【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到气凝胶材料，尤其是一种耐高温氧化铝气凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、氧化铝气凝胶是一种高孔隙率的纳米多孔材料。和目前应用比较广泛的氧化硅气凝胶相比，氧化铝气凝胶在具有低热导率、高比表面积特性的同时，拥有更好的耐温性能，作为更高温度下的隔热材料、催化剂载体等，应用前景广阔。
2、目前，通常常用方法是利用铝源先驱体的水解-缩聚反应，采用溶胶-凝胶法结合超临界干燥方式制备氧化铝气凝胶。常用的铝源先驱体为有机铝醇盐、无机铝盐。以有机铝醇盐为铝源先驱体的方案，原材料价格昂贵，反应活性高不易制备稳定的氧化铝溶胶。以无机铝盐为铝源先驱体原料的方案，溶胶中含有大量的阴离子与水，需要采用反复的溶剂置换过程进行清除，以保证氧化铝凝胶在超临界干燥过程中很低的表面张力，从而得到块状的氧化铝气凝胶，工艺较复杂、周期较长。
3、另外，现有氧化铝气凝胶的典型结构为尺寸很小的纳米颗粒单元，表面活性很高，在1000℃以上会发生显著的烧结和相转变，比表面积（保留率）显著下降，孔结构坍塌，性能发生退化。针对该问题，有人提出通过在氧化铝气凝胶中引入硅组分，能够使其耐温性能改善而提高至1200℃。但即便如此，在氧化铝气凝胶中引入硅组分的这种方案，如果在超过1200℃的更高温度下仍然会发生显著的颗粒烧结和孔结构坍塌。目前来说，依据本领域公开的制备方案所制备出的氧化铝气凝胶的耐高温性能很难突破1200℃这一层级的更高温度。
技术实现思路
1、为克服现有技术中氧化铝气凝胶制备工艺复杂
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种耐高温氧化铝气凝胶制备方法，包括：
4、s1、将高固含量氧化铝水溶胶加入醇溶剂中，搅拌均匀，制备以醇溶剂为主要溶剂组分的氧化铝溶胶，其中高固含量氧化铝水溶胶的固含量为30～50wt%，高固含量氧化铝水溶胶中氧化铝的粒径为20～100nm；
5、s2、向所述步骤s1所得氧化铝溶胶中加入氧化硅溶胶，混合均匀，得到氧化铝-氧化硅溶胶，其中氧化硅溶胶中的氧化硅粒径为20～80nm，混合均匀，所得到的氧化铝-氧化硅溶胶形成一种大粒径氧化硅颗粒均匀分布在大粒径氧化铝颗粒周围的隔离相结构，能够抑制氧化铝颗粒间的接触、原子扩散和烧结；
6、s3、向所述步骤s2所得的氧化铝-氧化硅溶胶中加入引发剂，搅拌均匀后加入催化剂促进凝胶缩聚；
7、s4、将所述s3步骤所得的氧化铝-氧化硅溶胶置于高温条件下进行凝胶和老化，得到氧化铝凝胶；
8、s5、将所述s4步骤制备的氧化铝凝胶进行超临界干燥，得到耐高温氧化铝气凝胶。
9、优选地，高固含量氧化铝水溶胶中氧化铝的粒径为50～95nm。
10、优选地，氧化硅溶胶中的氧化硅粒径为30nm。
11、另一方面，本专利技术提供一种耐高温氧化铝气凝胶，其采用上述耐高温氧化铝气凝胶制备方法制备得到，制备得到的耐高温氧化铝气凝胶在1300～1500℃的高温环境下仍具备较高的比表面积和孔体积。
12、相对于现有技术，本专利技术能够产生的技术效果是：
13、本专利技术以高固含量的氧化铝溶胶为原料，方法的制备工艺主要包括溶胶配制、老化、超临界干燥，无需溶剂置换过程，工艺简单，便于操作。制备得到的耐高温氧化铝气凝胶在1300～1500℃的高温环境下仍具备较高的比表面积和孔体积。
14、本专利技术的原材料采用水体系的氧化铝溶胶，原料简单易得，成本相对较低，溶胶配制工艺更为简单直接、可控，适合于批量制备。相比目前最常用的有机铝醇盐作为铝源可节约一半以上的原材料成本。
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1.耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，步骤S1中的所述醇溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、仲丁醇、正丁醇、甲醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述引发剂为硫酸铵、亚硫酸铵、硝酸铵的一种或几种，所述催化剂为氨水或尿素。
4.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，步骤S4的凝胶和老化条件为：凝胶老化温度在50～160℃，恒温24～72h。
5.耐高温氧化铝气凝胶，其特征在于，采用如权利要求1所述耐高温氧化铝气凝胶制备方法制备得到。
【技术特征摘要】
1.耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，步骤s1中的所述醇溶剂为乙醇、异丙醇、正丙醇、仲丁醇、正丁醇、甲醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的耐高温氧化铝气凝胶制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述引发剂为硫酸铵、亚硫酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：马锦，彭飞，高庆福，杨斌，阳立芬，张鹏，刘嘉兴，
申请(专利权)人：湖南荣岚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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