[发明专利]一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用

说明书

本发明属于复合材料技术领域，具体是一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用。本发明在硅烷水解物中加入硒酸盐或亚硒酸盐进行还原获得纳米硒后再加入氨水使得硅烷水解物凝胶化，经过老化、置换、修饰和干燥后获得二氧化硅气凝胶纳米硒复材，是以二氧化硅气凝胶为载体，在其上负载纳米硒。本发明的二氧化硅气凝胶可应用于香烟的过滤嘴、烟丝、卷烟纸上，减轻香烟对人体的有害作用。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法及其应用。

背景技术

二氧化硅气凝胶是一种新型纳米多孔材料，在香烟中的应用已有报道。

纳米硒具有较强的抗氧化性能，可应用于香烟以清除产生的自由基对人体的伤害。

但是结合二氧化硅气凝胶和纳米硒的材料还未有报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法。

本发明的另一个目的是提供一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的应用。

本发明的技术方案如下：

一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材的制备方法，包括以下步骤，5～30℃下，准备硅烷水解物，调节pH为5.5～6.5，加入硒酸盐或亚硒酸盐，搅拌混合均匀，加入还原剂，搅拌至颜色转变为红色后不再变化，加入氨水调节pH为8.0～9.5进行缩合，获得凝胶；将所述凝胶老化、有机溶剂置换、修饰、干燥，获得所述纳米硒复合材料。

本发明中硒酸盐或亚硒酸盐的重量为硅烷水解物重量的0.1～5％，更优选的为0.2～2％。还原剂与硒酸盐或亚硒酸盐的摩尔比为3～6:1。

所述凝胶老化、有机溶剂置换都是二氧化硅气凝胶制备中的常规步骤。凝胶老化可以将获得的凝胶密闭后置于30～60℃环境中放置20～60小时。有机溶剂置换可以将凝胶浸泡入无水乙醇中2～3次，每次浸泡时间15～48小时；浸泡过程也可以进行轻微的震荡或者低强度的超声，以加快浸泡过程，缩短浸泡时间。

优选的，所述硅烷水解物由三烷氧基硅烷或四烷氧基硅烷在酸性醇水中水解获得。在二氧化硅气凝胶制备中，由三烷氧基硅烷或四烷氧基硅烷在醇水中水解获得硅烷水解物是一项常规的操作，已有诸多报道。所用三烷氧基硅烷可以选自三甲氧基甲基硅烷、三乙氧基甲基硅烷等，所用四烷氧基硅烷可以选自正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。

本发明的硅烷水解物也可以由市场上直接购买。

优选的，所述硒酸盐选自硒酸钠、、硒酸钾、硒酸铵和硒酸镁中的一种或几种。

优选的，所述亚硒酸盐选自亚硒酸钠、亚硒酸钾、亚硒酸铵和亚硒酸镁中的一种或几种。

优选的，所述还原剂选自维生素C、硼氢化钠、水合肼、葡萄糖和谷胱甘肽中的一种或几种。

优选的，所述修饰所用的修饰剂为三甲基氯硅烷。常温下，修饰时将置换后的凝胶浸泡入三甲基氯硅烷的正己烷溶液中，三甲基氯硅烷浓度为5～200g/L，浸泡时间为20～60小时。

优选的，所述干燥为真空干燥或超临界干燥。

一种二氧化硅气凝胶纳米硒复材，由上述任一实施方案所述的制备方法制备获得。

一种上述实施方案所述的二氧化硅气凝胶纳米硒复材在香烟上的应用。

优选的，所述二氧化硅气凝胶纳米硒复材应用于香烟的烟丝、过滤嘴和卷烟纸中的至少一个。本发明的二氧化硅气凝胶纳米硒复材既可以应用于香烟的烟丝，也可以应用于香烟的过滤嘴，还可以应用于香烟的卷烟纸中，更优选的，应用于香烟的过滤嘴。进一步优选的，应用于香烟过滤嘴靠近烟丝的一侧。

本发明的有益效果是：