一种氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，首先以氨基硅氧烷、烷基硅氧烷或石墨烯氧化物为原料，经溶胶‑凝胶法一锅合成氨化硅基/石墨烯氧化物湿凝胶，再经老化、冷冻干燥制得本征氨化弹性硅基复合气凝胶。本发明专利技术一锅法合成中，单体无需酸性催化剂催化，而是在中性条件下慢速水解，再由尿素高温水解，溶液变碱性而不断进行缩聚反应。氨化气凝胶具有强的金属离子螯合能力、CO2吸附能力，对减少温室气体排放、金属离子污染具有重要意义。

Preparation of an ammoniated elastic silica based composite aerogel

The invention discloses a method for preparing ammoniated elastic silica composite aerogels, first with amino siloxane, siloxane or graphene oxide as raw materials by sol gel method one pot synthesis of silicon nitride based / graphene oxide wet gel, followed by aging and freeze drying to obtain the intrinsic elasticity of ammoniated silicon based composite aerogel. In the one pot synthesis process, the monomer does not need the acid catalyst to catalyze, but slowly hydrolyzes under neutral condition, then hydrolyzes from urea at high temperature, and the solution becomes alkaline, and then polycondensation is continued. Ammoniated aerogels have strong metal ion chelating ability and CO2 adsorption capacity. It is of great significance to reduce greenhouse gas emission and metal ion pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法
本专利技术涉及一种氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，属于氨化硅基复合气凝胶

技术介绍
硅基气凝胶材料是一种具有多孔网络结构的固态物质，其具有大比表面积、低密度、低热导率等特性，可在众多领域应用，如隔热保温、催化载体、富集脱污材料等，其中在环保吸附方面的应用特别是金属离子脱除和CO2富集的应用成为研究热点之一。非氨化硅基气凝胶对金属离子和CO2的吸附多为物理吸附，吸附稳定性和耐温性差，因此有研究者开始对其进行氨化，江苏大学丁当仁等发表了论文“氨化壳聚糖复合二氧化硅气凝胶的制备及其对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)离子的吸附性能研究”（硅酸盐通报,2015,34(7):1953-1958.），以多糖高分子材料壳聚糖为有机相，通过共溶胶-凝胶法与无机相的二氧化硅粒子进行接枝氨基复合，得到一种有机无机复合气凝胶材料，然而由于壳聚糖分子链上所含氨基量不够丰富同时所含氨基与二氧化硅溶胶矩阵之间的氢键较弱，这些因素均对吸附效果产生不利影响。南京工业大学孔勇等人（氨基功能化SiC气凝胶：一种新型CO2吸附剂；第十八届全国复合材料学术会议论文集.201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，其特征在于：首先以氨基硅氧烷、烷基硅氧烷或石墨烯氧化物为原料，经溶胶‑凝胶法一锅合成氨化硅基/石墨烯氧化物湿凝胶，再经老化、冷冻干燥制得本征氨化弹性硅基复合气凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，其特征在于：首先以氨基硅氧烷、烷基硅氧烷或石墨烯氧化物为原料，经溶胶-凝胶法一锅合成氨化硅基/石墨烯氧化物湿凝胶，再经老化、冷冻干燥制得本征氨化弹性硅基复合气凝胶。2.根据权利要求1所述的氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述氨基硅氧烷包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、1,2-双（二乙胺基）-1,1,2,2-四甲基二硅烷或1,2-双（二乙胺基）-1,2-二甲基二硅烷中的一种。3.根据权利要求1所述的氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，其特征在于：所述烷基硅氧烷包括二甲基二乙氧基硅烷或二乙基二乙氧基硅烷。4.根据权利要求1所述的氨化弹性硅基复合气凝胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）湿凝胶的制备将烷基硅氧烷、氨基硅氧烷、C12H25SO3Na、尿素、去离子水按质量比为1.5～3.2：1.5～3.2：0.4～1.2：1.6~3.2：8~25混合，于35～55℃反应3~8h，然后转移到密闭容器中凝胶陈化24~72h制得氨化弹性硅基湿凝胶；（2）湿凝胶溶剂置换与干燥将所制得湿凝胶在室温下依次浸泡在叔丁醇溶液中18~48h；将置换好的极性湿凝胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓勇，李红朝，熊继军，杜栓丽，杨海艳，王新新，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14