[发明专利]一种有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用硅溶解法制备纳米硅溶胶，将50g硅粉浸泡于热水中10min进行活化，呈稀膏状时分次加入盛有0.5mol/L的NaOH溶液的三口烧瓶中，搅拌并加热至90℃，持续反应8h，得到纳米硅溶胶；

（2）将5g的硅酸钠溶于15g的去离子水中，得到硅酸钠水溶液；将2g的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物溶于70mL质量分数为15%的盐酸水溶液中，得到聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物盐酸水溶液；将所述硅酸钠水溶液与所述聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物盐酸水溶液混合；

（3）将所述步骤（2）得到的混合液倒入水热反应釜中进行水热反应，然后过滤、洗涤、干燥，最后在马弗炉中550℃下煅烧8h，得到介孔二氧化硅材料；

（4）将所述步骤（1）制得的纳米硅溶胶和所述步骤（3）制得的介孔二氧化硅在常温下、以500转/分的搅拌速率混合；

（5）在所述步骤（4）得到的均匀的混合液中加入质量分数为14%的氨水溶液，调节pH值在6～7之间，通过胶粒间的缓慢聚合使溶剂失去流动性，形成稳定的介孔硅凝胶；

（6）以玻璃纤维纸为载体，将所述步骤（5）得到的介孔硅凝胶倒入铺有玻璃纤维纸的模具中，待玻璃纤维纸被完全浸透后倒出多余凝胶，烘箱中静置干燥；

（7）将所述步骤（6）得到的材料，继续重复浸透、烘干至凝胶被完全负载，得到高比表面积、有序稳定的介孔硅-玻璃纤维纸复合材料。

2.根据权利要求1所述的有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的纳米硅溶胶中，纳米二氧化硅的质量分数为30%～40%，平均粒径25nm～35nm。

3.根据权利要求1所述的有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中水热反应的条件为：35℃下反应24h，100℃下反应24h。

4.根据权利要求1所述的一种有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中硅溶胶与介孔硅材料的质量比为30:1～100:1。

5.根据权利要求1所述的一种有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中的浸透时间为2h～3h。

6.根据权利要求1所述的一种有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中的所述的烘干温度为30～40℃。

7.根据权利要求1所述的一种有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（7）中重复浸透次数为3～5次。

8.根据权利要求1-7任一所述的制备方法制备的有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料。

9.根据权利要求1-7任一所述的制备方法制备的有序介孔硅-玻璃纤维纸复合材料在去除乙醇、甲醛、乙酸乙酯不同气态污染物的应用。