一种快速制备SiO<SUB>2</SUB>气凝胶微球的方法

摘要

一种快速制备SiO₂气凝胶微球的方法，属于无机非金属材料领域，特别涉及一种快速制备SiO₂气凝胶微球的方法。本发明以水玻璃为原料经离子交换得到pH＝2－3的硅酸，添加碱性催化剂后将其加入到疏水性油中，同时加以搅拌。硅酸被搅拌剪切成微小液滴，并因表面张力作用而呈球形在油中悬浮，直至凝胶生成凝胶微球后停止搅拌，随后将油与微球固液分离并用水加以洗涤得到水凝胶微球。先后以乙醇溶液和无水乙醇浸泡水凝胶微球进行溶剂交换得到醇凝胶微球，干燥后即可获得粒径为毫米或微米级别的气凝胶微球。本发明成本低廉，工艺简单易控，易实现规模化生产，产品质量好，在隔热和催化等领域具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种快速制备SiO2气凝胶微球的方法，其特征在于廉价水玻璃作为原料，以水作为稀释剂按V水∶V水玻璃＝(35-3)∶1的比例进行稀释得到水玻璃水溶液，加入到Na型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂中搅拌10min进行离子交换得到pH＝2-3的硅酸，其中，强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂使用前需先经6％-8％的盐酸或硫酸浸泡8h以上，再经去离子水或蒸馏水洗涤至中性，酸与离子交换树脂的体积比V酸∶V交换树脂≥3∶10，水玻璃水溶液和强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂的体积比V水玻璃水溶液∶V交换树脂≤1∶1；在硅酸中以5.0×10-4-3.0×10-2mol/L的添加量添加NH3·H2O或NaOH或KOH作为碱性催化剂，以v硅酸≥40ml/min的流速加入或直接倒入到盛有植物油或矿物油的容器中并使硅酸和油的体积比V 硅酸∶V油＝1∶(25-5)，同时用搅拌器以150-1000r/min的搅拌速度加以搅拌，直至凝胶生成凝胶微球后停止搅拌；将油和凝胶微球进行固液分离，用水加以洗涤去除其表面的油后得到水凝胶微球，水凝胶微球先后在无水乙醇溶液和无水乙醇中分别浸泡24以上进行溶剂交换得到醇凝胶微球，最后经超临界流体或常压干燥即可得到粒径为毫米或微米级别的SiO2气凝胶微球。