[发明专利]一种粘土/碳气凝胶材料的制备方法

权利要求书

1.一种吸附气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将棉、麻、丝、毛等天然纤维的废旧纺织品加入洗涤剂进行清洗；再用水进行二次洗涤；

(2)将步骤(1)得到的废旧纺织品置于烘箱中，烘箱温度为60℃，干燥后剪碎；

(3)将步骤(2)得到的纺织品碎片加入水中，对其进行均质化处理，得到含有纤维和水的混合物；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入粘土粒子和交联剂，加入磷酸调节PH值为3-4，为交联提供酸性环境，在机械搅拌器上高速搅拌30-60min，转速为1200rpm，搅拌均匀后得到均质悬浊液；

(5)将步骤(4)得到的悬浊液在-196℃的液氮中进行冷冻后得到冷冻凝胶；

(6)将步骤(5)得到的冷冻凝胶在冷冻干燥机中干燥，冷冻干燥温度为-80℃～-50℃，冷冻干燥时间为48～96h，脱除凝胶中的溶剂，形成气凝胶；

(7)将步骤(6)中得到的气凝胶置于管式炉中，先在空气气氛下，升温速率为2～5℃/min，升温至150-300℃预氧化处理，保温2～3h；再在氮气氛围下，升温至600-1000℃，保温4-6h碳化，然后缓慢降至室温，得到粘土/碳气凝胶。

2.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中碎片的面积为0.2-2cm²。

3.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中纺织品碎片加入水中指棉、麻、丝、毛废旧纺织品碎片中的一种加入水中或多种分别加入水中。

4.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的机械处理包括超声处理、高压均质处理中的任意一种，其中超声处理为超声细胞粉碎机，超声功率为800-1200W；超声时间为60-150min；高压均质处理为高压均质机，压力为500-800bar。

5.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中含有纤维和水的混合物中纤维的质量分数为10-40％。

6.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中纤维的长度范围为0.5-3mm。

7.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中粘土粒子为蒙脱土、海泡石、高岭石、滑石粉、皂石中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中粘土粒子的质量分数为1-15％。

9.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中交联剂为戊二醛、二乙烯基砜、二异氰酸酯、羟甲基三聚氰胺树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、硼酸、硼酸盐中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的一种粘土/碳气凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中交联剂的质量分数为1-10％。