[发明专利]纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于制备方法包括以下步骤：

(1)制备纤维素溶胶：将纤维素分散到水中配制成纤维素溶胶，其中纤维素与水的质量比为0.05～0.25∶1；

(2)表面负载纳米二氧化钛：在不断搅拌下，将0.5～4.0mol/L的无机钛盐水溶液和0.5～4.0mol/L的碱液加入步骤1的纤维素溶胶中混合反应，反应温度≤50℃，pH≤1.00，然后升温至70～100℃，恒温反应1～10h，得到纳米二氧化钛负载的纤维素溶胶；

(3)表面包覆二氧化硅：在不断搅拌下，将0.3～2.0mol/L硅酸盐水溶液加入到纳米二氧化钛负载的纤维素溶胶中进行反应，反应温度维持在75～95℃，反应液加完后，保温熟化0.5～2h，然后用0.5～2.0mol/L碱或者酸的水溶液调节pH至6.00～7.50，再保温熟化0.5～2h，并用去离子水洗涤，得到纤维素/二氧化钛/二氧化硅凝胶；

(4)陈化和老化处理：将纤维素/二氧化钛/二氧化硅凝胶陈化1～3d，用无水乙醇为老化溶液，将陈化的凝胶老化1～10d，每天更换无水乙醇一次；

(5)疏水化处理：将纤维素/二氧化钛/二氧化硅凝胶置于改性剂与有机溶剂体积比为0.1～8∶1的改性溶液进行疏水改性1～15h，再用无水乙醇清洗凝胶表面；

(6)粘合成型和干燥处理：将纤维素/二氧化钛/二氧化硅疏水凝胶和胶黏剂放置于成型模具中，胶黏剂与纤维素/二氧化钛/二氧化硅疏水凝胶的质量比为0.1～5∶1，并加满无水乙醇，然后采用冷冻干燥或超临界干燥或者常温常压干燥的方法，得到纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于无机钛盐为四氯化钛、硫酸钛和硫酸氧钛中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于无机钛盐的用量按其完全反应所生成二氧化钛的质量计，二氧化钛与纤维素的质量比为0.2～1.5∶1。

5.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于硅酸盐为硅酸钠和硅酸钾中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于硅酸盐的用量按其完全反应所生成二氧化硅的质量计，二氧化硅与纤维素的质量比为0.1～0.6∶1。

7.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于改性剂为长链有机胺盐、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷、丙三醇、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、硬脂酸盐、四乙氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷、N烯酸缩水甘油醚、两性大分子共聚物和聚(氧化乙烯)-聚(氧化丙烯)-聚(氧化乙烯)中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于有机溶剂为正己烷、乙醇、丁醇、丙醇、苯、甲苯中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其特征在于胶黏剂为纤维素酯、烯类聚合物、聚酯类聚合物、聚醚类聚合物、聚酰胺类聚合物、聚丙烯酸酯类聚合物、聚乙烯醇缩醛类聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯类共聚物、有机硅类聚合物、有机氟类聚合物中的一种或几种。