一种α-石英相结晶氧化硅气凝胶、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种α‑石英相结晶氧化硅气凝胶、制备方法及应用。所述α‑石英相结晶氧化硅气凝胶由结晶的α‑石英相纳米片组成，所述α‑石英相纳米片相互组装形成连续、互穿的三维多孔网络结构和/或相对孤立的气泡孔结构。本发明专利技术提供了一种化学气相沉积诱导的气凝胶克隆策略，以石墨烯气凝胶为模板，在高温辅助下，将硅源小分子引入到气凝胶孔道内，获得石墨烯/硅氧碳陶瓷复合气凝胶，随后通过氧化刻蚀碳，获得α‑石英相结晶氧化硅气凝胶，该α‑石英相结晶氧化硅气凝胶表现出超低密度、超低热导率及优异的高能激光散射能力，为制备新型氧化硅气凝胶及高结晶石英材料提供新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料及纳米，具体涉及一种α-石英相结晶氧化硅气凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

1、经过近一个世纪的发展，气凝胶材料已形成庞大的材料体系，衍生出巨大的科研价值，并已逐步实现商业化，在航天航空、可穿戴、新能源汽车及输运管道等诸多领域有着重要的应用。然而，仍有两个世纪难题尚未解决：如何构建出氧化硅纳米片气凝胶及如何实现氧化硅气凝胶的高结晶。

2、目前的氧化硅气凝胶一般经小分子硅源经水解-缩合式溶胶-凝胶过程，形成氧化硅凝胶网络，随后经特种干燥，获得氧化硅气凝胶。其中，小分子硅源多为四官能度的硅烷，如正硅酸四乙酯，其硅-氧形成四面体形态，进而在溶液内自由空间中进行缩合、生长。同时在自由空间中由于球形结构具有最小表面能，因此氧化硅基元形态趋于球形粒子，难以形成其他如1d线型、2d纳米片形态。同时，现有氧化硅气凝胶多由纳米粒子组装而成，所得凝胶网络结构多为随机、无序、各向同性，难以形成规则取向的各向异性凝胶网络。因此，现有的合成策略中，小分子硅源及其水解-缩合历程，决定了所得氧化硅气凝胶为非晶态、球形或近球形纳米粒子及各向同性凝胶网络本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述α-石英相结晶氧化硅气凝胶由结晶的α-石英相纳米片组成，所述α-石英相纳米片相互组装形成连续、互穿的三维多孔网络结构和/或相对孤立的气泡孔结构。

2.根据权利要求1所述的α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述三维多孔网络结构为无序、局部取向有序或长程取向规整有序；和/或，所述三维多孔网络结构由孔径大于50nm的大孔、孔径为2～50nm的介孔和孔径小于2nm的微孔组成；和/或，所述气泡孔结构的直径为50μm～800μm；

3.根据权利要求1所述的α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述α-石英相结晶氧化硅...

【技术特征摘要】

1.一种α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述α-石英相结晶氧化硅气凝胶由结晶的α-石英相纳米片组成，所述α-石英相纳米片相互组装形成连续、互穿的三维多孔网络结构和/或相对孤立的气泡孔结构。

2.根据权利要求1所述的α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述三维多孔网络结构为无序、局部取向有序或长程取向规整有序；和/或，所述三维多孔网络结构由孔径大于50nm的大孔、孔径为2～50nm的介孔和孔径小于2nm的微孔组成；和/或，所述气泡孔结构的直径为50μm～800μm；

3.根据权利要求1所述的α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述α-石英相结晶氧化硅气凝胶的密度为0.1～100mg/cm3，结晶度为1～95％，热导率为0.015～0.1w/mk，比表面积为10～1000m2/g。

4.根据权利要求1所述的α-石英相结晶氧化硅气凝胶，其特征在于：所述α-石英相结晶氧化硅气凝胶具有脆性或压缩-回弹性能，以及高能激光散射能力；

5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学同，李广勇，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：