[發明專利]金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠的制備方法和制備的金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠

有效

• 申請號: 201680031855.8
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN107683173B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 金鐘勛;崔宰葷;李悌均
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;B01J20/10;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;B01J19/12;C01B33/14
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 王楠楠;張云志

本發明提供一種金屬氧化物?二氧化硅復合氣凝膠的制備方法，該制備方法包括：通過向硅酸鹽溶液中添加金屬鹽溶液并進行反應來制備金屬氧化物?二氧化硅復合沉淀物，以及通過用2μm至8μm的波長范圍內的紅外線照射對所述金屬氧化物?二氧化硅復合沉淀物進行干燥；以及一種通過所述制備方法制備的具有優異的物理性能，如較低的振實密度和較高的比表面積，以及優異的孔性能的金屬氧化物?二氧化硅復合氣凝膠。

技術領域

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年6月1日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.2015-0077280和于2016年6月1日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.2016-0067867的權益，這兩項申請的公開內容通過引用全部并入本申請中。

技術領域

本發明涉及一種通過在金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠的制備過程中使干燥過程中發生的收縮現象最小化來制備一種具有較低的振實密度和較高的比表面積以及優異的孔性能的金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠的方法，以及通過使用該制備方法制備的金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠。

背景技術

近來，隨著工業技術的現代化，對具有優異的絕熱性能的氣凝膠的興趣已經增長。迄今為止開發的氣凝膠可以包括有機氣凝膠，如間苯二酚-甲醛或三聚氰胺-甲醛氣凝膠粒子，以及無機氣凝膠，包括金屬氧化物如二氧化硅(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、二氧化鈦(TiO₂)或碳(C)氣凝膠。

在這些氣凝膠中，二氧化硅氣凝膠是高度多孔的材料，其中，由于二氧化硅氣凝膠具有較高的孔隙率和比表面積以及較低的熱導率而可以表現出優異的絕熱效果，因此，預期應用于多種領域，如絕熱材料、催化劑、吸聲材料、填料和半導體電路的層間介電材料。

由于二氧化硅氣凝膠由于其多孔結構而具有較低的機械強度，因此，二氧化硅氣凝膠通常通過與諸如玻璃纖維、陶瓷纖維或聚合物纖維的基材復合，以諸如氣凝膠氈或氣凝膠片的形式商用。然而，由于二氧化硅氣凝膠在內部氣孔中在結構上含有90體積％以上的空氣，因此，二氧化硅氣凝膠的限制在于由于密度過低而在加工過程中散射嚴重，并且難以將二氧化硅氣凝膠浸漬到基材中。此外，即使二氧化硅氣凝膠的一部分被浸漬，但是由于與基材的密度差異過大，二氧化硅氣凝膠也不能良好地混合，因此，會存在諸如外觀缺陷和物理性能劣化的限制。此外，二氧化硅氣凝膠必須以50體積％以上的體積分數進行混合，以通過有效地阻斷熱傳遞來實現填充引起的絕熱效果，但是以這種較高的混合比處理粉末本身并不容易。

因此，為了改善氣凝膠的諸如絕熱性、吸聲性和催化活性的性能以及二氧化硅氣凝膠的加工性能，或者提供另外需要的性能，已經提出將添加劑與氣凝膠混合的方法。具體地，已經提出：通過在二氧化硅氣凝膠的聚合之前向溶膠中添加添加劑或者將制備的二氧化硅氣凝膠與含有添加劑的液體或蒸汽接觸的方法，在二氧化硅氣凝膠骨架中引入比硅(Si)更重的元素如鈦(Ti)和鐵(Fe)，來強化結構并增加密度的方法；或者與具有板結構的無機材料形成復合物的方法。

然而，常規方法具有的局限性在于，不容易控制添加劑材料的尺寸和粒度分布，并且在二氧化硅氣凝膠的制備過程中發生孔結構的變形和減小。

發明內容

技術問題

本發明的一個方面提供一種制備方法，該制備方法通過在金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠的制備過程中使干燥過程中發生的二氧化硅凝膠的收縮現象最小化，可以制備具有較低的振實密度和較高的比表面積以及優異的孔性能的金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠。

本發明的另一方面提供一種通過上述制備方法制備的金屬氧化物-二氧化硅復合氣凝膠。

技術方案