CN115140740B - 层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法 - Google Patents

层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法，所述方法包括如下步骤，步骤A、制备硅源水解液；步骤B、形成凝胶；步骤C、溶剂交换；步骤D、疏水改性；和步骤E、干燥；所述层状双金属氢氧化物可以用以其焙烧后得到的层状双金属氧化物等同替换。本发明所述方法通过特定的方式将层状双金属氢氧化物引入到二氧化硅凝胶中，在保持其高疏水性、低密度、低热导率等基本性能的同时，使其热稳定性得到了极大的提高，其燃烧热值也得到了降低，也即复合气凝胶材料的热安全性也得到了增强。

Description

层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法
技术领域
本发明属于无机化学材料领域，具体涉及一种层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法。
背景技术
二氧化硅气凝胶是一种三维纳米多孔材料，具有极低的密度(约3kg/m3)、极高的比表面积(800～1200m2/g)、极低的热导率(0.012～0.016W/(m·k))。二氧化硅气凝胶优异的隔热性能使得其在保温隔热领域拥有广泛的市场。当前作为保温隔热材料使用的气凝胶主要为疏水SiO2气凝胶，该气凝胶的疏水性在较高温度下(200～400℃)会丧失，无法抵御空气中水分的侵蚀，从而造成保温效果和使用寿命的下降。因此SiO2气凝胶的隔热性能在中高温环境，尤其是温度超过300℃时，会受到明显削弱。同时纯SiO2气凝胶对100-1000℃范围的红外辐射抑制能力弱，在这一波段的传递的辐射热会明显加强，这将导致SiO2气凝胶的导热系数升高。SiO2气凝胶在高温下的烧结行为会致使其三维多孔骨架坍塌，增加其骨架固相热传导，气凝胶的导热系数显著上升，这进一步导致其隔热性能被削弱。这些极大地限制SiO2气凝胶在高温隔热领域的应用。
因此，如何在不改变二氧化硅气凝胶基本物化特性的同时，提高气凝胶的热稳定性，并改善其燃烧性能，成为目前业界亟待解决的关键性问题。
公布号为CN110282947B的专利，提出一种制备高强度复合气凝胶保温材料的方法，通过加入氮化碳纤维和硅酸铝纤维分别改善二氧化硅气凝胶的力学性能和隔热保温性能；公布号为CN110745835B的专利，提出一种制备二氧化硅/石墨烯复合气凝胶的方法，石墨烯的存在降低了二氧化硅气凝胶的高温导热系数，使得其可以应用在保温隔热材料等领域，而且制备出的二氧化硅/石墨烯复合气凝胶有着较高的力学强度。专利号为CN03131694.8提出制备聚合物/层状双金属氢氧化物插层纳米复合材料，可用于增强聚合物材料的力学、阻燃、抗酸、气体阻隔性能，并可用作光学、电磁学功能材料。
现有技术的缺陷和不足：目前，有关疏水二氧化硅气凝胶复合材料的热稳定性和燃烧性能的相关专利和文献已经公布了许多，也有相关专利通过层状双金属氢氧化物提高聚合物的阻燃性能，但是没有专利和文献将层状双金属氢氧化物(LDH)引入到二氧化硅气凝胶中以改善热稳定性和燃烧性能，更不涉及层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法。
发明内容
本发明提供一种层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法，所述方法包括如下步骤，
步骤A、制备硅源水解液：以有机硅源为硅源，加入醇溶剂、去离子水、酸性催化剂溶液，得到硅源水解液；
步骤B、形成凝胶：在搅拌条件下向硅源水解液中加入碱性催化剂溶液得到溶胶，确保溶胶pH值≥7，且在搅拌和充分混合的条件下将包含层状双金属氢氧化物和乙醇的胶态悬浮液分散到所述溶胶中，形成二氧化硅湿凝胶复合材料；
步骤C、溶剂交换：所述二氧化硅湿凝胶复合材料经醇溶剂交换，将湿凝胶中的水分交换出来，优选交换次数为1～6次；在使用醇溶剂交换水之后，优选还包括使用低表面张力溶剂将湿凝胶中的醇溶剂交换出来，更优选交换次数为1～6次；
步骤D、疏水改性：将包含疏水改性剂和低表面张力溶剂的混合液加入所述复合材料中完成疏水改性；优选所述疏水改性为在30～60℃环境中改性2h以上，更优选24～48h；
步骤E、干燥：将完成疏水改性的复合材料干燥，得到所述层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶；
或者所述层状双金属氢氧化物使用以其焙烧后得到的层状双金属氧化物等同替换。
