[發(fā)明專利]一種復合氣凝膠及其制備方法

有效

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• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103171177A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 鄭道勇;陳蘇里;高寬
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B01J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

?本發(fā)明屬于氣凝膠領域，尤其涉及一種復合氣凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)

目前市面上氣凝膠產(chǎn)品，主要通過溶膠-凝膠法、超臨界干燥或常壓干燥工藝制備得到。目前的復合氣凝膠的制備方法，均通過在溶膠-凝膠法前期將各凝膠原料混合，然后在溶膠-凝膠過程中各原料經(jīng)物理或化學混合，從而得到單層結(jié)構(gòu)的復合氣凝膠。該方法得到的復合氣凝膠的性能介于復合前的各種氣凝膠的性能之間，不能兼具各氣凝膠材料的各種功能，不能進行功能復合，難以滿足按需應用要求。

隨著人們對環(huán)保理念的推崇，對帶有隔熱、催化功能的復合材料的要求也越來越高。例如，汽車尾氣處理中，需要減少有毒氣體（如CO、NO、NO₂等）的排放，因此需要在尾氣排放時對尾氣進行催化，實現(xiàn)少毒排放或無毒排放。而在尾氣處理過程中，需要降低排氣通道的外表溫度，減少對排氣周圍設備的影響，此時具有復合功能的復合氣凝膠材料得到青睞。

現(xiàn)有技術(shù)中還公開了一種復合氣凝膠，通過采用SiO₂作為膠黏劑，將密度不同的多種C氣凝膠粘結(jié)形成具有多層結(jié)構(gòu)的復合氣凝膠。該復合氣凝膠中，各層氣凝膠界面之間為SiO₂膠黏層，導致界面過渡明顯、孔隙變化較大、上下氣凝膠層之間結(jié)合力不強，且SiO₂膠黏層對氣體的穿透具有不利影響，易產(chǎn)生界面阻礙，造成雜質(zhì)的聚集，影響復合氣凝膠的應用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的復合氣凝膠難以兼具各氣凝膠的功能、且各氣凝膠界面過渡明顯、孔隙變化大、結(jié)合力不強的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種復合氣凝膠，所述復合氣凝膠包括作為襯底的第一氣凝膠塊體和在襯底表面生長而成的第二氣凝膠塊體。

本發(fā)明還提供了所述復合氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

A、先制備第一氣凝膠塊體，將所述第一氣凝膠塊體作為襯底；

B、配制第二氣凝膠的溶膠液，調(diào)節(jié)所述溶膠液的pH值使開始凝膠化；然后將所述襯底的一面倒置浸入開始凝膠化的體系中，凝膠化完成后老化、溶劑替換、干燥后形成所述第二氣凝膠塊體。

本發(fā)明提供的復合氣凝膠，為多層結(jié)構(gòu)，包括第一氣凝膠塊體和第一氣凝膠塊體表面生長而成的第二氣凝膠塊體，因此本發(fā)明的復合氣凝膠能兼具第一氣凝膠、第二氣凝膠的各種功能；同時，第二氣凝膠塊體在第一氣凝膠表面生長而成，使得第一氣凝膠與第二氣凝膠的之間形成過渡層，所述過渡層為第一氣凝膠與第二氣凝膠互滲結(jié)構(gòu)，即相鄰的兩種氣凝膠骨架網(wǎng)絡相互交叉滲透，使得各層氣凝膠之間具有良好的附著力，且相鄰的兩種氣凝膠之間具有完整統(tǒng)一的氣體通道，孔隙變化小，不會對氣體的穿透產(chǎn)生不利影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1-2中在第一氣凝膠塊體表面生長第二氣凝膠塊體的生產(chǎn)工藝示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例1-2提供的復合氣凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例3-5中在第二氣凝膠塊體表面生長第三氣凝膠塊體的生產(chǎn)工藝示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例3-5提供的復合氣凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例6中在第三氣凝膠塊體表面生長第四氣凝膠塊體的生產(chǎn)工藝示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例6提供的復合氣凝膠的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明中，氣凝膠塊體是指直接生成的整體氣凝膠，其具有完整的凝膠骨架網(wǎng)絡，不是氣凝膠粉末，也不是氣凝膠薄膜層。

本發(fā)明提供了一種復合氣凝膠，所述復合氣凝膠包括作為襯底的第一氣凝膠塊體和在襯底表面生長而成的第二氣凝膠塊體。

本發(fā)明提供的復合氣凝膠，為多層結(jié)構(gòu)，包括第一氣凝膠塊體和第一氣凝膠塊體表面生長而成的第二氣凝膠塊體，因此本發(fā)明的復合氣凝膠能兼具第一氣凝膠、第二氣凝膠的各種功能。同時，第二氣凝膠塊體在第一氣凝膠表面生長而成，使得第一氣凝膠與第二氣凝膠的之間形成過渡層，所述過渡層為第一氣凝膠與第二氣凝膠互滲結(jié)構(gòu)，即相鄰的兩種氣凝膠網(wǎng)絡骨架相互交叉滲透，使得各層氣凝膠之間具有良好的附著力，且相鄰的兩種氣凝膠之間具有完整統(tǒng)一的氣體通道，孔隙變化小，不會對氣體的穿透產(chǎn)生不利影響。

本發(fā)明中，所述第二氣凝膠塊體上還可繼續(xù)生長第三氣凝膠塊體、第四氣凝膠塊體、第五氣凝膠塊體等，以此類推。

例如，所述復合氣凝膠具有圖2所示結(jié)構(gòu)，具體包括第一氣凝膠塊體1、第二氣凝膠塊體2，且第一氣凝膠塊體1與第二氣凝膠塊體2之間具有第一過渡層12，該第一過渡層12為第一氣凝膠和第二氣凝膠的互滲層。