[发明专利]以稻壳灰为原料常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法

摘要

以稻壳灰为原料常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，属于化工材料制备技术领域。本发明用稻壳燃烧后的废料稻壳灰，经过无机强碱水溶液浸取、无机强酸中和碱性溶液生成二氧化硅水溶胶、向溶胶中加入有机硅化合物进行处理，形成水凝胶、水凝胶经老化、水洗、有机溶剂置换水凝胶中的水分、常压干燥，即制得二氧化硅气凝胶。其比表面积为400～800m²/g，表观密度为0.1～0.5g/cm³，孔容1.0～4.0cm³/g，内部的微孔孔径为1～80纳米。该方法与传统工艺相比，可以实现常压干燥，避免了超临界干燥设备的投入，降低了生产成本和危险性，而且工艺简单、易操作，适合规模化生产和应用。

主权项

1.一种以稻壳灰为原料常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：1)将稻壳灰加入浓度为0.1～1.0mol/L的无机强碱溶液中，其碱溶液和稻壳灰的比例为20～50∶1(L/kg)，常压沸腾状态下浸取5～120分钟；2)将浸取液过滤后的滤液用0.1～1.0mol/L的无机强酸滴定中和，控制pH值为5～9，制出二氧化硅水溶胶；在水溶胶形成的0～15分钟内向其中加入有机硅化合物，形成水凝胶；加入的有机硅化合物与水溶胶的体积比为0.001～0.15；所述的有机硅化合物采用化学分子式为Si(OR)4的正硅酸酯，其中R为甲基、乙基或多碳烷基基团；或采用化学分子式为R4-nSi(OR)n的烷基硅酸酯，其中R为甲基、乙基或多碳烷基基团，n取1，2或3；3)将步骤2)中制备的水凝胶在温度为15～60℃下进行老化；4)用去离子水洗涤步骤3)中得到的水凝胶，去除其中的杂质离子；5)用有机溶剂将步骤4)制得的水凝胶中的水分置换出来；6)将步骤5)制备的水凝胶在温度为20～100℃下进行常压干燥，即制得白色半透明的二氧化硅气凝胶。