The invention belongs to the field of comprehensive utilization of solid waste, and discloses a method for preparing hydrophobic silica aerogels with fly ash in acid extraction aluminum tail slag as raw material, the method includes: high temperature calcination of fly ash by acid aluminum slag, after washing with distilled water, alkali leaching, and inorganic acid leaching regulation take the pH value of solution and static, after drying the gel, the gel after Chen Hua, silane modification, washing, drying and obtaining the final atmospheric quality of the hydrophobic silica aerogel materials. The invention makes full use of the waste and has the characteristics of simple process and low cost, and is suitable for large-scale production and application; the prepared aerogel has large specific surface area, high porosity and excellent performance.
【技术实现步骤摘要】
一种制备疏水性二氧化硅气凝胶的方法
本专利技术属于固体废弃物综合利用领域,涉及一种二氧化硅气凝胶的制备方法。
技术介绍
气凝胶是一种由胶体粒子缩聚而成的轻质纳米多空非晶固体材料,具有连续的网络结构,微观上具有纳米尺度的均匀性,孔洞率高、比表面积大,其力学、声学、光学、热学等特性明显不同于相应的宏观玻璃态材料。气凝胶性质的特殊性导致了其应用前景的广阔性。最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶作为一种新型的结构可控的材料,有着多种独特的性质,例如低的折射率、低的弹性模量、低热导率、强吸附性等,在切仑可夫探测器、催化剂及催化剂载体、高效绝热涂层等众多领域中都具有广泛的应用前景。目前,二氧化硅气凝胶主要是通过溶胶凝胶工艺制备,使用的前驱体采用最多的是TMOS(硅酸甲酯)、水玻璃和TEOS(正硅酸乙酯)。然而由于TMOS有毒、水玻璃制备出的产品净化困难,因此使用最多的是TEOS。由于二氧化硅气凝胶制备原料昂贵、超临界干燥工艺复杂,特别是制备高品质气凝胶的技术难度大,阻碍了该产品的工业化推广。粉煤灰是火电厂排放的工业废弃物。近年来,随着资源需求量的增加,粉煤灰产量呈逐年上升趋势。根据灰色预测模型估计,到2020年中国粉煤灰排放量将达到9亿吨。目前,我国对粉煤灰的利用率还不到50%,剩余部分则就地堆放,造成严重的环境污染。如何合理利用粉煤灰,实现废弃资源的再度利用已迫在眉睫。粉煤灰含有Al2O3、SiO2、Fe2O3及一些稀土元素,被越来越多的人视为一种重要的资源而得到开发和利用。其中从粉煤灰中提取氧化铝研究得最为深入。粉煤灰提取氧化铝的方法主要有酸法、碱法或酸 ...
【技术保护点】
一种制备疏水性二氧化硅气凝胶的方法,包括:(1)将粉煤灰酸法提铝尾渣放入马弗炉内,在600‑850℃的空气氛围中煅烧1~2h,取出冷却;(2)将步骤(1)得到的尾渣用蒸馏水搅拌清洗后进行固液分离;(3)向步骤(2)得到的湿尾渣中加入4~6mol/L的碱溶液,搅拌、加热、浸取,反应后进行抽滤留取滤液;(4)将上述滤液用4~6mol/L的无机强酸调节溶液的pH值为5~8,优选5~6,静置得二氧化硅水溶胶,干燥后形成二氧化硅凝胶;(5)将制得的凝胶浸泡于有机溶剂中陈化,得到陈化凝胶;(6)将陈化凝胶在20~40℃恒温条件下置于三甲基氯硅烷的正己烷溶液中进行表面修饰12~36h;(7)将步骤(6)得到的二氧化硅凝胶经无水乙醇洗涤,然后干燥,得到疏水性二氧化硅气凝胶。
【技术特征摘要】
1.一种制备疏水性二氧化硅气凝胶的方法,包括:(1)将粉煤灰酸法提铝尾渣放入马弗炉内,在600-850℃的空气氛围中煅烧1~2h,取出冷却;(2)将步骤(1)得到的尾渣用蒸馏水搅拌清洗后进行固液分离;(3)向步骤(2)得到的湿尾渣中加入4~6mol/L的碱溶液,搅拌、加热、浸取,反应后进行抽滤留取滤液;(4)将上述滤液用4~6mol/L的无机强酸调节溶液的pH值为5~8,优选5~6,静置得二氧化硅水溶胶,干燥后形成二氧化硅凝胶;(5)将制得的凝胶浸泡于有机溶剂中陈化,得到陈化凝胶;(6)将陈化凝胶在20~40℃恒温条件下置于三甲基氯硅烷的正己烷溶液中进行表面修饰12~36h;(7)将步骤(6)得到的二氧化硅凝胶经无水乙醇洗涤,然后干燥,得到疏水性二氧化硅气凝胶。2.根据权利要求1所述的方法,其中,步骤(1)中的粉煤灰酸法提铝尾渣是内蒙古准格尔矿区的粉煤灰通过“一步酸溶法”提取氧化铝后的尾渣;优选地,所述粉煤灰酸法提铝尾渣包括60-70wt%的SiO2、10-25wt%的Al2O3以及少量的TiO2、MgO、CaO、Fe2O3。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中...
【专利技术属性】
技术研发人员:王丽萍,王永旺,张玮琦,郭昭华,李超,图亚,池君洲,陈东,
申请(专利权)人:中国神华能源股份有限公司,神华准能资源综合开发有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。