[發明專利]一種二氧化硅?金納米星復合氣凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201611129720.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106732212A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 吳翔;汪云;錢忠;陸爾松;孟金華;徐文海
• 申請（專利權）人: 天長市天龍泵閥成套設備廠
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明屬于新材料領域，特別涉及一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠及其制備方法。

背景技術

氣凝膠是一種固體物質形態，世界上密度很小的固體之一。目前最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結的煙”或“藍煙”。 由于氣凝膠孔隙率很高，其中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。

熱傳導的途徑有三個，熱傳導、熱對流和熱輻射。導熱能力的大小僅跟材料本身的導熱系數與材料的密度有關；熱對流與孔隙大小有關，孔隙內部所含氣體的對流導熱成為一個關鍵導熱途徑；氣凝膠孔隙率很高，孔隙小，因此作為優質的隔熱材料，但現有的氣凝膠對熱輻射具備抑制作用。

金納米星具有多個帶有尖角的臂，尖角處能產生很高的電場放大，對紅外有很強的散射和反射作用；此外，它具備高的比表面積、 穩定性和分散性。

發明內容

本發明是解決現有技術中氣凝膠不能有效抑制熱輻射的技術問題，提供一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠及其制備方法，制得的二氧化硅-金納米星復合氣凝膠不僅熱傳導系數小、孔隙率高、孔隙直徑小，還能對熱輻射進行有效反射，抑制熱輻射，具有更好的隔熱效果。

為解決上述問題，本發明的技術方案如下：

一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠，其特征在于，包括以下組分：

二氧化硅：60-80份；

金納米星：20-40份。

金納米星具有多個帶有尖角的臂，尖角處能產生很高的電場放大，對紅外有很強的散射和反射作用；金納米星吸附在二氧化硅氣凝膠的表面，可對熱輻射進行有效的反射，抑制熱輻射，具有更好的隔熱效果。

優選地，一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠，其特征在于，包括以下組分：

二氧化硅：70份；

金納米星：30份。

一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.制備金種：將體積比為1:1的0.5M的十六烷基三甲基溴化銨溶液與0.5mM的氯金酸溶液混合，在劇烈攪拌下加入少量硼酸鈉，繼續攪拌2小時；

B.制備金納米星：將體積比為5:1-20:1的0.5M的十六烷基三甲基溴化銨溶液與0.5mM的氯金酸溶液混合，攪拌20分鐘后，加入步驟A所得金種溶液，繼續攪拌2小時；

C.將步驟B所得溶液離心，用超純水洗滌三次，取沉淀溶解于乙醇中；

D.制備硅前驅體溶液：將正硅酸乙酯加入乙醇溶液中，室溫條件下攪拌4小時；

E.將步驟C和步驟D所得溶液混合，超聲30分鐘；

F.在攪拌條件下，滴加3-8％的氨水調節溶液pH值為8-9，攪拌1小時后停止攪拌，室溫下靜置；

G.將步驟F所得凝膠進行超臨界干燥。

金納米星具備高的比表面積、 穩定性和分散性，可在二氧化硅溶膠形成過程中吸附在溶膠表面。

優選地，所述步驟A加入硼酸鈉與氯金酸的摩爾比為1:1-1:4。

優選地，所述步驟B中加入金種溶液中金含量是溶液中氯金酸含量的5-15倍。

優選地，所述步驟D中所述乙醇溶液為體積比為1:1-1:3的水和乙醇的混合溶液。

優選地，所述步驟F中所述靜置時間為24小時-120小時。

優選地，所述步驟G中所述超臨界干燥步驟為：將所述凝膠放入高壓反應釜，超臨界氣體二氧化碳充滿反應釜，溫度為到180℃，壓力設置為25MPa，干燥時間12小時后，釋放二氧化碳，制得二氧化硅-金納米星復合氣凝膠。

相對于現有技術，本發明的優點如下，本發明所制備得到的二氧化硅-金納米星復合氣凝膠熱傳導系數小、孔隙率高、孔隙直徑小，還能對熱輻射進行有效反射，抑制熱輻射，具有更好的隔熱效果。

具體實施方式

實施例1：

一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠，其特征在于，包括以下組分：

二氧化硅：60-80份；

金納米星：20-40份。

金納米星具有多個帶有尖角的臂，尖角處能產生很高的電場放大，對紅外有很強的散射和反射作用；金納米星吸附在二氧化硅氣凝膠的表面，可對熱輻射進行有效的反射，抑制熱輻射，具有更好的隔熱效果。

實施例2：

優選地，一種二氧化硅-金納米星復合氣凝膠，其特征在于，包括以下組分：

二氧化硅：70份；

金納米星：30份。

實施例3：