CN117945414A - 常压干燥制备二氧化硅气凝胶 - Google Patents
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Abstract
本发明开发了一种简单、经济、快速的水玻璃前驱体常压干燥二氧化硅气凝胶工艺。用极低剂量的六甲基二硅氮烷，用共前驱体方法可以快速地进行水凝胶的表面化学修饰，使这一过程具有相当高的性价比。水相表面改性实质上是使孔隙水置换，同时用正己烷一步溶剂交换，在3h内将水凝胶转化为有机凝胶，使常压干燥法制备气凝胶粉末的总加工时间缩短至5h。
Description
技术领域
本发明属于气凝胶材料的制备
背景技术
由于具有较低的密度(低至0.003g/cm3)以及比表面积大(800～1200m2/g)、孔隙率高(达98％以上)、热导率低[低至0.013W/(m·K)]、介电常数低(1.0-2.0)等性能特征，二氧化硅气凝胶在高效隔热保温、催化剂载体、隔音材质、气-液吸附，油水分离等方面具有广泛的应用价值，且涵盖军工、民用领域，因其优异的隔热性能而被称为超级绝热材料。
然而，目前气凝胶还没有大范围商业应用，其中前驱体高昂的价格和复杂的预处理工艺、凝胶干燥过程是制约气凝胶大规模工业化生产的主要因素。本发明采用廉价的水玻璃为原料，采用工艺简单的常压干燥法制备二氧化硅气凝胶，极具工业化扩大生产的潜力。
发明内容
本发明的目的在于制备二氧化硅气凝胶。
本发明制备的二氧化硅气凝胶，分子式为SiO2.
实验测试结果表明，常压干燥法制备的二氧化硅气凝胶孔径分布均匀，主要集中在40nm左右，组成气凝胶的粒子尺寸均匀。
二氧化硅气凝胶作为一种纳米多孔材料，预期在建筑隔热、催化、储能等领域具有重要的应用价值。
附图说明：
图1.二氧化硅气凝胶在扫描电子显微镜下的形貌图。
图2.二氧化硅气凝胶的孔径分布。
具体实施方式
二氧化硅气凝胶的制备。
水玻璃溶液首先用去离子水稀释，以获得所需的二氧化硅在起始物中的重量百分比。然后采用共前驱体法制备硅烷化水凝胶，即先向硅酸中加入硝酸，然后在恒定搅拌下加入六甲基二硅氮烷由于六甲基二硅氮烷呈碱性，pH值为8.5，因此它加入溶胶即可形成凝胶。随后将共前驱体法制备的水凝胶浸泡在正己烷溶液中，在3h内完成溶剂交换，然后从烧杯中除去置换的孔隙水，在200℃的炉中常压下干燥凝胶30min即可获得二氧化硅气凝胶。
Claims (1)
1.权利要求二氧化硅气凝胶的制备方法，包括如下步骤：
水玻璃溶液首先用去离子水稀释，以获得所需的二氧化硅在起始物中的重量百分比，然后采用共前驱体法制备硅烷化水凝胶，即先向硅酸中加入硝酸，然后在恒定搅拌下加入六甲基二硅氮烷，由于六甲基二硅氮烷呈碱性，pH值为8.5，因此它加入溶胶即可形成凝胶，随后将共前驱体法制备的水凝胶浸泡在正己烷溶液中，在3h内完成溶剂交换，然后从烧杯中除去置换的孔隙水，在200℃的炉中常压下干燥凝胶30min即可获得二氧化硅气凝胶。
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