[发明专利]一种海绵‑硅气凝胶复合材料的制备方法

摘要

本发明提供一种海绵‑硅气凝胶复合材料的制备方法，将硅源与溶剂混合并加入去离子水进行搅拌后形成硅源溶液；在硅源溶液中先后加入酸性催化剂、碱性催化剂和干燥控制化学添加剂，搅拌得到pH=5‑7的硅溶胶；再将其倒入盛有海绵的容器中，静置后形成凝胶；加入极性溶剂进行老化、交换，然后再加入非极性溶剂交换出凝胶中的极性溶剂；最后浸泡于硅烷偶联剂与非极性溶剂的混合液中对凝胶表面改性后于常压条件下进行分级干燥，得到疏水性强和吸附性强海绵‑硅气凝胶复合材料，其疏水亲油，对正己烷、汽油、煤油、苯等有机溶剂吸附率高，吸附容量可达其本身体积的95%以上，在城市污水处理或海洋石油污染等方面具有很强的应用价值。

主权项

一种海绵‑硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将硅源与溶剂混合并加入去离子水进行搅拌后形成硅源溶液；（2）在硅源溶液中先加入酸性催化剂调节溶液pH=3‑4；再加入干燥控制化学添加剂搅拌后进行水浴加热，最后加入碱性催化剂搅拌得到pH=5‑7的硅溶胶；所述干燥控制化学添加剂为N，N‑ 二甲基甲酰胺、N，N‑ 二甲基乙酰胺或乙二醇，所述干燥控制化学添加剂和硅源的物质的量比为0.5‑2，水浴加热时间为6‑10h；（3）将硅溶胶倒入盛有海绵的容器中，静置后形成凝胶；（4）在40‑60℃水浴下，向凝胶中加入极性溶剂进行老化，并交换出凝胶中的水分；（5）再加入非极性溶剂进行溶剂交换，以交换出凝胶中的极性溶剂；（6）将交换出极性溶剂后的凝胶浸泡于硅烷偶联剂与非极性溶剂的混合液中对凝胶表面改性；（7）对改性后的凝胶在常压条件下进行分级干燥，得到疏水、吸附型海绵‑硅气凝胶复合材料；所述分级干燥是先将改性后的凝胶置于40‑60℃下干燥3‑6h，然后将其置于90‑150℃下干燥6‑10h。