一种无需溶剂置换的SiO2气凝胶的常压制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无需溶剂置换的SiO2气凝胶的常压制备方法，属于纳米多孔材料技术领域，通过将醇溶剂、硅源、水、干燥化学控制剂、酸性催化剂按照预设摩尔比依次混合，并按照第一预设条件处理后后获得酸性催化溶胶；在所述酸性催化溶胶中依次加入低表面张力溶剂、碱性催化剂并按照第二预设条件处理后获得碱性催化凝胶；将所述碱性催化凝胶置于25～40℃下老化1～10h；将所述步骤3中老化后得到的碱性催化凝胶置于改性剂混合溶液中在40℃～70℃反应2～5h；将所述步骤4中反应获得的碱性催化凝胶在温度为60～150℃下干燥3～5h后获得气凝胶。达到了避免溶剂置换所需要消耗的大量溶剂和废液产生，大大缩短了制备周期，降低生产成本和操作的复杂性的技术效果。

Atmospheric pressure preparation method of SiO2 aerogels without solvent replacement

The invention discloses an atmospheric pressure preparation method for SiO2 aerogels without solvent replacement, which belongs to the technical field of nano porous materials. By mixing alcohol solvent, silicon source, water, drying chemical control agent and acid catalyst in accordance with preset mole ratio, the acidic catalytic sol is obtained after processing according to the first preset condition, and a low surface is added successively in the acidic catalytic sol. The tensile solvent and the alkaline catalyst are processed according to second preset conditions to obtain basic catalytic gel. The alkaline catalytic gel is aged at 1 to 10h at 25~40 degrees Celsius, and the alkaline catalytic gel obtained after aging in the step 3 is placed in the mixed solution of the modifier at 2 to 5h at 40 to 70 degrees Celsius, and the alkaline catalytic gel obtained from the step 4 is at 60~150 degrees centigrade. Aerogels were obtained after drying for 3 to 5h. It achieves the technical effect of avoiding the production of a large number of solvents and waste liquids needed for solvent replacement, greatly shortening the preparation cycle and reducing the production cost and operation complexity.

【技术实现步骤摘要】
一种无需溶剂置换的SiO2气凝胶的常压制备方法
本专利技术属于纳米多孔材料
，具体涉及一种无需溶剂置换的SiO2气凝胶的常压制备方法。
技术介绍
SiO2气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料。SiO2气凝胶材料具有极低的导热系数，最低可达到0.016W/(m·K)。高温下不分解，无有害气体放出，属于绿色环保型材料。其独特的纳米结构使得他具有密度低、导热系数低、高比表面积等特性使其在隔热，声学，光学等方面有优越的使用性能。它是一种新型多功能环保材料，成为了二十一世纪十大节能材料之一。目前SiO2气凝胶最常见的制备方式是超临界制备法，超临界干燥在干燥介质或溶剂通过超临界压力和温度的控制制备气凝胶。超临界干燥使用的设备技术要求和费用高，制备过程不易控制且耗能高。通常超临界干燥工艺产量较低、成本较高，不易实现工业化。近年来，常压干燥制备气凝胶以其制备条件温和易控，成本低等优异特性逐步走进人们的视野。但常压干燥制备气凝胶工艺具溶胶-凝胶水解、缩聚以及陈化时间过长，置换溶剂时间长且使用量大、后期表面改性以及产品性能偏低等缺点导致常压干燥制备的气凝胶可重复性差，成本较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无需溶剂置换的SiO2气凝胶的常压制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：将醇溶剂、硅源、水、干燥化学控制剂、酸性催化剂按照预设摩尔比依次混合，并按照第一预设条件处理后后获得酸性催化溶胶；步骤2：在所述酸性催化溶胶中依次加入低表面张力溶剂、碱性催化剂并按照第二预设条件处理后获得碱性催化凝胶，其中，所述硅源、低表面张力溶剂、碱性催化剂的摩尔比为1∶1～3∶0.1～0.5；步骤3：将所述碱性催化凝胶置于25～40℃下老化1～10h；步骤4：将所述步骤3中老化后得到的碱性催化凝胶置于改性剂混合溶液中在40℃～70℃反应2～5h；步骤5：将所述步骤4中反应获得的碱性催化凝胶放入干燥箱或微波...

【技术特征摘要】
1.一种无需溶剂置换的SiO2气凝胶的常压制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：将醇溶剂、硅源、水、干燥化学控制剂、酸性催化剂按照预设摩尔比依次混合，并按照第一预设条件处理后后获得酸性催化溶胶；步骤2：在所述酸性催化溶胶中依次加入低表面张力溶剂、碱性催化剂并按照第二预设条件处理后获得碱性催化凝胶，其中，所述硅源、低表面张力溶剂、碱性催化剂的摩尔比为1∶1～3∶0.1～0.5；步骤3：将所述碱性催化凝胶置于25～40℃下老化1～10h；步骤4：将所述步骤3中老化后得到的碱性催化凝胶置于改性剂混合溶液中在40℃～70℃反应2～5h；步骤5：将所述步骤4中反应获得的碱性催化凝胶放入干燥箱或微波干燥设备中，在温度为60～150℃下干燥3～5h后获得气凝胶。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述醇溶剂、硅源、水、干燥化学控制剂、酸性催化剂的预设摩尔比为1∶1～5∶1～5∶0.1～0.5∶2×10-3～5×10-3；所述第一预设条件为将上述混合物在25℃～60℃下搅拌1～5min。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述醇溶剂为乙醇、甲醇、丙醇、丁醇中的至少一种；所述硅源为水玻璃、硅酸酯、硅烷、硅藻土或稻壳；所述干燥化学控制剂为甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇或草酸；所述酸性催化剂为柠檬酸、草酸、盐酸、乙酸、硫酸、醋酸、氢氟酸、抗坏血酸中的至少一种；其中，所述硅酸酯为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、硅酸异丙酯、三甲基硅烷氧基硅酸酯等中的至少一种；所述硅烷为聚硅氧烷、八甲基环四...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，张斌，石庆，孙星星，
申请(专利权)人：陕西科诺材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61