[发明专利]一种碳纳米管修饰改性硅胶干燥剂的制备方法

说明书

本发明涉及干燥剂领域，公开了一种碳纳米管修饰改性硅胶干燥剂的制备方法，包括：1)制备硅溶胶；2)硅溶胶分散进入油浴内收缩成球型；3)制得硅凝胶；4)制得碳纳米管；5)经过水热处理、溴化、氧化和酸处理后，得到纯化的碳纳米管。6)将碳纳米管修饰在硅凝胶上；7)通过干燥、高温活化的方式，制备得到干燥剂。本发明干燥剂具有更高的比表面积。碳纳米管的中空结构更有利于氧气和水的进入，这两类物质在碳纳米管的扩散速度比在其他介质中快上千倍，吸附的效率提高；以碳纳米管修饰的硅胶具有更强的环境适应能力和力学性能，稳定性更好，且使用寿命长。

技术领域

本发明涉及干燥剂领域，尤其涉及一种碳纳米管修饰改性硅胶干燥剂的制备方法。

背景技术

碳纳米管(又名巴基管)是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。这种材料可以看作单层石墨烯卷叠成管状材料，这种独特的结构使得碳纳米管拥有和一般碳材料完全不同的性能，包括超坚韧性、耐超高温性、超导电性、良传热性和独特的光学特性。研究碳纳米管的应用现在正是材料领域的一个热点。

在一定的湿度和温度下，空气中会滋生出大量的细菌和微生物，这会使我们的食物发生腐坏，不利于一些食物的储藏，并且会使得衣物上出现霉斑，影响着我们的日常生活。同时，潮湿的环境会使得电子设备发生潜移默化的化学反应，影响着它的使用寿命，即使是一些与水不反应的高分子材料，它的成品合格率也与水分息息相关。此时，干燥剂应运而生。

硅胶是一种固体干燥剂，主要依靠物理方法来进行水分的吸收。硅胶干燥剂的最适合的吸湿环境温度范围为20～32℃和60～90℃，它能够使环境的相对湿度降低到40％左右，应用范围十分广泛。并且，与其他的干燥剂相比，它是唯一可以直接与食品、药品接触使用的干燥剂，即使是发生误食，也不会对人体造成伤害，也不会被人体吸收。然而，硅胶干燥剂的反应相对缓慢，无法迅速吸收大量的水分。人们需要一种性能更加优秀，使用范围更加广泛的硅胶干燥剂。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种碳纳米管修饰改性硅胶干燥剂的制备方法，本发明通过电弧作用产生的高温，使石墨成为碳纳米管；利用硅酸钠与稀硫酸反应制得硅胶，最终制备出一种碳纳米管修饰的改性硅胶固体颗粒材料。

本发明的具体技术方案为：一种碳纳米管修饰改性硅胶干燥剂的制备方法，包括以下步骤：

1)取Na₂O含量为5.12～5.25wt％的硅酸钠稀溶液和浓度为18-22wt％的稀硫酸溶液加压分别打到反应喷头处，使其在高速化中合成硅溶胶。

本发明在步骤1)中使用硅酸钠溶液和稀硫酸溶液，在压力的作用下，通过两个输送管道分别加入到反应喷头处，在高速的加入过程中，使其充分的进行反应，有利于后续的反应。

2)将步骤1)所得硅溶胶由伞形分配盘分散进入成型柱的油浴内，利用其本自身的表面张力而收缩成球型。

在步骤2)中让硅溶胶在油浴中，依靠自身的表面张力，收缩成为球型。

3)将步骤2)所得球型硅溶胶加入到酸性介质中，并对其进行加热处理，硅溶胶凝成硅凝胶。

在步骤3)中通过加入到酸性介质之中，并对其进行加热，由于硅溶胶在这两种条件下是极其不稳定的，硅溶胶迅速凝成硅凝胶。

4)将步骤3)所得硅凝胶用2～2.5wt％的稀硫酸浸泡，水洗，再用0.15～0.2wt％的氨水或硫酸钠浸泡以扩大孔径，备用。

在步骤4)中先用稀硫酸进行浸泡处理，再用稀氨水或硫酸钠浸泡，可用于扩大硅凝胶的孔径。