[发明专利]一种块体透明二氧化硅气凝胶及其快速制备方法和应用

权利要求书

1.一种快速制备块体透明二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：将有机硅源、水、醇溶剂、非质子极性溶剂及酸催化剂混合进行水解反应，得到溶胶；在所述溶胶中加入碱催化剂进行反应，得到湿凝胶；所述湿凝胶通过液态二氧化碳置换和干燥，得到块体透明二氧化硅气凝胶；

有机硅源、水、醇溶剂及非质子极性溶剂的体积比为1：0.05～5：0.5～8：0.5～8；

所述非质子极性溶剂包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、三氟丙烷、1-氯-3,3,3-三氟丙烷中至少一种；

所述有机硅源包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中至少一种；

所述醇溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种快速制备块体透明二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：

所述酸催化剂包括硝酸、硫酸、盐酸、草酸、醋酸中至少一种；

所述碱催化剂包括氨水。

3.根据权利要求1所述的一种快速制备块体透明二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：所述水解反应的时间为0.1～10h。

4.根据权利要求1所述的一种快速制备块体透明二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：所述湿凝胶在进行液态二氧化碳置换和干燥之前预先老化0.1～10h。

5.根据权利要求1所述的一种快速制备块体透明二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：湿凝胶通过液态二氧化碳置换和干燥的过程为：将湿凝胶放置在包含一个进气口和一个出气口的压力容器中，从进气口充入液态二氧化碳，液态二氧化碳与湿凝胶中的溶剂进行置换，同时置换出来的溶剂被液态二氧化碳夹带从出气口排出，直至湿凝胶中的溶剂置换完全，停止液态二氧化碳充入，调节压力容器内的压力和温度至常温常压，得到块体透明二氧化硅气凝胶。

6.根据权利要求5所述一种快速制备块体透明二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：置换和干燥过程中，温度条件为-20℃～40℃，压力条件为1.5MPa～13.0MPa。