一种在常压干燥条件下快速制备高热稳定性硅锆二元气凝胶的方法技术

本发明专利技术提供了一种在常压干燥条件下快速制备高热稳定性硅锆二元气凝胶的方法，属于气凝胶技术领域。本发明专利技术将硅源、有机硅烷改性剂和乙醇混合后再加入水和酸催化剂进行水解，得到溶液A；将锆源、水和乙醇混合后水解得到溶液B；将所述溶液A和溶液B混合得到改性硅锆前驱体溶胶；然后添加碱催化剂进行凝胶骨架粗化，然后静置至凝胶反应完全后进行干燥得到高热稳定性硅锆二元气凝胶。本发明专利技术开创性地结合共前驱体法改性和碱催化剂增强骨架强度结合的气凝胶常压干燥制备新工艺，达到降低毛细管力和快速干燥时结构形貌不被破坏的效果。该方法摒弃了繁琐的溶剂交换和疏水改性的老化阶段，极大的缩短了常规常压干燥的制备时间，最快仅需8.5小时。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气凝胶，具体涉及一种在常压干燥条件下快速制备高热稳定性硅锆二元气凝胶的方法。

技术介绍

1、气凝胶的制备过程主要分为三步：第一步通过溶胶-凝胶过程水解缩聚反应形成多孔结构的凝胶；第二步通过老化过程粗化凝胶骨架结构；第三步通过一定的干燥方法将凝胶内的液态物质替换为气态从而制得气凝胶。干燥时由于凝胶表面存在纳米结构的孔，而排除溶剂时将产生很大的毛细管力最终导致凝胶结构的收缩甚至坍塌。目前，气凝胶最常用的干燥方法为超临界干干燥，超临界干燥可以将凝胶表面张力降低为零，防止气凝胶收缩和坍塌。但反应条件较为苛刻，高压(5-15mpa)和高温(250-270℃)会导致超临界干燥过程危险和困难。由于危险系数较大且成本较高，难以投入实际的大规模生产。而传统冷冻干燥方法存在气凝胶结构破坏、干燥时间过长且一般只能得到气凝胶粉末或颗粒等问题。

2、常压干燥可以克服超临界干燥和冷冻干燥方法所面对的种种问题。如cn201110100550.7公开的一种低成本常压干燥制备不同接触角硅基气凝胶的生产方法，采用溶胶-凝胶的方法待凝胶形成后，老化2-6天后在35-6本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在常压干燥条件下快速制备高热稳定性硅锆二元气凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中硅源、有机硅烷改性剂、水、乙醇和酸催化剂的摩尔比为1:0.5～3:3～9:3～15:0.001～0.01。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中硅源为正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯、四氯化硅中的任意一种或多种；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中锆源、水和乙醇的摩尔比为1:0～8:6～15。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中锆源为氯氧化...

【技术特征摘要】

1.一种在常压干燥条件下快速制备高热稳定性硅锆二元气凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中硅源、有机硅烷改性剂、水、乙醇和酸催化剂的摩尔比为1:0.5～3:3～9:3～15:0.001～0.01。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中硅源为正硅酸四乙酯、正硅酸甲酯、四氯化硅中的任意一种或多种；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中锆源、水和乙醇的摩尔比为1:0～8:6～15。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中锆源为氯氧化锆、硝酸氧锆中的任意一种或多种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴幼青，韩宇晴，王宇昊，张红，关学勃，黄胜，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：