[发明专利]一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法

说明书

本发明涉及气凝胶技术领域，尤其涉及一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法。本发明提供了一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将甲基三甲氧基硅烷、盐酸水溶液、阳离子去污剂与玻璃纤维混合搅拌，水解得到混合溶液；步骤2：将所述混合溶液超声得到湿凝胶；步骤3：将所述湿凝胶在溶剂中浸泡，烘干并老化；步骤4：将老化后的湿凝胶改性、烘干并修饰得到复合型二氧化硅气凝胶。本发明提供了一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法，解决了现有的制备方法制得的气凝胶孔隙分布和颗粒大小不理想技术问题。

技术领域

本发明涉及气凝胶技术领域，尤其涉及一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法。

背景技术

溶胶-凝胶法制备湿凝胶是当今无机气凝胶制备最常用的一种工艺，该方法通常先采用醇盐或盐类作为前驱体，采用酸碱两步催化法制得湿凝胶，然后再通过后续的合适的干燥处理技术将湿凝胶干燥，从而达到制备骨架完整的气凝胶的目的。

气凝胶的制备在航空、光催化降解和太阳能电池等领域中已有大量的研究和应用，因为其热学、光学及光催化、吸附和储存等性能直接影响了气凝胶材料的品质和使用价值，所以尽可能提高这些性能是业内所追求的重要指标。现有技术中，为了提高气凝胶的这些物理性能都是在反应条件和试剂选择上进行研究和尝试，这些对实验技术和操作条件要求都很高，需要控制好每一步的反应时间、速率和温度等，需要使用一些强氧化剂以及一些有机试剂，有些氧化剂或有机试剂，挥发性强，且不易获得，工业再生的成本高、污染大。不适宜工业化的生产应用。

目前，以有机硅醇盐为前驱体制备SiO₂气凝胶进入了人们的视野中，其有诸多优点例如易溶于普通有机溶剂，从而可以获得高纯度和高分散、高均匀性的溶液；可以根据化学组成进行配比；反应温度低、可减少副产物的产生等等。虽然利用水玻璃、多聚硅氧烷等廉价的化学试剂作为前躯体也能获得相应的目标硅气凝胶，但是，这些原料制得的气凝胶的孔隙分布和颗粒大小却不甚理想

因此，现有的制备方法制得的气凝胶孔隙分布和颗粒大小不理想成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法，解决了现有的制备方法制得的气凝胶孔隙分布和颗粒大小不理想技术问题。

本发明提供了一种复合型二氧化硅气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将甲基三甲氧基硅烷、盐酸水溶液、阳离子去污剂与玻璃纤维混合搅拌，水解得到混合溶液；

步骤2：将所述混合溶液超声得到湿凝胶；

步骤3：将所述湿凝胶在溶剂中浸泡，烘干并老化；

步骤4：将老化后的湿凝胶改性、烘干并修饰得到复合型二氧化硅气凝胶。

优选的，步骤1所述阳离子去污剂为十六烷基三甲基溴化铵。

优选的，步骤1中在混合搅拌之后，水解之前还包括调节pH在3-4之间。

优选的，步骤1中所述混合搅拌的温度为30℃。

优选的，在所述步骤1之后，所述步骤2之前还包括加入0.5mol/L的氨水溶液搅拌5分钟。

优选的，步骤3中所述溶剂为乙醇和正己烷的混合溶液。

优选的，所述乙醇和所述正己烷的体积比为1：1。

优选的，步骤3中所述老化的时间为12h。

优选的，步骤3中所述老化的温度为60℃。

优选的，步骤4中所述改性具体包括将湿凝胶用三甲基氯硅烷和正己烷的混合溶液改性。