[发明专利]球形氨基改性氧化硅气凝胶及制备方法

权利要求书

1.一种球形氨基改性氧化硅气凝胶，其特征在于其形态为平均粒径为1～5mm的球形颗粒，堆积密度为0.10～0.40g/cm³，表观密度0.08～0.25g/cm³，主体网络结构为氧化硅，表面有氨基基团，比表面积在10～450m²/g，甲醛浓度为10ppm时甲醛吸附量为2.81～3.66mmol/g。

2.一种制备如权利要求1所述的球形氨基改性氧化硅气凝胶的方法，其具体步骤如下：

(1)10～35℃下将水玻璃、去离子水按比例混合搅拌1～5分钟后，加入酸调节pH值后继续搅拌1～20分钟得到溶胶；其中原料的体积比为水玻璃：去离子水＝1：(5.3～5.8)；

(2)将步骤(1)中得到的溶胶滴至50～80℃的油中进行凝胶反应得到球形氧化硅湿凝胶；

(3)将步骤(2)中得到的球形氧化硅湿凝胶置于去离子水中洗涤，然后在有机溶剂中老化；

(4)配制氨基改性液：25～35℃下将硅烷偶联剂和乙醇按比例混合，在45～60℃的水浴加热中搅拌0.5h～1.0h，待溶液冷去后，再加入去离子水混合，搅拌0.5h～1.0h得到氨基改性液；其中所述的氨基改性液的摩尔比为硅烷偶联剂:去离子水:乙醇＝1:(3～5)：(12～24)；

(5)将步骤(3)中老化后的球形氧化硅湿凝胶置于20～70℃的步骤(4)所制备的氨基改性液中进行表面改性1～9天得到球形湿凝胶；

(6)步骤(5)中得到的球形氨基改性氧化硅湿凝胶进行溶剂置换和干燥得到球形氨基改性氧化硅气凝胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的水玻璃中硅酸钠的模数为3～3.3，质量分数为30％～40％。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的pH值为5～6或9～10。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的油为羟基硅油、植物油或二甲基硅油中的一种。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中将球形氧化硅湿凝胶置于30～80℃的去离子水中洗涤2～6h，然后在40～60℃的有机溶剂中老化1～3天。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙二醇或正己烷中的一种。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷或4-氨基丁基三乙氧基硅烷中的一种。

9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(6)中所述溶剂置换的溶液为水、甲醇或乙醇的一种。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(6)中所述的干燥方法为常压干燥、真空干燥、冷冻干燥或超临界干燥中的一种。