一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法

摘要

本发明提供一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法，将燃烧后的稻壳灰，经过无机强碱溶液浸取、强酸中和形成二氧化硅水溶胶，然后加入硝酸铜水溶液形成二氧化硅水凝胶，水凝胶经老化、洗涤、置换、表面疏水修饰、再次置换后，最后在常压下进行干燥后即得二氧化硅气凝胶。本发明的原材料以及生产设备成本大大降低，二氧化硅气凝胶的各项性能得到改善，具有良好的热稳定性。

主权项

一种以稻壳灰为原料制备二氧化硅气凝胶的方法，其步骤为：(1)将稻壳灰与浓度0.5～5mol/L的无机强碱溶液进行混合，其强碱溶液与稻壳灰的比例为5～10∶1(L/kg)；混合均匀后，在常压下进行加热，温度控制在70～150℃，加热时间60～120分钟，浸取后进行过滤；(2)将过滤后的滤液用0.5～5mol/L的强酸中和，PH值控制在7，形成二氧化硅水溶胶；(3)在上述二氧化硅水溶胶形成后迅速加入预先调制好的硝酸铜水溶液，并搅拌均匀，硝酸铜的浓度为1～5mo1/L，硝酸铜水溶液的加入量为二氧化硅水凝胶体积的5～15％；(4)将步骤(3)制得的二氧化硅水溶胶静置10～30分钟后，形成水凝胶；(5)将步骤(4)制得的水凝胶在30～65℃下进行老化，老化时间为6小时～48小时；(6)将老化后的水凝胶用去离子水进行洗涤，洗涤次数1～6次，时间3～9小时；所述去离子水与水凝胶的体积比为1～6∶1；(7)将步骤(6)中制得的水凝胶，用无水甲醇或无水乙醇置换，置换次数1～5次，置换时间12小时～60小时，温度控制在30～65℃；无水甲醇或无水乙醇与水凝胶的体积比为1～5∶1；(8)将步骤(7)制得的水凝胶与有机硅化合物以及无水甲醇或无水乙醇混合，进行表面疏水修饰，温度控制在10～60℃，时间为12小时～100小时；有机硅化合物为二甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三氯硅烷，双(1.2‑二甲基硅基)乙烷等等；有机硅化合物、无水甲醇或乙醇、水凝胶体积比为0.05～0.1∶1～5∶1；(9)将修饰好的水凝胶再次用无水甲醇或无水乙醇进行浸洗；(10)将步骤(9)制得的水凝胶在常压下进行干燥后即得二氧化硅气凝胶，干燥温度为50～300℃，时间为1小时～12小时。