[发明专利]一种高纯度硅胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯度硅胶的制备方法，包括如下原料，纯化硅酸钠、甲醇、改性石墨烯、酒石酸、无水乙醇、表面活性剂和去离子水；本发明利用纯化后的硅酸钠与无污染的酒石酸制备硅胶，与传统的无机硅胶制备方法相比，工艺较为简单，所得的硅胶纯度高，先利用硝酸将硅源中的金属及有机杂质除去，保证硅源纯正无污染，再通过离子交换柱除去制备硅酸盐中的阳离子杂质，得到纯化的硅酸钠，通过添加改性的氧化石墨烯和表面活性剂，使制备的硅胶表面接枝上有机活性基团，增加本发明硅胶产品的机械强度和吸附性能，本发明所制备的硅胶由于具有很好的吸附性能，应用于油田开采、存储、销售过程中，吸附挥发性的有机气体，更好的服务于人类的生产生活。

技术领域

本发明属于硅胶技术领域，具体的，涉及一种高纯度硅胶的制备方法。

背景技术

硅胶也称为硅酸凝胶，是一种高活性吸附材料，属于非晶态物质，硅胶的主要成分为二氧化硅，化学性质稳定。化学式xSiO₂yH₂O，透明或乳白色粒状固体，具有开放的多孔结构，吸附性强，能吸附多种物质。在水玻璃的水溶液中加入稀硫酸(或盐酸)并静置，便成为含水硅酸凝胶而固化。以水洗清除溶解在硅酸凝胶中的电解质Na⁺和SO₄^2-(Cl^-)离子，干燥后就可得硅胶。

一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。无机硅胶是一种高活性吸附材料，通常是硅酸钠和硫酸反应，并经老化、酸泡等一系列处理而得到，具有吸附性能高、热稳定性高、化学性质稳定、有较高的机械强度等，分为细孔硅胶、B型硅胶和粗孔硅胶；有机硅胶是一种有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少含有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，主要分为硅橡胶、硅树脂、硅油和硅烷偶联剂，有机硅胶最突出的性能是热稳定性高、耐候性好、电气绝缘线强等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度硅胶的制备方法。

本发明需要解决的技术问题为：

现有技术中，在油田开采、输送、储存、销售以及使用的过程中，会持续不断地产生挥发性有机物，不仅对人体健康产生影响，还会加重大气环境污染，目前应用回收技术之一是吸附回收法，其中活性炭、硅胶、沸石等是常见的吸附剂，但这些产品都存在自身缺点，活性炭导热性能差，易自燃，容易引起爆炸事故，硅胶亲水性好，并且纯度低、吸附性能差，本发明目的在于通过对传统硅胶制备方法进行优化改进，制备出高纯度、吸附性大、机械性能好的硅胶产品。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高纯度硅胶的制备方法，具体包括以下步骤:

第一步、准备如下重量份的原料，20-30份纯化硅酸钠溶液、5-10份甲醇、3-6份改性石墨烯、15-30份酒石酸、15-30份无水乙醇、3-5份表面活性剂、15-30份去离子水；

第二步、将酒石酸加入至无水乙醇中，在温度50-60℃条件下，磁力搅拌20-40min，得酒石酸溶液,将酒石酸溶液滴加至纯化硅酸钠溶液中，控制滴加速度为1-2mL/min，滴加的同时以转速50-100r/min进行搅拌混合，得到硅胶溶液；

第三步、用250目筛网筛选改性石墨烯，然后将改性石墨烯超声分散在总质量50％的甲醇中，将搅拌器的功率设置为200W，并超声分散2-4h，得分散的石墨烯溶液；

第四步、将分散后的石墨烯溶液添加至硅胶溶液中，转速200-300r/min条件下，搅拌30-60min，得到硅胶，然后升温至60-90℃，老化5-10h，将老化后的硅胶用去离子水洗涤至上层液澄清，真空干燥2-3h，再放入450-500℃马弗炉中煅烧0.5-1.0h，即得多孔硅胶；