混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为8％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的1％。
②将上述混合液置于密闭容器中在230℃下进行水热反应12h，得到半固体状的凝胶。
③将上述凝胶在60℃下空气中非密封环境老化2h。
④将步骤③老化后的凝胶块依次进行溶剂置换和超临界干燥；具体步骤为：所述溶剂置换采用乙醇作为溶剂，按照凝胶块体积的10倍进行置换3次，每次溶剂置换的时间为72h；然后进行超临界二氧化碳干燥过程，超临界干燥的温度为50℃，压力为14MPa，时间为24h。
⑤对上述材料进行高温裂解，处理制度为氮气气氛下，裂解温度为1150℃，裂解时间为0.5h，得到纳米纤维气凝胶材料。
本实施例最终制得的气凝胶材料无粉化、无收缩且成型性好，其它性能指标如表1所示。
实施例16
①将粒径范围为10-15nm的氧化铝纳米粉和浓度为10mmol/L硫酸溶液混合于去离子水中，先磁力搅拌1h，然后超声1h，得到混合均匀的混合液；在所述混合液中，所述氧化铝纳米粉的质量百分含量为8％，所述硫酸溶液的用量占所述混合液总重量的1％。
②将上述混合液置于密闭容器中在230℃下进行水热反应12h，得到半固体状的凝胶。
③将上述凝胶块体置于酚醛前驱体溶液中，浸泡24h，随后将块体置于容器中密封后，90℃烘箱中老化48h；所述酚醛前驱体溶液的配制为：往间苯二酚中加入质量分数为1％的碳酸钠水溶液和去离子水进行磁力搅拌直至间苯二酚完全溶解，得到前驱体溶液；然后称取甲醛加入上述前驱体溶液中，磁力搅拌20min，得到酚醛前驱液；所述间苯二酚、碳酸钠溶液及甲醛的质量比为11：20：9，所述酚醛前驱体溶液的总固含量为15％。
④将步骤③浸泡后的凝胶块依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得气凝胶材料；具体步骤为：所述溶剂置换采用乙醇作为溶剂，按照浸泡后凝胶块体积的10倍进行置换3次，每次溶剂置换的时间为72h；然后进行超临界二氧化碳干燥过程，超临界干燥的温度为50℃，压力为14MPa，时间为24h。
⑥对上述气凝胶材料进行高温裂解，处理制度为氮气气氛下，裂解温度为1150℃，裂解时间为0.5h，得到氧化铝-碳复合气凝胶材料。
本发明对各实施例最终制得的气凝胶材料进行了性能测试，性能指标如表1所示。
Figure BDA0003677704220000171
Figure BDA0003677704220000181
表1中，符号“—”表示未对该性能指标进行测试。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）用水将氧化铝纳米粉和硫酸溶液混合均匀，得到混合液，然后将所述混合液置于150~300℃下水热反应12~18h，得到凝胶；
（2）将所述凝胶进行老化，得到老化凝胶；
（3）将所述老化凝胶采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换；
（4）将经步骤（3）溶剂置换后的凝胶浸渍在凯夫拉纳米纤维分散液中24~96h；
（5）将浸渍后的凝胶依次进行溶剂置换和超临界干燥，制得氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料；
（6）将所述氧化铝-凯夫拉纳米纤维气凝胶材料进行高温裂解，制得氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中：
在采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换时，所述DMSO的体积用量为所述老化凝胶的体积的5~15倍；和/或
采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换的次数为1~3次，每次进行溶剂置换的时间为24~72h。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（3）中，在采用DMSO作为溶剂进行溶剂置换时，所述DMSO的体积用量为所述老化凝胶的体积的10~12倍。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述凯夫拉纳米纤维分散液以DMSO为溶剂；
所述凯夫拉纳米纤维分散液中含有的凯夫拉纳米纤维的质量分数为0.5~10%；和/或
所述凯夫拉纳米纤维分散液的体积用量为步骤（3）溶剂置换后的凝胶的体积的2~10倍。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述氧化铝纳米粉的粒径为10~100nm；和/或
所述混合液中含有的氧化铝纳米粉的质量分数为5~20%。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述硫酸溶液的用量占所述混合液的总质量的0.8~7%。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述硫酸溶液的浓度为0.1~30mmol/L。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：
在步骤（5）中，所述溶剂置换以乙醇为溶剂，进行所述溶剂置换的次数为1~5次。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述超临界干燥为超临界二氧化碳干燥。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：
所述超临界干燥的温度为20~60℃，压力为10~16MPa。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：
所述高温裂解的温度为1000~1200℃，所述高温裂解的时间为0.5~2h；和/或
所述高温裂解在氮气气氛和/或氩气气氛中进行。
12.由权利要求1至11中任一项所述的制备方法制得的氧化铝-碳复合纳米纤维气凝胶材料。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2402506C1 (ru) * 2009-05-13 2010-10-27 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "ИНКРОМ" Способ получения алюмооксидной нанокерамики
