[发明专利]HNTs/PVOH复合气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种HNTs/PVOH复合气凝胶，其特征在于，包括三维网状多孔结构的PVOH骨架和附着于PVOH骨架内并由PVOH骨架包裹的HNTs，所述HNTs/PVOH复合气凝胶通过以下步骤制备：

步骤1，将PVOH溶解在水中，于80～90℃下搅拌分散5～8小时，然后超声分散10～15分钟，得到浓度为0.05～0.1g/ml的PVOH溶液；

步骤2，将HNTs与水混合，然后超声处理10～15分钟，得到浓度0.05～0.1g/ml的HNTs悬浮液；

步骤3，将得到的HNTs悬浮液和PVOH溶液混合，其中HNTs和PVOH的质量比为(3-7)：(7-3)，再加入硼砂饱和溶液，其中硼砂与HNTs的质量比为1:25～50，得到粘性胶体混合物；

步骤4，将粘性胶体混合物置于-25～-35℃条件下冷冻24～36小时，将冷冻样品于-85～-95℃、真空条件下干燥48～72小时，得到HNTs/PVOH复合气凝胶。

2.如权利要求1所述的HNTs/PVOH复合气凝胶，其特征在于，所述PVOH骨架中孔径为20～200nm。

3.如权利要求1所述的HNTs/PVOH复合气凝胶，其特征在于，所述步骤3中，HNTs和PVOH的质量比为(5-7)：(5-3)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的HNTs/PVOH复合气凝胶作为保温材料和耐热材料的应用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的线性收缩率为5～17％，当所述HNTs和PVOH质量比为(5-7)：(5-3)时，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的线性收缩率为5～9％。

6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的热导率为0.029～0.032Wm^-1K^-1，当所述HNTs和PVOH质量比为(5-7)：(5-3)时，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的热导率为0.029～0.030Wm^-1K^-1。

7.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的抗压强度为1.5-3.0MPa，其中当所述HNTs和PVOH质量比为(5-7)：(5-3)时，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的抗压强度为2.2-3.0MPa。

8.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述HNTs/PVOH复合气凝胶在500℃热处理1～2小时后，仍可保持完整的网络结构。

9.如权利要求4所述的应用，其特征在于，当所述HNTs和PVOH质量比为7：3时，所述HNTs/PVOH复合气凝胶的抗压强度为2.9-3.0MPa，导热率为0.029Wm^-1K^-1。

10.一种HNTs/PVOH复合气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将PVOH溶解在水中，于80～90℃下搅拌分散5～8小时，然后超声分散10～15分钟，得到浓度为0.05～0.1g/ml的PVOH溶液；

步骤2，将HNTs与水混合，然后超声处理10～15分钟，得到浓度0.05～0.1g/ml的HNTs悬浮液；

步骤3，将得到的HNTs悬浮液和PVOH溶液混合，其中HNTs和PVOH的质量比为(3-7)：(7-3)，再加入硼砂饱和溶液，其中硼砂与HNTs的质量比为1:25～50，得到粘性胶体混合物；

步骤4，将粘性胶体混合物置于-25～-35℃条件下冷冻24～36小时，将冷冻样品于-85～-95℃、真空条件下干燥48～72小时，得到HNTs/PVOH复合气凝胶。