在一种具体的实施方式中，步骤A中所述有机硅源包括正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丁酯、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、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、聚硅氧烷、3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种，优选所述聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷或聚二乙基硅氧烷；所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁二醇、二丙酮醇、甘油、二甘醇中的一种或多种；所述酸性催化剂包括盐酸、次氯酸、高氯酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氢碘酸、氢溴酸、草酸、乙酸、醋酸、乙二酸、亚硫酸、丙酮酸、亚硝酸、乳酸、苯甲酸、丙烯酸、丙酸、氢硫酸、油酸中的一种或多种。
在一种具体的实施方式中，步骤A中各物质混合后在30～60℃环境中充分水解2～24h，得到硅源水解液。
在一种具体的实施方式中，步骤B中所述搅拌和充分混合包括机械搅拌和超声波混合处理；步骤B中在将胶态悬浮液分散到溶胶中后，静置一段时间后形成二氧化硅湿凝胶复合材料；且在形成二氧化硅湿凝胶复合材料后优选继续静置老化1～12h。
在一种具体的实施方式中，步骤B中所述碱性催化剂包括氨水、氢氧化钠、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、异丙胺、二异丙胺、1,2-二甲基丙胺、1,2-丙二胺、2-丙烯胺、环丙胺、正丁胺、二正丁胺、异丁胺、仲丁胺、1,4-丁二胺、二异丁胺、己胺、2-乙基己胺、己二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-甲基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、二亚乙基三胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、三亚乙基二胺、环乙烯亚胺、吗啉、哌嗪、环己胺、苯胺、二苯胺、联苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、2,3-二甲基苯胺、1-萘胺、2-萘胺和萘二胺中的一种或多种。
在一种具体的实施方式中，步骤C和D中所述低表面张力溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、正十二烷、正十六烷中的一种或多种。
在一种具体的实施方式中，步骤C中在醇溶剂交换水之后，以及在低表面张力溶剂交换醇溶剂之后，均包含老化过程。
在一种具体的实施方式中，步骤D中所述疏水改性剂包括六甲基二硅氧烷、六甲基二硅胺烷以及步骤A中所述有机硅源中的任意一种或多种；优选所述疏水改性剂占混合液的体积分数为1％～20％。
在一种具体的实施方式中，步骤E中所述干燥为在100～150℃的温度下干燥1～4h。
在一种具体的实施方式中，所述层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶中层状双金属氢氧化物的含量为5～20wt％。
本发明至少具备如下有益效果：本发明所述方法通过特定的方式将LDH引入到二氧化硅凝胶中，在保持其高疏水性、低密度、低热导率等基本性能的同时，使其热稳定性得到了极大的提高，其燃烧热值也得到了降低，也即复合气凝胶材料的热安全性也得到了增强。
附图说明
图1是对比例1中纯SA的TG-DSC图像。
图2～5分别为实施例1～4中LDH/SA-5％、LDH/SA-10％、LDH/SA-15％和LDH/SA-20％的TG-DSC图像。
图6是MgAl-LDH的SEM图。
图7是对比例1中纯SA的SEM图。
图8～11分别为实施例1～4中LDH/SA-5％、LDH/SA-10％、LDH/SA-15％和LDH/SA-20％的SEM图。
具体实施方式
下文我们将更详细地介绍一种层状双金属氢氧化物(LDH)/疏水二氧化硅复合气凝胶材料的制备方法，制备LDH/疏水二氧化硅复合气凝胶材料所用到的硅源、溶剂、催化剂、疏水改性剂是多样的，所述的案例仅是其中的一部分。
具体地：
1)首先煮沸500ml去离子水，将N2加入三颈烧瓶中进行保护。然后称取一定量的Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O，溶解在200ml去离子水中。并将溶液转移到三颈烧瓶中，在72℃水浴下加热下，将0.8M NaOH溶液连续滴入三颈烧瓶中，调节三颈烧瓶中的pH值至10～12。然后猛烈搅拌溶液1h，使反应充分进行，形成镁铝混合金属氢氧化合物(MgAl-LDH)的沉淀。最后悬浊液放入75℃的干燥箱中结晶24h。取下上清液，过滤乳白色浑浊液，用蒸馏水多次洗涤，直至上清液pH接近中性。最后，用乙醇多次洗涤，得到LDH/EtOH胶态悬浮液。
