[发明专利]一种核壳结构的气凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构的气凝胶材料及其制备方法，属于纳米材料领域。一种核壳结构的气凝胶材料的制备方法，采用以下步骤进行操作：S1，将分散剂加入水中，将其搅拌分散均匀；S2，向S1步骤制得溶液中加入疏水氧化硅气凝胶粉体，搅拌均匀，得到气凝胶的水溶液A；S3，将硅源加入水中，加入酸性溶液，在一定的温度和转速下进行搅拌，使其充分反应，然后水解达到溶液B；S4，将溶液B加入到溶液A中，搅拌均匀；S5，加入碱，进行水解反应；S6，然后气凝胶表面原位形成氧化硅包覆层，从而得到氧化硅包覆的气凝胶材料；本发明提高了气凝胶的强度，解决了有机溶剂进入到气凝胶内部引起性能下降的问题，大大提高了气凝胶材料的使用方便性。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种核壳结构的气凝胶材料及其制备方法。

背景技术

气凝胶材料由于其特殊的多孔结构，显示出高的比表面积、低的导热系数、低密度、超绝缘和超低介电常数等性质，因而在催化、保温、电子等领域有着广泛的应用，氧化硅气凝胶由于孔隙太高，导致强度比较低，在实际使用过程中，需要与其它物质混合使用，比如：气凝胶毡，气凝胶膜等，氧化硅气凝胶在与其它物质混合过程中，有机溶剂会直接进入气凝胶孔中引起结构塌陷，大大降低气凝胶材料的隔热性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种核壳结构的气凝胶材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种核壳结构的气凝胶材料的制备方法，采用以下步骤进行操作：

S1，将分散剂加入水中，将其搅拌分散均匀；

S2，向S1步骤制得溶液中加入疏水氧化硅气凝胶粉体，搅拌均匀，得到气凝胶的水溶液A；

S3，将硅源加入水中，加入酸性溶液，在一定的温度和转速下进行搅拌，使其充分反应，然后水解达到溶液B；

S4，将溶液B加入到溶液A中，搅拌均匀；

S5，加入碱，进行水解反应；

S6，然后气凝胶表面原位形成氧化硅包覆层，从而得到氧化硅包覆的气凝胶材料。

优选的，步骤S1中的搅拌速度为1-3000转/分钟。

优选的，步骤S1中的分散剂采用阴离子型、阳离子型或者非离子型其中的一种。

优选的，步骤S2中的疏水氧化硅气凝胶粉体的粒径为0.1µm-500µm之间。

优选的，步骤S2中的搅拌速度为1-4000转/分钟。

优选的，步骤S3中的搅拌温度为1-100℃，搅拌速度为1-3000转/分钟，搅拌时间为0.5-24小时。

优选的，步骤S3中的硅源为正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、水玻璃、聚硅氧烷中的一种或多种混合。

优选的，步骤S3中的酸性溶液为甲酸、乙酸、草酸、盐酸、硝酸中的一种或多种混合。

优选的，步骤S4中的搅拌速度为1-3000转/分钟。

优选的，步骤S5中的碱为氢氧化钠、氨水、氢氧化钾、2-氨基-2甲基-1-丙醇中的一种或多种混合。

优选的，在溶液A中，分散剂：疏水氧化硅气凝：水=（1-3）：（5-15）：100；在溶液B中，酸：硅源：水=（0.1-1）：（5-10）：100，碱含量为（0.3-3）。