[发明专利]纳米笼型倍半硅氧烷偶联剂及制备杂化二氧化硅气凝胶的方法

权利要求书

1.一种笼型倍半硅氧烷化合物，其特征在于，如下述通式(1)表示：

[R’SiO1.5]n[R”SiO1.5]m[R”’SiO1.5]t---------------(1)

式(1)中，R’表示下述通式(2)所示基团,R”为通式(3)中所示基团，

通式(2)、(3)中，p表示2～10的整数；R1的化学结构式为下述通式(4)、(5)中的任意一种，且R’与R”中的R1保持一致，R2为氢、甲基、乙基中的任意一种,R2’为氢、甲基、乙基中的任意一种

通式(5)中R3代表氢或者甲基中的任意一种，q代表1～10的整数；

R”’代表下述通式(6)、通式(7)中的任意一种，

当通式(2)(3)中R1对应通式(4)时，R”’对应通式(6)；当R1对应通式(5)时，R”’对应通式(7)，且通式(7)中的R3与通式(5)中的R3保持一致；

通式(1)中，n、m、t的关系通式满足下述条件：

n表示0～14中的任意整数，m表示0-14中的任意整数；t表示0-13中的任意整数；

n+m+t＝h，h为8、10、12、14中的任一整数且n≠h。

2.一种杂化二氧化硅气凝胶，其特征在于，其原料为含有权利要求1所述的笼型倍半硅氧烷化合物、含偶联剂型的笼型倍半硅氧烷，可水解的短链硅烷。

3.根据权利要求2所述的杂化二氧化硅气凝胶，含偶联剂型的笼型倍半硅氧烷，通式如(13)中所示

4.根据权利要求2所述的杂化二氧化硅气凝胶，含偶联剂型的笼型倍半硅氧烷，可水解的短链硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、水玻璃、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三氯硅烷、偏硅酸钠、KH550、KH570、KH590中的一种或几种。

5.制备如权利要求2所述的杂化二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：气凝胶的制备原料放入溶剂中进行溶解，且达到0.5％-15％的摩尔浓度，后加入酸碱催化剂先水解然后进行溶胶凝胶反应，最后经干燥得到二氧化硅杂化气凝胶。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：酸碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙、氨水、三甲基氢氧化铵、盐酸、硫酸、硝酸、碳酸、乙酸中的一种或几种；水解pH值控制在1-5，水解时间为5-120分钟；凝胶pH值控制在7-10，老化时间为2小时至1周；溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙腈、正丁醇、丙酮中的一种或几种；干燥方法为超临界二氧化碳干燥、真空干燥、常压干燥和冷冻干燥。