2)取适量有机硅源将其与适量醇溶剂、去离子水、酸性催化剂溶液混合搅拌5～30min，随后置于30～60℃环境中充分水解2～24h，得到硅源水解液；
上述有机硅源包括正硅酸四乙酯(TEOS)、正硅酸四甲酯(TMOS)、正硅酸四丁酯、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙基三甲氧基硅烷(ETMS)、乙基三乙氧基硅烷(ETES)、二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)、二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)、二乙基二甲氧基硅烷(DEDMS)、聚硅氧烷、3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷(EDAS)、正辛基三乙氧基硅烷。
所述聚硅氧烷例如为聚二甲基硅氧烷PDMS或聚二乙基硅氧烷PDES。
所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁二醇、二丙酮醇、甘油、二甘醇。所述酸性催化剂包括盐酸、次氯酸、高氯酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氢碘酸、氢溴酸、草酸、乙酸、醋酸、乙二酸、亚硫酸、丙酮酸、亚硝酸、乳酸、苯甲酸、丙烯酸、丙酸、氢硫酸、油酸。
3)对上述得到的硅源水解液行搅拌，边搅拌边加入适量碱性催化剂溶液，待搅拌2～15min后，确保溶液pH值≥7，再将LDH/EtOH胶态悬浮液加入到溶液中，并在20～60℃环境中静置凝胶，一段时间后得到LDH/二氧化硅湿凝胶复合材料。
上述碱性催化剂包括氨水、氢氧化钠、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、异丙胺、二异丙胺、1,2-二甲基丙胺、1,2-丙二胺、2-丙烯胺、环丙胺、正丁胺、二正丁胺、异丁胺、仲丁胺、1,4-丁二胺、二异丁胺、己胺、2-乙基己胺、己二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-甲基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三亚乙基二胺、二亚乙基三胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、三亚乙基二胺、环乙烯亚胺、吗啉、哌嗪、环己胺、苯胺、二苯胺、联苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、2,3-二甲基苯胺、1-萘胺、2-萘胺和萘二胺。将所得LDH/二氧化硅湿凝胶复合材料继续静置老化0～12h。
4)向LDH/二氧化硅湿凝胶复合材料中加入适量醇溶剂，以此置换湿凝胶中的水，每隔2-12h交换一次醇溶剂，共1-6次。
5)向LDH/二氧化硅湿凝胶复合材料中加入适量低表面张力溶剂，以此置换湿凝胶中的醇溶剂，每隔2-12h交换一次低表面张力溶剂，共1-6次。
上述低表面张力溶剂包括可为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、正十二烷、正十六烷。
6)向完成上述交换的LDH/二氧化硅湿凝胶复合材料中加入适量疏水改性剂和低表面张力溶剂的混合液，并置于30～60℃环境中，表面改性24～48h，最后得到LDH/疏水二氧化硅湿凝胶复合材料。
上述疏水改性剂包括六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅氮烷(HMDZ)、六甲基二硅烷(HMDS)，以及上述有机硅源中的任意一种。其中疏水改性剂占混合液的体积分数是1％～20％。
7)将上述得到的LDH/疏水二氧化硅湿凝胶复合材料，置于100～150℃的温度下干燥1～4h，得到LDH/疏水二氧化硅复合气凝胶材料。
实施例1
将正硅酸四乙酯(TEOS)、无水乙醇(EtOH)、去离子水(DI·H2O)按适量体积比混合，随后放入磁力搅拌器上，边搅拌边滴加适量0.1M的硝酸，继续搅拌5min，随后将溶液放入45℃水浴锅中，水解12h，得到水解液。取出水解液，放在磁力搅拌器上，边搅拌边加入适量0.5M的氨水，继续搅拌3min，随后放置于常温下静置，在凝胶发生前(凝胶发生在～30min)，通过机械搅拌和超声处理将质量分数为5％(LDH质量占LDH/SA复合材料总质量)的LDH/EtOH分散在硅溶胶中，凝胶化一般在30分钟内发生，凝胶后静置一段时间，例如2～12h。向复合材料加入适量无水乙醇，来置换湿凝胶中的孔隙水，交换12h；随后将无水乙醇倒出，再向其中加入适量无水乙醇，继续交换12h，共在24h内交换了2次无水乙醇。随后将无水乙醇倒出，加入适量正己烷，来交换湿凝胶中的无水乙醇，交换12h，再重复正己烷交换一次，共在24h内交换了2次正己烷。完成溶剂交换后，向复合材料中加入适量浓度为12％的六甲基二硅胺烷(HMDZ)/正己烷混合溶液，所述HMDZ又称为六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氨烷或六甲基二硅烷，放入45℃水浴锅中疏水改性48h，最后得到具有疏水性的二氧化硅湿凝胶复合材料。将疏水二氧化硅湿凝胶复合材料，放入烘干箱中，以120℃的温度干燥4h，得到LDH/疏水二氧化硅复合气凝胶材料。
