[發(fā)明專利]一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711457973.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108046740A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳林;李可;孫俊;葛道文;丁建軍;李瀟瀟;鄭康;王化;張獻(xiàn);田興友
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C01B33/158;B82Y40/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料，其特征在于，以二氧化硅氣凝膠為基體，二氧化硅納米纖維為增強體，采用原位合成SiO2納米纖維的方法形成二氧化硅纖維復(fù)合二氧化硅氣凝膠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

（1）將含硅原料、有機(jī)溶劑與去離子水按照1：5-50：1-20的摩爾比加入容器中混合均勻，用酸調(diào)節(jié)混合溶液的pH為1-5后，于20-50℃下攪拌水解，得到混合液1；

（2）將適量分散劑、有機(jī)溶劑和有機(jī)鹽溶液按照質(zhì)量比1：5.5-40：0.5-10加入容器中超聲分散，然后加入堿溶液與含硅原料，加熱到50-95℃維持0.1-2小時，得到SiO2納米纖維，洗滌過濾后分散于有機(jī)溶劑中得到混合液2；

所述堿溶液、含硅原料與分散劑的質(zhì)量比為1：0.01-0.2：0.05-1；

（3）將混合液2倒入混合液1中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫交旌先芤?，加入混合溶液0.1-20%的堿溶液靜置使其溶膠-凝膠化形成凝膠，將得到的凝膠浸入40-95℃的混合有機(jī)溶劑中老化0.5-48小時，老化過程中使用有機(jī)溶劑置換兩次，然后加入改性劑與有機(jī)溶劑混合溶液改性，將改性完成后的凝膠放入有機(jī)溶劑中浸泡、沖洗，最后在60-150℃下干燥得到二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述含硅原料指的是：硅酸鈉、硅酸鉀、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丁酯中的一種或多種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、正己烷、正戊醇或異戊醇中的一種或多種組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述酸為鹽酸、醋酸、硫酸、硝酸、檸檬酸的一種或多種組合；酸溶液的濃度為0.1-10mol/L。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述分散劑為聚乙烯烷基吡咯、聚乙烯醇、聚乙二醇的一種或多種組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述改性劑為三甲基氯硅烷、三甲基碘硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的一種或多種組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水的一種或多種組合；堿溶液的濃度為0.1-10mol/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)鹽為醋酸鈉、檸檬酸鈉、甘氨酸鈉、苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉的一種或多種組合；有機(jī)鹽溶液濃度為0.01-1mol/L。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種二氧化硅納米纖維增強二氧化硅氣凝膠材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）改性劑與有機(jī)溶劑混合溶液中兩者體積比為1：1.1-11。