[发明专利]疏水性金属氧化物-二氧化硅复合气凝胶的制备方法和由此制得的复合气凝胶

权利要求书

1.一种疏水性金属氧化物-二氧化硅复合气凝胶的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)向水玻璃溶液中添加金属离子溶液和酸催化剂并混合在一起，制备金属氧化物-二氧化硅复合凝胶；

(2)对所述金属氧化物-二氧化硅复合凝胶进行表面改性，制备疏水性金属氧化物-二氧化硅复合湿凝胶；以及

(3)干燥所述疏水性金属氧化物-二氧化硅复合湿凝胶，

其中，所述制备方法还包括在步骤(2)的表面改性之前，用醇处理所述金属氧化物-二氧化硅复合凝胶，并且醇的用量是金属氧化物-二氧化硅复合凝胶的重量的2倍至5倍，

其中，步骤(2)的表面改性通过将所述金属氧化物-二氧化硅复合凝胶分散在非极性有机溶剂中，添加表面改性剂并进行反应来进行，

其中，以使得金属离子与水玻璃的摩尔比在0.5至1的范围内的量添加所述金属离子溶液。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述水玻璃溶液中的水玻璃的浓度在0.1M至2.0M的范围内。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述金属离子溶液中的金属离子的浓度在0.05M至2.0M的范围内。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述金属离子溶液是包含钙离子(Ca²⁺)和镁离子(Mg²⁺)的二元金属离子溶液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述金属离子溶液中钙离子(Ca²⁺)与镁离子(Mg²⁺)的摩尔比在1:0.3至1:3的范围内。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)在6至8的pH下进行。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述酸催化剂包括选自盐酸、硝酸、乙酸、硫酸和氢氟酸中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述醇包括选自甲醇和乙醇中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)的表面改性通过向所述金属氧化物-二氧化硅复合凝胶中添加表面改性剂并进行反应来进行。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述非极性有机溶剂包括选自己烷、庚烷、甲苯和二甲苯中的至少一种。

11.根据权利要求1或9所述的制备方法，其中，所述表面改性剂包括选自三甲基氯硅烷(TMCS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、甲基三甲氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷中的至少一种。

12.根据权利要求1、9中任意一项所述的制备方法，其中，以相对于水玻璃的摩尔比为1.0至4.0添加表面改性剂。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述表面改性在55℃至65℃的温度下进行。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(3)的干燥通过在105℃至190℃的温度下常压干燥1小时至4小时来进行。