所得LDH/疏水二氧化硅复合气凝胶材料的物化特性如下：密度～0.116g/cm3、热导率～24.9mW/(m·k)、接触角～141.7°，热稳定性327.2℃，总燃烧热值(GCV)为11.3MJ/kg。
实施例2
除LDH质量分数为10％外，其他制备处理流程均与实施例1相同。所得复合气凝胶材料的具体参数：密度～0.126g/cm3、热导率～25.7mW/(m·k)、接触角～141.2°，热稳定性344.7℃，总燃烧热值(GCV)为10.4MJ/kg。
实施例3
除LDH质量分数为15％外，其他制备处理流程均与实施例1相同。所得复合气凝胶材料的具体参数：密度～0.128g/cm3、热导率～26.1mW/(m·k)、接触角～140.2°，热稳定性350.2℃，总燃烧热值(GCV)为9.6MJ/kg。
实施例4
除LDH质量分数为20％外，其他制备处理流程均与实施例1相同。所得复合气凝胶材料的具体参数：密度～0.129g/cm3、热导率～26.3mW/(m·k)、接触角～137.7°，热稳定性367.7℃，总燃烧热值(GCV)为9.4MJ/kg。
对比例1
除不添加LDH外，其他制备处理流程均与实施例1相同。所得气凝胶材料的具体参数：密度～0.111g/cm3、热导率～24.3mW/(m·k)、接触角～142.6°，热稳定性273.6℃，总燃烧热值(GCV)为12.0MJ/kg。
为了在不影响二氧化硅气凝胶基本性能的同时提高二氧化硅气凝胶的热安全性。本发明通过将MgAl-LDH分散在硅溶胶中，再经溶剂交换、疏水改性和在环境压力下干燥制备得到层状双金属氢氧化物(LDH)/疏水二氧化硅复合气凝胶材料，简称LDH/SA复合材料。
相比对比例中的二氧化硅气凝胶材料来说，实施例1～4中提供的LDH/SA复合材料的密度和导热系数(热导率)由于MgAl-LDH含量的增加而略有增长，但仍能满足隔热保温的要求。MgAl-LDH作为一种水合材料，它的引入使得二氧化硅气凝胶的接触角略有下降，但是复合气凝胶仍保持良好的疏水性。
从图1～5中可见，实施例1～4中提供的LDH/SA复合材料中MgAl-LDH的引入显著提高了复合气凝胶材料的热稳定性。
实施例1～4中提供的LDH/SA复合材料的GCV低于对比例1中的SA的GCV，说明MgAl-LDH的引入可以有效降低疏水SA的热危害。因此在不牺牲二氧化硅气凝胶的基本性能的同时，LDH/SA复合气凝胶材料的热安全性得到了增强。
图1是对比例1中纯SA的TG-DSC图像。从图中可见，疏水SiO2气凝胶的失重主要发生在260℃之后，总失重率约为13.3％。SA的DSC曲线在333.6℃处有一个放热峰(Tpeak＝333.6℃)，这主要是Si-CH3的热氧化分解造成的。
图2～5分别为实施例1～4中LDH/SA-5％、LDH/SA-10％、LDH/SA-15％和LDH/SA-20％的TG-DSC曲线。从图中可以看出，LDH/SA复合材料的DSC曲线有三个放热峰。MgAl-LDH的分解吸热反应影响SA中Si-CH3的热氧化分解反应。MgAl-LDH的层上羟基的脱水和层间阴离子的分解反应可以吸附大量的热量，抵消了Si-CH3热氧化分解释放的部分热量。因此，宽放热峰被切割成三个相对窄的放热峰。因此根据Tonset，LDH/SA-5％、LDH/SA-10％、LDH/SA-15％、LDH/SA-20％的热稳定性分别为327.2℃、344.7℃、350.2℃和367.7℃，分别比纯SA(其热稳定性为273.6℃)高53.6℃、71.1℃、76.6℃和94.1℃。因此MgAl-LDH的引入显著提高了复合气凝胶材料的热稳定性。
图6是MgAl-LDH的SEM图。从图中可见，MgAl-LDH由许多纳米片组成，呈现出不规则的片状结构，属于典型的水滑石形态。
图7是对比例1中纯SA的SEM图。图8～11分别为实施例1～4中LDH/SA-5％、LDH/SA-10％、LDH/SA-15％和LDH/SA-20％的SEM图。从图中可见，LDH/SA复合材料的微观结构均为交联二氧化硅二次纳米颗粒组成的三维纳米孔网络。我们可以从图中观察到，随着MgAl-LDH掺杂量的增加，LDH/SA复合材料的孔隙逐渐变大。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤，
步骤A、制备硅源水解液：以有机硅源为硅源，加入醇溶剂、去离子水、酸性催化剂溶液，得到硅源水解液；