CN104741046A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 西北大学 一种氧化铝/碳气凝胶复合材料的制备方法
CN108249943A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐水气凝胶材料的制备方法
CN108249901A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温气凝胶材料的制备方法
CN110282958A (zh) * 2019-07-12 2019-09-27 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温异形纳米晶气凝胶材料及其制备方法
CN111217382A (zh) * 2018-11-25 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种大长径比的纳米线型球形氧化铝及其制备方法
CN111252789A (zh) * 2020-01-18 2020-06-09 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温氧化铝纳米晶气凝胶材料及其制备方法
WO2020168838A1 (zh) * 2019-02-22 2020-08-27 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 柔性氮化硼纳米带气凝胶及其制备方法
CN111848205A (zh) * 2020-07-13 2020-10-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种常压干燥制备耐高温气凝胶隔热材料的方法
CN111848140A (zh) * 2020-07-13 2020-10-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种氧化铝纳米线气凝胶隔热材料及其制备方法
CN111925194A (zh) * 2020-08-18 2020-11-13 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温高性能气凝胶复合材料及其制备方法
CN111943704A (zh) * 2020-08-18 2020-11-17 航天特种材料及工艺技术研究所 一种可重复使用的耐高温纳米晶气凝胶材料及其制备方法
CN114394612A (zh) * 2022-01-28 2022-04-26 中国人民解放军国防科技大学 一种耐高温、低密度氧化铝纳米棒气凝胶及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2402506C1 (ru) * 2009-05-13 2010-10-27 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "ИНКРОМ" Способ получения алюмооксидной нанокерамики
CN104741046A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 西北大学 一种氧化铝/碳气凝胶复合材料的制备方法
CN108249943A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐水气凝胶材料的制备方法
CN108249901A (zh) * 2018-01-24 2018-07-06 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温气凝胶材料的制备方法
CN111217382A (zh) * 2018-11-25 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种大长径比的纳米线型球形氧化铝及其制备方法
WO2020168838A1 (zh) * 2019-02-22 2020-08-27 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 柔性氮化硼纳米带气凝胶及其制备方法
CN110282958A (zh) * 2019-07-12 2019-09-27 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温异形纳米晶气凝胶材料及其制备方法
CN111252789A (zh) * 2020-01-18 2020-06-09 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温氧化铝纳米晶气凝胶材料及其制备方法
CN111848205A (zh) * 2020-07-13 2020-10-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种常压干燥制备耐高温气凝胶隔热材料的方法
CN111848140A (zh) * 2020-07-13 2020-10-30 航天特种材料及工艺技术研究所 一种氧化铝纳米线气凝胶隔热材料及其制备方法
CN111925194A (zh) * 2020-08-18 2020-11-13 航天特种材料及工艺技术研究所 一种耐高温高性能气凝胶复合材料及其制备方法
CN111943704A (zh) * 2020-08-18 2020-11-17 航天特种材料及工艺技术研究所 一种可重复使用的耐高温纳米晶气凝胶材料及其制备方法
CN114394612A (zh) * 2022-01-28 2022-04-26 中国人民解放军国防科技大学 一种耐高温、低密度氧化铝纳米棒气凝胶及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fabrication of hydrophobic alumina aerogel monoliths by surface modification and ambient pressure drying;Lina Wu等;《Applied Surface Science》;第256卷(第20期);全文 *
结构强健的Al2O3-SiO2气凝胶的制备及可重复使用性能;张恩爽等;《高等学校化学学报》;第40卷(第12期);全文 *

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