【技术实现步骤摘要】
一种具有优良机械和隔热性能的双网络气凝胶及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料
，特别是涉及一种具有优良机械和隔热性能的双网络气凝胶及其制备方法和应用。
技术介绍
自1931年第一份报告以来，气凝胶作为一种新型纳米多孔材料引起了广泛关注。这种材料通常通过溶胶-凝胶化学过程和干燥(超临界或常规干燥)制成。气凝胶的专利技术极大地拓宽了开发新材料的途径，因为它们具有许多独特的性能(如低密度，极低的导热率，高的声阻率，高孔隙率和高比表面积)，值得考虑广泛的应用。然而，二氧化硅气凝胶在各种实际应用中的使用受到限制，主要是由于它们固有的脆性。许多研究人员已经做了很多努力并试图克服机械性能差的缺点。最有前途和最方便的方法之一是在硅溶胶中加入纤维作为支撑骨架，从而形成纤维增强气凝胶复合材料。例如，可以引入各种纤维，如陶瓷，莫来石，玻璃和芳纶纤维，以改善硅胶的机械性能。这些方法导致强度增加了几十倍，但隔热性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种具有优良机械和...
【技术保护点】
1.一种具有优良机械和隔热性能的双网络气凝胶，其特征在于，互连的HNTs作为3D三维网络的骨架、PVA作为连接点形成第一网络气凝胶HPA，二氧化硅纳米颗粒致密的均匀分布在HPA的空隙中，并与HNTs骨架紧密相连接，所述HNTs的长度为500-700nm且直径为40-60nm，二氧化硅纳米颗粒之间的距离小于50nm；/n所述双网络气凝胶中碳元素的质量百分比为9.65-12.75wt％，氧元素的质量百分比为56.75-61.10wt％，铝元素的质量百分比为9.64-10.86wt％，氧元素的质量百分比为56.75-61.10wt％；/n所述双网络气凝胶具有典型的介孔结构，密度为...
【技术特征摘要】
1.一种具有优良机械和隔热性能的双网络气凝胶，其特征在于，互连的HNTs作为3D三维网络的骨架、PVA作为连接点形成第一网络气凝胶HPA，二氧化硅纳米颗粒致密的均匀分布在HPA的空隙中，并与HNTs骨架紧密相连接，所述HNTs的长度为500-700nm且直径为40-60nm，二氧化硅纳米颗粒之间的距离小于50nm；
所述双网络气凝胶中碳元素的质量百分比为9.65-12.75wt％，氧元素的质量百分比为56.75-61.10wt％，铝元素的质量百分比为9.64-10.86wt％，氧元素的质量百分比为56.75-61.10wt％；
所述双网络气凝胶具有典型的介孔结构，密度为0.075-0.1217g·cm-3，孔隙率为91.42-93.24％，比表面积为179.12～303.81m2·g-1，孔体积为0.5060～0.99719cm3·g-1，孔径分布为12.80～16.36nm，所述双网络气凝胶的抗压强度为1.15-1.51MPa，所述双网络气凝胶的导热率为0.022-0.027W/m·K。
2.如权利要求1所述的双网络气凝胶，其特征在于，所述双网络气凝胶的制备方法包括以下步骤：
步骤1，第一网络气凝胶HPA的制备：
将5.0wt％的PVA的水溶液与5.0wt％的HNTs在水中的悬浮液混合，HNTs悬浮液和PVA水溶液的质量比为(14-6)：(6-14)，分散均匀得到混合物，向所述混合物中滴加饱和硼砂溶液直至粘稠，然后于-20--30℃下冷冻20-30小时，再真空干燥40-60小时，得到HNTs/PVA气凝胶，记作第一网络气凝胶HPA；
步骤2，硅溶胶的制备：
将TEOS，H2O和乙醇按照摩尔比1：5：(10-20)，于35-40℃下分散5-20分钟，调节pH至2-3，继续分散10-30分钟，得到硅溶胶；
步骤3，双网络气凝胶的制备：
真空环境下，将步骤1得到的第一网络气凝胶HPA浸入步骤2得到的硅溶胶中，在完全除去气泡后，将其从真空环境下取出，调节溶胶pH值至pH＝7，并搅拌均匀，20-40分钟后，溶胶变为湿凝胶，然后在室温20-25℃下浸入乙醇中20-30小时，得到进一步凝胶化和老化的样品，再将所述样品进行超临界干燥得到双网络气凝胶HPSA。
3.如权利要求2所述的双网络气凝胶，其特征在于，所述步骤1中HNTs悬浮液和PVA水溶液的质量比为(9-11)：(11-9)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪丽，李世雄，杨静，何翔，李洪彦，宣玉杰，安国庆，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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