以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法技术

本发明专利技术公开了属于化工材料制备技术范围对涉及充分利用大米生产过程中产生的废渣稻壳，变废为宝的一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法。用稻壳燃烧后的废料稻壳灰，经过无机碱水溶液漫取、无机酸中和碱性溶液生成二氧化硅水凝胶、水凝胶经老化、有机溶剂置换水凝胶中的水分、液态ＣＯ＜ｓｕｂ＞２＜／ｓｕｂ＞置换有机溶剂、超临界ＣＯ＜ｓｕｂ＞２＜／ｓｕｂ＞干燥，即制得白色的二氧化硅气凝胶。其比表面积为２９７．３ｍ＜ｓｕｐ＞２＜／ｓｕｐ＞／ｇ，表观密度为０．５３２　ｇ／ｃｍ＜ｓｕｐ＞３＜／ｓｕｐ＞，内部的微孔平均孔径为２２．３纳米。本生产方法与传统方法工艺相比，其显著优点：用废料稻壳灰代替昂贵的有机硅化合物作为原料，制得纳米多空结构的二氧化硅气凝胶固体材料，大大降低了生产成本。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法
本专利技术属于化工材料制备技术范围，特别涉及充分利用大米生产过程中产生的废渣稻壳，变废为宝的一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法。技术背景气凝胶是一种内含大量空气、低密度、高孔隙率的轻质纳米非晶固态材料。其纤细的纳米多孔网络使其具有很低的折射率、热传导系数和传播速度、对气体选择性透过等特性，这些使得气凝胶材料受到了非常广泛的重视。在诸多的气凝胶中，研究最多的是SiO2气凝胶。由于二氧化硅气凝胶是一种具有纳米的多孔材料，它们明显不同于孔洞结构在微米和毫米量级的多孔材料，在力学、声学、热学、光学等诸方面均显示独特的性质，如纤维的纳米结构材料的热导率极低；极大的比表面积，对光、声的散射均比传统的多孔材料小得多；纯净的二氧化硅气凝胶是透明无色的，折射率很小，对入射光几乎没有反射损失及其低声速特性；所以这些材料在许多领域蕴藏着广泛得应用前景。如可作为透明隔热材料、能有效地透过太阳光，并阻止低温红外热辐射，因此这种材料特别适合太阳能集热器系统；替代现用双层玻璃窗，使严寒地区的建筑物窗户既节能、采光又美观和作为冰箱隔热材料；气凝胶的低声速特性，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：用稻壳燃烧后的废料稻壳灰，经过无机碱水溶液浸取、无机酸中和碱性溶液生成二氧化硅水凝胶、水凝胶再经老化、有机溶剂置换水凝胶中的水分、液态ＣＯ↓［２］置换有机溶剂、超临界ＣＯ↓［２］干燥，制备出二氧化硅气凝胶；其工艺过程如下： １）．碱溶液浸取：将稻壳灰加入浓度为０．１～１．０ｍｏｌ／Ｌ的碱溶液中，其碱溶液和稻壳灰的比例为１００∶１～１０∶１（Ｌ／ｋｇ），稻壳灰和碱溶液在常压沸腾状态下浸取５～９０分钟； ２）．过滤、洗涤：将浸取液过滤后得到滤液，并用相同体积的水分两次对灰渣进行洗涤； ３）．酸处理：将滤液和洗涤液合并后，加入...

【技术特征摘要】
1.一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：用稻壳燃烧后的废料稻壳灰，经过无机碱水溶液浸取、无机酸中和碱性溶液生成二氧化硅水凝胶、水凝胶再经老化、有机溶剂置换水凝胶中的水分、液态CO2置换有机溶剂、超临界CO2干燥，制备出二氧化硅气凝胶；其工艺过程如下：1).碱溶液浸取：将稻壳灰加入浓度为0.1～1.0mol/L的碱溶液中，其碱溶液和稻壳灰的比例为100∶1～10∶1(L/kg)，稻壳灰和碱溶液在常压沸腾状态下浸取5～90分钟；2).过滤、洗涤：将浸取液过滤后得到滤液，并用相同体积的水分两次对灰渣进行洗涤；3).酸处理：将滤液和洗涤液合并后，加入酸溶液处理，调节溶液的pH值，形成二氧化硅水凝胶，其酸溶液的浓度为0.1～2N，pH值的范围是5～9；4).老化：将上述二氧化硅水凝胶进行老化，老化的温度在15～70℃之间，时间在5～40小时之间；5).用有机溶剂在室温下置换老化后的二氧化硅水凝胶中的所含的水分，溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，唐琪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]