[发明专利]一种超低密度二氧化硅纳米管气凝胶材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种超低密度二氧化硅纳米管气凝胶材料的制备方法。本发明以块体碳气凝胶为模板，正硅酸四乙酯为原料，氨水催化下，通过化学气相沉积法在树枝状的碳气凝胶骨架上沉积一层二氧化硅薄层，再通过高温氧化去除碳气凝胶模板，制备出块状的超低密度二氧化硅纳米管气凝胶材料。该发明得到的二氧化硅气凝胶性能更加优异，成品率高。本发明具有反应过程简单、总体成本低、低密度成品率高等特点。碳气凝胶骨架对氧化硅薄层有很好的吸附和支撑作用能够在一定程度上降低高温烧结时骨架的坍塌和结构的收缩，同时也能够保持气凝胶的纳米多孔结构。本发明材料密度低至25.3，热导率为0.030‑0.033，压缩模量达1.996Mpa，并且具有很好的机械可加工性。

主权项

1.一种超低密度二氧化硅纳米管气凝胶的制备方法，其特征在于采用去模板法和化学气相沉积法，具体步骤如下：（1）将碳气凝胶置于真空干燥器中，并在真空干燥器中放入两个小烧杯，两个小烧杯中分别加入1mL正硅酸四乙酯和1mL氨水，密封并抽真空；（2）将步骤（1）的真空干燥器放入160℃的保温箱中，并保持6小时，使得碳气凝胶充分吸收正硅酸四乙酯和氨水，并使正硅酸四乙酯充分进行脱水反应，在碳气凝胶骨架上形成一层二氧化硅薄层；（3）将步骤（2）的真空干燥器从保温箱中取出，并冷却到室温，取出其中沉积了二氧化硅的碳气凝胶，置于90℃保温箱中，去除碳气凝胶吸附的未反应的溶剂和水分，得到复合材料；（4）将步骤（3）所得的复合材料置于管式炉中，加热到600℃，以去除碳气凝胶骨架，从而获得微结构为纳米管状的块体二氧化硅气凝胶；（5）将步骤（4）所得的纳米管状的块体二氧化硅气凝胶置于真空干燥器中，在室温下用全氟辛基三氯硅烷修饰，得到疏水的二氧化硅纳米管气凝胶。