[发明专利]一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法

摘要

本发明的目的在于提供一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法，将燃烧后的稻壳灰，经过无机强碱溶液浸取、强酸中和形成二氧化硅水溶胶，然后加入添加剂形成二氧化硅水凝胶，水凝胶经老化、洗涤、置换、表面疏水修饰、再次置换后，最后在常压下进行干燥后即得二氧化硅气凝胶。该方法工艺简单，原材料以及生产设备成本大大降低，同时二氧化硅气凝胶的力学性能得到改善，进一步扩宽了其应用范围。

主权项

一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法，其步骤为：(1)将稻壳灰与浓度0.5～5mol/L的无机强碱溶液进行混合，其强碱溶液与稻壳灰的比例为5～10∶1(L/kg)；混合均匀后，在常压下进行加热，温度控制在70～150℃，加热时间30～120分钟，浸取后进行过滤；(2)将过滤后的滤液用0.5～5mol/L的强酸中和，PH值控制在4～10，形成二氧化硅水溶胶；(3)在上述二氧化硅水溶胶形成后的1～15分钟内，向其中加入控制干燥的添加剂，所述添加剂为甲酞胺、乙酞胺、二甲基甲酞胺中的一种，加入的添加剂为二氧化硅水溶胶体积的0.01～1％；(4)将步骤(3)制得的二氧化硅水溶胶静置10～30分钟后，形成水凝胶；(5)将步骤(4)制得的水凝胶在30～65℃下进行老化，老化时间为6小时～48小时；(6)将老化后的水凝胶用去离子水进行洗涤，洗涤次数1～6次，时间3～9小时；所述去离子水与水凝胶的体积比为1～6∶1；(7)将步骤(6)中制得的水凝胶，用无水甲醇或无水乙醇置换，置换次数1～5次，置换时间12小时～60小时，温度控制在30～65℃；无水甲醇或无水乙醇与水凝胶的体积比为1～5∶1；(8)将步骤(7)制得的水凝胶与有机硅化合物以及无水甲醇或无水乙醇混合，进行表面疏水修饰，温度控制在10～60℃，时间为12小时～100小时；有机硅化合物为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯；有机硅化合物、无水甲醇或乙醇、水凝胶体积比为0.05～0.1∶1～5∶1；(9)将修饰好的水凝胶再次用无水甲醇或无水乙醇进行置换，置换次数1～3次，置换时间10小时～60小时，温度控制在20～60℃；(10)将步骤(9)制得的水凝胶在常压下进行干燥后即得二氧化硅气凝胶，干燥温度为50～300℃，时间为1小时～12小时。