[發(fā)明專利]具有空腔結(jié)構(gòu)的氣凝膠微粒的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310405362.4
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103432968A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐俊偉;敖文亮;林明通;陳精明
• 申請（專利權(quán)）人: 常州循天節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 孫培英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣凝膠材料的制備方法，具體涉及一種具有空腔結(jié)構(gòu)的氣凝膠微粒的制備方法。

背景技術(shù)

氣凝膠（aerogels）通常是指以納米量級超微顆粒相互聚集構(gòu)成納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)絡(luò)孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的輕質(zhì)納米固態(tài)材料。氣凝膠是一種固體，但是99%都是由氣體構(gòu)成，外觀看起來像云一樣。

二氧化硅氣凝膠是最常見的氣凝膠。SiO₂氣凝膠具有獨特且可調(diào)控的結(jié)構(gòu)以及熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)和化學(xué)性質(zhì)，其密度在3～800mg/cm³之間，比表面積在200～1000m²/g之間，孔徑在2nm～50nm之間，孔隙率高達80%～99.8%，折射率在1.01～1.06之間，導(dǎo)熱系數(shù)低至0.013W/mK，介電常數(shù)在1～2之間，對入射可見光和近紅外透過率大于90%，可阻擋2～8μm的紅外輻射，可通過摻雜其他物質(zhì)獲得所需的磁性，最高耐溫可達1050℃。SiO₂氣凝膠在保溫、絕熱、隔音、介電、光學(xué)、吸附、填料、阻尼、催化、高能物理、空間飛行器、科學(xué)實驗等領(lǐng)域有廣泛的用途。?

目前SiO₂氣凝膠的制備集中在塊狀（如何元，項曉東，一種制備二氧化硅氣凝膠的方法，CN102757059A，2012.10.31）、薄膜或涂層（如褚君浩，馬建華，孟祥建，孫憬蘭，王根水，二氧化硅氣凝膠薄膜材料的制備方法，CN?1544324?A，2004.11.10；H.?Nakayama,?K.?Yamada,?Y.?Sakai,?M.?Yamada,?Silica?aerogel?coating?and?its?production?method,?US?Pat8298622,2012.10.30；H.?Tofte?Jespersen,?K.?Allermann,?Ib??Schneider,K.?Schaumburg,?Anti-fouling?composition?comprising?an?aerogel,?US?Pat?Appl.?20100269731,?2010.10.28）和顆粒的制備（如U.?Bauer,?M.S.?Darsillo,R.J.?Field,?J.K.?Floess,?J.?Frundt,?S.?Rouanet,?D.A.?Doshi，Aerogel?particles?and?methods?of?making?same，US?Pat.8,142,843，2012.03.27），線狀和中空SiO₂氣凝膠微球很少有文獻涉及。

中國碩士論文《SiO₂氣凝膠空心微球制備初步研究》（西華大學(xué)，黃燕，2011年4月）公開了中采用水、油相制備了SiO₂氣凝膠空心微球的方法，采用自行搭建的T型微流道乳化系統(tǒng)，該微通道有兩個連接處呈T型。油相從第一個T型通道的出口進入到第二個T型通道，內(nèi)油相和中間水相通過第二個T型口時已形成油/水乳液，水包油乳液從第一個T型通道出口逐滴脫離進入到第二相水溶液，經(jīng)第二個T型通道形成油/水/油雙重乳液，經(jīng)收集干燥即可得到空心微球。但是根據(jù)上述方法所得到的SiO₂氣凝膠空心微球的粒度在毫米級，而且上述方法對裝置的要求較高。

對于上述塊狀、薄膜、涂層或粉體形式的氣凝膠，具有高的比表面積和從內(nèi)到外一致的孔徑分布。

我們知道，氣凝膠粉體在吸附、催化和藥物擔(dān)載與釋放應(yīng)用中，起作用的多數(shù)情況下只有氣凝膠顆粒的表層，內(nèi)部的氣凝膠不參與動作。而對于醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅要求氣凝膠微粒具有高的藥物擔(dān)載和可控釋放功能，還要求氣凝膠微粒具有靶向作用，比如通過熱效應(yīng)、電場或磁場把裝載藥物的氣凝膠粒子或粒子團通過血液循環(huán)引向并集中于病灶，然后釋放以殺滅病毒或修復(fù)受損的器官或組織。這種應(yīng)用要求多孔微球的粒度為幾微米或更小。

中國專利文獻102179230A（公開日2011年09月14）公開了一種賦磁二氧化硅氣凝膠的制備方法，該制備方法將Fe₃O₄懸浮液和由水玻璃制得的SiO₂溶膠混合，經(jīng)老化、疏水改性和常壓干燥獲得孔徑3～5nm、比表面積500～600cm³/g、磁化強度0.4～0.8emu/g的Fe₃O₄/SiO₂納米復(fù)合氣凝膠。