一种用渗透气化膜分离装置制备疏水二氧化硅气凝胶的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用渗透气化膜分离装置制备疏水二氧化硅气凝胶的方法，本发明专利技术采用酸碱两步催化的方式进行溶胶‑凝胶，用渗透气化膜分离装置对凝胶块进行溶剂置换和分离，最后经常压干燥，可制备得到低振实密度、高孔隙率和高比表面积的疏水硅气凝胶。本发明专利技术提供的制备方法可同时进行溶剂置换和分离，工艺简单、制备周期短、溶剂可循环利用且生产成本低，所得疏水二氧化硅气凝胶的产品性能好。

Preparation of hydrophobic silica aerogels by osmotic membrane separation unit

The present invention relates to a method for preparing hydrophobic silica aerogel by pervaporation membrane separation device. The method adopts acid-base two-step catalytic method to carry out sol-gel, uses pervaporation membrane separation device to replace and separate the solvent of the gel block, and finally dries under normal pressure to prepare low compaction density and high porosity. Hydrophobic silica aerogels with high porosity and high specific surface area. The preparation method provided by the invention can simultaneously perform solvent replacement and separation, has the advantages of simple process, short preparation cycle, solvent recycling and low production cost, and the product performance of the hydrophobic silica aerogel is good.

【技术实现步骤摘要】
一种用渗透气化膜分离装置制备疏水二氧化硅气凝胶的方法
本专利技术属于纳米功能材料制备领域，具体地，涉及一种用渗透气化膜分离装置制备疏水二氧化硅气凝胶的方法。
技术介绍
硅气凝胶是一种新型轻质纳米多孔材料，具有低密度、高孔隙率、低热导率和低折射率的特点，在热学、光学、声学、微电子、石油化工、航空航天、节能建筑等领域具有十分广阔的应用前景。目前国内外制备硅气凝胶常用超临界法，该方法存在制备工艺复杂、耗能费时、成本昂贵、危险系数大等缺点，不利于大规模生产及产业化。现在多采用常温常压制备条件，然而在常温常压下制备硅气凝胶，产品性能很难达到超临界条件下制备的气凝胶性能。这主要原因是由于在常温常压下干燥，凝胶骨架内液体溶剂存在表面张力，骨架相邻羟基会产生不可逆缩聚，致使凝胶网络骨架逐步收缩甚至破裂，从而造成空间网络结构的破坏，使产品的性能下降。解决这一问题的主要方法是对凝胶进行溶剂置换和表面疏水改性。然而，溶剂置换和表面改性目前常用的办法就是浸泡，该方法制备周期长（7天左右），在置换过程中需要不断使用新溶剂，不仅耗时、耗电还不环保，极大的限制了二氧化硅气凝胶的产业化应用。因此，很有必要研发一种产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用渗透气化膜分离装置制备疏水二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于，所述方法如下：S1：将正硅酸乙酯、乙醇、水和酰胺类试剂混匀，用酸性催化剂调节pH并搅拌；S2：加入疏水改性剂后用碱性催化剂调节pH，混匀，将所得混合液置于渗透气化膜池中静置凝胶；所述渗透气化膜池中设置有渗透气化膜组件，所述渗透气化膜组件包括透水型渗透气化膜和透醇型渗透气化膜，所述透水型气化膜和透醇型气化膜分别设置于渗透气化膜池中的凝胶块的上下两侧；S3：将表面张力小的非极性溶剂送入渗透气化膜池中，以使S2所得凝胶块完全浸没；S4：使渗透气化膜的透过侧维持低压环境，对渗透气化膜池中的湿凝胶块进行溶剂置换直至湿凝胶块中的水和乙醇...

【技术特征摘要】
1.一种用渗透气化膜分离装置制备疏水二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于，所述方法如下：S1：将正硅酸乙酯、乙醇、水和酰胺类试剂混匀，用酸性催化剂调节pH并搅拌；S2：加入疏水改性剂后用碱性催化剂调节pH，混匀，将所得混合液置于渗透气化膜池中静置凝胶；所述渗透气化膜池中设置有渗透气化膜组件，所述渗透气化膜组件包括透水型渗透气化膜和透醇型渗透气化膜，所述透水型气化膜和透醇型气化膜分别设置于渗透气化膜池中的凝胶块的上下两侧；S3：将表面张力小的非极性溶剂送入渗透气化膜池中，以使S2所得凝胶块完全浸没；S4：使渗透气化膜的透过侧维持低压环境，对渗透气化膜池中的湿凝胶块进行溶剂置换直至湿凝胶块中的水和乙醇被完全置换；S5：对渗透气化膜池中的非极性溶剂进行回收即得所述疏水二氧化硅气凝胶。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括对S5所得疏水二氧化硅气凝胶进行干燥。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述干燥为：升温速率为0.5～20℃/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云飞，梁飒，牛军峰，吕斯濠，方占强，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44