[发明专利]一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法

权利要求书

1.一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）取蒙脱土、碳纤维、低聚半乳糖、去离子水，将蒙脱土和去离子水混合，进行超声分散处理，即得分散液，在分散液中加入碳纤维，超声分散并磁力搅拌处理，即得混合液，在混合液中加入低聚半乳糖，继续搅拌1～2h，即得基体液，抽滤得滤渣，将滤渣置于温度为60～80℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至室温，即得填料；

（2）取正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、填料、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数为1%盐酸、质量分数为1%氨水，将正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水和填料混合，室温下磁力搅拌10～15min，即得混合物A，在混合物A中加入质量分数为1%盐酸，继续搅拌30～40min，即得混合物B，在混合物B中加入N,N-二甲基甲酰胺和质量分数为1%氨水，搅拌均匀即得半成品；

（3）将半成品进行陈化并老化处理，即得老化凝胶，将老化凝胶浸泡处理，即得浸泡后凝胶，将浸泡后凝胶干燥处理，即得干燥凝胶，将干燥凝胶置于马弗炉中煅烧处理，随炉温冷却，即得二氧化硅气凝胶功能材料。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的蒙脱土、碳纤维、低聚半乳糖、去离子水之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取20～30份蒙脱土、1～10份碳纤维、1～5份低聚半乳糖、50～60份去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的将蒙脱土和去离子水混合，进行超声分散处理步骤为：将蒙脱土和去离子水混合，在功率为200～300W下超声分散20～30min。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的在分散液中加入碳纤维，超声分散并磁力搅拌处理步骤为：在分散液中加入碳纤维，继续超声分散5～10min，并在转速为100～160r/min下磁力搅拌30～40min。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、填料、N,N-二甲基甲酰胺、质量分数为1%盐酸、质量分数为1%氨水之间的比例分别为：按重量份数计，分别称取20～30份正硅酸乙酯、40～50份无水乙醇、20～30份去离子水、10～15份填料、1～5份N,N-二甲基甲酰胺、1～3份质量分数为1%盐酸、1～3份质量分数为1%氨水。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的将半成品进行陈化并老化处理步骤为：将半成品室温下陈化1～2天后，置于老化液中在温度为40～60℃下各老化处理1～2天。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的将老化凝胶浸泡处理步骤为：用丙酮浸泡老化凝胶3～5次，每次浸泡5～10min。

8.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的将浸泡后凝胶干燥处理步骤为：将浸泡后凝胶在温度为100～150℃下干燥1～2h。

9.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的将干燥凝胶置于马弗炉中煅烧处理步骤为：将干燥凝胶置于马弗炉中，以50mL/min的气流速度通入氮气，升温至250～300℃下保持1～2h，继续升温至1000～1100℃下保持3～4h。

10.根据权利要求6所述的一种二氧化硅气凝胶功能材料的制备方法，其特征在于：所述的老化液分别为质量分数为20%乙醇水溶液和质量分数为20%正硅酸乙酯-乙醇溶液。