一种耐高温轻质BN气凝胶材料的制备方法技术

本发明专利技术属于纳米多孔材料的制备工艺领域，涉及一种耐高温轻质块状BN气凝胶材料的制备方法。通过将酚、醛、醇、硅源和尿素进行混合，经水解反应后，引入既可作为促凝剂又可作为硅源的硅烷偶联剂，经溶胶‑凝胶、老化和超临界干燥等过程得到N掺杂CF/SiO2复合气凝胶，然后在氧化铝坩埚中，通过引入硼源，采用化学气相沉积的方法实现BN气凝胶层的沉积，最后再经过后续的空气热煅烧及氢氟酸处理，最终制备出一种耐高温轻质块状BN气凝胶材料。本发明专利技术具有原料来源广、成本低、制备工艺简单等优点，容易实现规模生产。

Preparation of high temperature resistant lightweight BN aerogel material

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温轻质BN气凝胶材料的制备方法
本专利技术属于气凝胶材料的制备工艺领域，涉及一种耐高温轻质BN气凝胶材料的制备方法；尤其涉及一种采用一步溶胶-凝胶法结合超临界干燥及热处理工艺制备轻质块状高比表面积BN气凝胶的方法。
技术介绍
BN多孔材料是一种新型功能材料，具备耐高温、耐磨损、热膨胀系数低、比表面积大和化学稳定性优异的优良特性，可以广泛应用于催化剂载体、能源储存、吸附材料等领域。气凝胶作为一种具备三维纳米多孔结构的轻质多孔材料，同样具有低密度、高比表面积、高孔隙率等特点，在吸附、催化、隔热和阻抗耦合等方面具备广阔的应用前景。将BN材料制备成多孔气凝胶材料，将有效结合BN和气凝胶材料的双重优势，所制备的BN气凝胶具有纳米多孔结构和高比表面积，因此在诸如气体储存、污染物的吸附和药物运输等领域具有极大的应用前景。当前国内外关于氮化硼气凝胶相关报道较少，晏超等人(CN106865509A)以六方BN为原料，先用氨水作为溶剂对BN纳米片进行超声剥离，然后将其加入到含有表面活性剂的溶液中，最后经冷冻干燥制备了超轻六方氮化硼气凝胶。么依民等人以氮化硼纳米片和银纳米颗粒为基本组装单元，制备了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温轻质BN气凝胶材料的制备方法，其具体步骤如下：(1)将酚、醛、醇、硅源、尿素均匀混合后，均匀搅拌，得到水解的N掺杂的有机‑氧化硅二元溶胶体系；(2)将步骤(1)中得到的二元溶胶体系倒入模具中反应至凝胶，放置10～25h；(3)在步骤(2)的凝胶中加入老化液，放入烘箱内进行置换；(4)将步骤(3)中得到的湿凝胶进行CO2超临界干燥处理，得到N掺杂CF‑SiO2气凝胶；(5)将步骤(4)得到的气凝胶加入硼源后在惰性氛围气体保护下进行热处理，从而得到含有氧化硅的C‑BN复合气凝胶；(6)将步骤(5)中得到的复合气凝胶置于空气氛围中进行煅烧除碳；(7)将步骤(6)中得到的材料在氢氟酸中进...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温轻质BN气凝胶材料的制备方法，其具体步骤如下：(1)将酚、醛、醇、硅源、尿素均匀混合后，均匀搅拌，得到水解的N掺杂的有机-氧化硅二元溶胶体系；(2)将步骤(1)中得到的二元溶胶体系倒入模具中反应至凝胶，放置10～25h；(3)在步骤(2)的凝胶中加入老化液，放入烘箱内进行置换；(4)将步骤(3)中得到的湿凝胶进行CO2超临界干燥处理，得到N掺杂CF-SiO2气凝胶；(5)将步骤(4)得到的气凝胶加入硼源后在惰性氛围气体保护下进行热处理，从而得到含有氧化硅的C-BN复合气凝胶；(6)将步骤(5)中得到的复合气凝胶置于空气氛围中进行煅烧除碳；(7)将步骤(6)中得到的材料在氢氟酸中进行浸泡处理0.5h～1.5h，最终得到BN气凝胶；其中：步骤(1)中的酚、醛、醇、硅源和尿素按照1：(1～5)：(10～30)：(0.1～1.2)：(0.2～1.5)的摩尔比均匀混合；步骤(5)中的硼源与尿素按照摩尔比(0.2～5)：1进行混合。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的酚为邻苯二酚、间苯二酚、甲酚、对苯二酚、氨基酚、硝基酚或均苯三酚中的一种或其混合物；醛为甲醛、乙醛、肉桂醛、丁醛、茴香醛中的一种或其混合物；醇为乙醇、甲醇、乙二醇、环己醇或1-丁醇中的一种或其混合物。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓栋，沈晓冬，崔升，丁洁，安晨，蔡盈盈，马佳莹，安文然，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32