一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法技术

一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法，它涉及一种表面生长碳纳米管层的方法。本发明专利技术的目的是要解决现有方法制备的疏水二氧化硅气凝胶颗粒在高温及条件苛刻的环境中不能使用的问题。方法：一、制备二氧化硅气凝胶颗粒；二、制备覆盖有二氧化硅气凝胶颗粒的陶瓷舟；三、排出管式炉内的空气；四、化学气相沉积；五、自然冷却，得到表面直接生长超疏水碳纳米管层的二氧化硅气凝胶颗粒。本发明专利技术可获得表面直接生长超疏水碳纳米管层的二氧化硅气凝胶颗粒。

A simple method for the direct growth of superhydrophobic carbon nanotube layers on the surface of silica aerogel particles

A simple method for directly growing superhydrophobic carbon nanotube layer on silica aerogel particles is involved in a surface growth method of carbon nanotube layer. The aim of the present invention is to solve the problem that the hydrophobic silica aerogel particles prepared by the existing methods can not be used in high temperature and harsh environment. Methods: first, the preparation of silica aerogel particles; two, preparation of silica aerogel particles covered with Tao Cizhou; three, the discharge tube type furnace four, air; chemical vapor deposition; five, natural cooling, surface growth of super hydrophobic carbon nanotube layer two silica aerogel particles. The invention can obtain the silica aerogel particles that directly grow superhydrophobic carbon nanotube layers on the surface.

【技术实现步骤摘要】
一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法
本专利技术涉及一种表面生长碳纳米管层的方法。
技术介绍
随着科学技术的不断进步，超疏水表面在农业、军工、建筑、交通、纺织、医疗、防腐及日常生活等领域受到了各国研究者的广泛关注。实现表面超疏水的两个主要方法是调控表面粗糙度和降低表面自由能。自1991年Iijima发现了碳纳米管以来，碳纳米管就以其特殊的结构、优异的性能备受关注。由于碳自身疏水特性及碳微纳结构的特殊性质，被应用于超疏水涂层领域。浙江工业大学唐谊平等人在公开日为2012年7月4日，申请号为201110459158.1的中国专利申请公开了一种铜/碳纳米管复合超疏水材料的制备方法，将铜与碳纳米管复合成一种新的材料，具有超疏水的性质，该专利技术证实了合理碳纳米管层可以实现金属表面的超疏水改性。但尚未发现在SiO2气凝胶颗粒生长超疏水碳纳米管层的专利技术研究。北京航天赛德科技发展有限公司在公开日为2016年3月16日，申请号为201510956261.5的中国专利申请公开了一种超疏水改性二氧化硅的制备方法，在二氧化硅气凝胶溶胶过程时加入改性试剂，对其进行化学改性，制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法，其特征在于一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法具体是按以下步骤完成的：一、制备二氧化硅气凝胶颗粒：①、将工业水玻璃与去离子水混合，得到水玻璃混合溶液；步骤一①中所述的工业水玻璃与去离子水的体积比为1:5；步骤一①中所述的工业水玻璃为质量分数为34％的液体硅酸钠；②、使用质量分数为10％的盐酸将水玻璃混合溶液的pH值调节至9.5，再在温度为50℃～60℃下水浴加热1h～3h，得到二氧化硅湿凝胶；③、将二氧化硅湿凝胶放入通风橱中，再向二氧化硅湿凝胶中加入无水乙醇，再在室温下静置6h～10h，再去除上层的液体，...

【技术特征摘要】
1.一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法，其特征在于一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法具体是按以下步骤完成的：一、制备二氧化硅气凝胶颗粒：①、将工业水玻璃与去离子水混合，得到水玻璃混合溶液；步骤一①中所述的工业水玻璃与去离子水的体积比为1:5；步骤一①中所述的工业水玻璃为质量分数为34％的液体硅酸钠；②、使用质量分数为10％的盐酸将水玻璃混合溶液的pH值调节至9.5，再在温度为50℃～60℃下水浴加热1h～3h，得到二氧化硅湿凝胶；③、将二氧化硅湿凝胶放入通风橱中，再向二氧化硅湿凝胶中加入无水乙醇，再在室温下静置6h～10h，再去除上层的液体，得到胶状物质；步骤一③中所述的无水乙醇与步骤一①中所述的工业水玻璃的体积比为(5mL～15mL):20mL；④、重复步骤一③三次，得到去除水分的胶状物质；⑤、将去除水分的胶状物质置于温度为50℃～60℃下干燥10h～14h，得到块状物质；⑥、将块状物质进行研磨，得到二氧化硅气凝胶颗粒；步骤一⑥中所述的二氧化硅气凝胶颗粒的粒径为50μm～150μm；二、将二氧化硅气凝胶颗粒平铺在陶瓷舟底部，得到覆盖有二氧化硅气凝胶颗粒的陶瓷舟；三、将覆盖有二氧化硅气凝胶颗粒的陶瓷舟置于管式炉的反应区，再将管式炉两端分别接上通气管并密封，向管式炉中以1000mL·min-1～2000mL·min-1的气体流量通入保护气体10min～20min，在常压下排净管式炉中的空气，再将保护气的流量调节至100mL·min-1～500mL·min-1，启动管式炉，将管式炉的反应区温度升温至650℃～800℃；四、使用注射器抽取二茂铁和环己烷的混合液，再将管式炉的蒸发区温度加热至150℃～250℃，再在管式炉的反应区温度为650℃～800℃、管式炉的蒸发区温度为150℃～250℃、管式炉内的保护气体流量为100mL·min-1～500mL·min-1和常压的条件下将注射器插入到管式炉的炉管中，利用微量注射泵将二茂铁和环己烷的混合液以5mL·min-1～15mL·min-1的速度注射到管式炉的蒸发区进行反应，注射时间为30min～120min；步骤四中所述的二茂铁和环己烷的混合液中二茂铁的浓度为0.01g·mL-1～0.03g·mL-1；五、关闭管式炉，保持管式炉中的保护气的流量为100mL·min-1～500mL·min-1，再在保护气的流量为100mL·min-1～500mL·min-1下将管式炉自然冷却至室温，再将陶瓷舟取出，得到表面直接生长超疏水碳纳米管层的二氧化硅气凝胶颗粒，即完成一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法。2.根据权利要求1所述的一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法，其特征在于步骤三中所述的保护气体为氮气或氩气。3.根据权利要求1所述的一种在二氧化硅气凝胶颗粒表面直接生长超疏水碳纳米管层的简易方法，其特征在于步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海谦，刘城昊，王忠华，刘立君，高杏存，董明，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23