步骤B、形成凝胶：在搅拌条件下向硅源水解液中加入碱性催化剂溶液得到溶胶，确保溶胶pH值≥7，且在搅拌和充分混合的条件下将包含层状双金属氢氧化物和乙醇的胶态悬浮液分散到所述溶胶中，形成二氧化硅湿凝胶复合材料；
步骤C、溶剂交换：所述二氧化硅湿凝胶复合材料经醇溶剂交换，将湿凝胶中的水分交换出来，且交换次数为1～6次；在使用醇溶剂交换水之后，还包括使用低表面张力溶剂将湿凝胶中的醇溶剂交换出来，其交换次数为1～6次；
步骤D、疏水改性：将包含疏水改性剂和低表面张力溶剂的混合液加入所述复合材料中完成疏水改性；所述疏水改性为在30～60℃环境中改性2h以上；所述疏水改性剂包括六甲基二硅氧烷、六甲基二硅胺烷以及步骤A中所述有机硅源中的任意一种或多种；所述疏水改性剂占混合液的体积分数为1％～20％；
步骤E、干燥：将完成疏水改性的复合材料干燥，得到所述层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶；所述层状双金属氢氧化物疏水二氧化硅复合气凝胶中层状双金属氢氧化物的含量为5～20wt％；
或者所述层状双金属氢氧化物使用以其焙烧后得到的层状双金属氧化物等同替换。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A中所述有机硅源包括正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丁酯、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、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、聚硅氧烷、3-[2-(2-氨基乙基氨基)乙基氨基]丙基-三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丁二醇、二丙酮醇、甘油、二甘醇中的一种或多种；所述酸性催化剂包括盐酸、次氯酸、高氯酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸、氢碘酸、氢溴酸、草酸、乙酸、醋酸、乙二酸、亚硫酸、丙酮酸、亚硝酸、乳酸、苯甲酸、丙烯酸、丙酸、氢硫酸、油酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A中各物质混合后在30～60℃环境中充分水解2～24h，得到硅源水解液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中所述搅拌和充分混合包括机械搅拌和超声波混合处理；步骤B中在将胶态悬浮液分散到溶胶中后，静置一段时间后形成二氧化硅湿凝胶复合材料；且在形成二氧化硅湿凝胶复合材料后继续静置老化1～12h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B中所述碱性催化剂包括氨水、氢氧化钠、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、丙胺、二丙胺、三丙胺、异丙胺、二异丙胺、1,2-二甲基丙胺、1,2-丙二胺、2-丙烯胺、环丙胺、正丁胺、二正丁胺、异丁胺、仲丁胺、1,4-丁二胺、二异丁胺、己胺、2-乙基己胺、己二胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、3-丙醇胺、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-甲基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、二亚乙基三胺、六亚甲基四胺、六亚甲基亚胺、三亚乙基二胺、环乙烯亚胺、吗啉、哌嗪、环己胺、苯胺、二苯胺、联苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺、2,3-二甲基苯胺、1-萘胺、2-萘胺和萘二胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C和D中所述低表面张力溶剂为正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷、正十二烷、正十六烷中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤C中在醇溶剂交换水之后，以及在低表面张力溶剂交换醇溶剂之后，均包含老化过程。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤D中所述疏水改性时间为24～48h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤E中所述干燥为在100～150℃的温度下干燥1～4h。
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