[发明专利]一种以烷氧基硅烷为原料的疏水亲酯性硅气凝胶

权利要求书

1.一种以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：所述的原料烷氧基硅烷为式XSi(OY)₃的一种化合物或一种以上化合物的混合物，其中X选自：甲基、乙基、丙基、异丁基、巯丙基、氯丙基、乙烯基、正辛基、烯丙基、十二烷基、十六烷基、十八烷基或苯基；Y选自：C1-C4的烷基；当所述的原料烷氧基硅烷为一种化合物时不包括甲基三甲氧基硅烷；当所述的原料烷氧基硅烷为混合物时为2～6种化合物的混合物。

2.根据权利要求1所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：所述的原料烷氧基硅烷为式XSi(OY)₃的一种化合物或一种以上化合物的混合物，其中X优选自：甲基、乙基、丙基、氯丙基或乙烯基；Y优选自：甲基或乙基。

3.根据权利要求1、2所述以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其制备方法包括以下步骤：

步骤1：将1mol单一的烷氧基硅烷或1mol混合的烷氧基硅烷加入20～50mol溶剂中，然后加入50～90mL浓度为10mM的酸性水溶液，在15～40℃下搅拌0.5～2小时后静置6～24小时；

步骤2：向步骤1的混合物中加入50～90mL浓度为10M的碱性水溶液，在15～40℃下搅拌0.5～2小时后，在20～60℃下静置。形成凝胶状后在20～60℃下继续静置24～96小时，其间每24小时除去原有溶液，加入新鲜溶剂，溶剂与凝胶体积比为1:1～3；

步骤3：将步骤2的溶剂全部倒出，老化后的凝胶在40～60℃下干燥12小时，升温至90～110℃下继续干燥12小时，最终得到疏水亲酯性硅气凝胶。

4.根据权利要求3所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：

步骤1中的单一的烷氧基硅烷或混合的烷氧基硅烷与溶剂的摩尔比优选为1:30～40，所述的溶剂为：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。

5.根据权利要求3所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：

步骤1中的单一的烷氧基硅烷或混合的烷氧基硅烷的摩尔与酸性水溶液的体积比优选为1mol:65～80mL，所述的酸性水溶液的酸为：盐酸、硫酸、醋酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸或其混合物。

6.根据权利要求3所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：

步骤1中的单一的烷氧基硅烷或混合的烷氧基硅烷的摩尔与碱性水溶液的体积比优选为1mol:65～80mL，所述的碱性水溶液中的碱为：氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、尿素、一正丁胺、一乙醇胺或其混合物。

7.根据权利要求1－6所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：其孔径为2～30nm，优选地为2～10nm。

8.根据权利要求1－6所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：其密度为0.05～0.30g/cm³，优选地为0.10～0.15g/cm³。

9.根据权利要求1－6所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：其孔隙率为80～95%，优选地为85～95%。

10.根据权利要求1－9所述的以烷氧基硅烷为原料制备的疏水亲酯性硅气凝胶，其特征在于：主要用于空气净化、污水处理、化工提纯、医药过滤等领域的应用。