[发明专利]具有多级孔结构的甲基改性复合二氧化硅气凝胶及其制备方法和应用

摘要

本发明公开具有多级孔结构的甲基改性复合二氧化硅气凝胶及其制备方法和应用，在传统正硅酸乙酯中加入甲基三乙氧基硅烷共同作为混合硅源，采用两步水解的方法获得一种复合二氧化硅气凝胶。该复合气凝胶具有高疏水性、高比表面积、高孔体积的特点，复合材料具有2nm孔与18nm介孔共同组成复合材料的多级孔结构。本发明的气凝胶具有优异的吸附特性和更高的吸附容量，对多种有机物均具有良好的吸附效果，对于发展高性能吸附剂材料具有重要的理论意义和应用价值。

主权项

1.具有多级孔结构的甲基改性复合二氧化硅气凝胶，其特征在于，具有5nm以下的小孔(即平均孔径1—5nm)和平均孔径15—20nm的介孔，按照下述步骤进行：步骤1，以正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷为混合硅源，将二者均匀混合加入醇、水和酸，充分搅拌，配置硅氧烷溶液并搅拌，得到澄清透明的均匀溶胶，其中正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷的摩尔比为1：(0.5—5)，元素硅、水、酸和醇的摩尔比为1：(1～5)：(0.5～3)：(5～10)；步骤2，在步骤1制备的均匀溶胶中以1～10mL/min的速度滴加氨水并搅拌均匀，以使加入氨水后整个溶胶pH为7—10；步骤3，将步骤2得到的溶胶在15～60℃下静置4～12h后得到湿凝胶；步骤4，将步骤3所得到的湿凝胶在30～60℃下分别进行老化处理，再用乙醇浸泡以使湿凝胶中水置换为乙醇；步骤5，将步骤4制备的凝胶置于超临界反应釜中以乙醇为介质进行超临界干燥，以使凝胶保持多孔结构，自室温20—25摄氏度以0.5～5℃/min升温至高于超临界温度0～20℃的操作温度并保温0.5～2h后，以0.01～0.3MPa/min将釜内压力卸去，最后自然冷却至室温20—25摄氏度。