胺基改性SiO₂气凝胶材料及其应用

摘要

本发明涉及一种胺基改性SiO2气凝胶材料，其特征在于由以下步骤制得：首先，利用溶胶-凝胶法，在乙醇体系中水解正硅酸四乙酯(TEOS)获得凝胶前躯体。通过调节水解溶液pH值，获得SiO2湿凝胶。在凝胶达到一定强度后，加入胺基改性剂与乙醇的混合溶液改性。最后使用乙醇对改性后的湿凝胶清洗，在一定条件下通过乙醇超临界干燥获得胺基改性SiO2气凝胶材料；此气凝胶材料可用于CO2吸附。该发明是气凝胶材料一种新型的改性方式，也是SiO2气凝胶材料通过改性后在CO2吸附领域的一个新的应用。该方法制备工艺简单，同时制备的材料的CO2吸附循环性能良好。

主权项

一种胺基改性SiO2气凝胶材料，其特征在于出以下具体步骤制备：(1)制备SiO2湿凝胶将正硅酸四乙酯，无水乙醇，水及催化剂按摩尔比为1∶7～18∶2～6∶0.0005～0.002混合，并搅拌水解0.5～2小时，水解温度为25～65℃；加入碱性催化剂，调节溶液pH值为6～8，静置获得SiO2湿凝胶；(2)胺基改性溶液的配制按胺基硅烷与无水乙醇或甲醇按体积比为1∶2～12混合得胺基改性溶液；混合时，将醇溶液搅拌，同时加入胺基硅烷溶液；(3)胺基改性SiO2湿凝胶的制备将步骤(1)制备得到的SiO2溶胶静置凝胶，在凝胶点后1～7小时加入步骤(2)所配制的胺基改性溶液；其中胺基改性溶液的加入量按照胺基硅烷与正硅酸四乙酯的摩尔比为1∶1～10控制；在25℃～70℃之间改性4～10天；倒出用于改性SiO2湿凝胶所用的改性剂溶液，加入无水乙醇溶液进行溶剂置换，置换温度为25℃～70℃；直至上层置换液pH值为6～8，由此得到胺基改性SiO2湿凝胶；(4)胺基改性SiO2气凝胶的干燥将步骤(3)中获得的胺基改性SiO2湿凝胶采用乙醇超临界干燥，得到胺基改性SiO2气凝胶材料；其中超临界干燥温度为250℃～275℃，压力为9MPa～13MPa。