本发明涉及一种高稳定硅溶胶及其制备方法,具体涉及一种改性硅溶胶及其制备方法,属于纳米材料技术领域。
背景技术:
硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液,具有比表面积大、耐高温、抗氧化等特性,是一种理想的聚合物乳液增
强材料。由于硅溶胶中的纳米SiO2粒子表面存在大量羟基,需要对其进行疏水改性,使SiO2粒子在聚合物乳液中能均匀分散。目前为止,主要的改性剂主要包括有机改性剂和金属改性剂两大类。有机改性剂主要是硅烷偶联剂,但是硅烷偶联剂在水中会发生剧烈的水解缩合反应,导致凝胶的产生;金属改性剂常用的是铝、锡、锌和铅,但是金属改性剂的成本较高,另外会造成重金属污染等问题。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是,提供一种SiO2粒子在水中或溶剂中均匀分散的高稳定硅溶胶的制备方法;进一步地,本发明提供一种节约成本、环保型的高稳定硅溶胶及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种高稳定硅溶胶制备方法,包括以下步骤:
S01,配制胡敏酸溶液,然后进行酸碱调节使其pH为4~6之间;
S02,将S01中获得的胡敏酸溶液滴加到硅溶胶溶液中搅拌混合,形成胡敏酸/硅溶胶混合体系;
S03,将S02中得到的胡敏酸/硅溶胶混合体系进行过滤后用无水乙醇进行洗涤,最后将过滤得到的混合物重新加水分散,制得高稳定硅溶胶。
所述硅溶胶溶液的浓度为30~40wt%。
所述胡敏酸从土壤有机质或者水体有机质中提取。
所述酸碱调节的酸包括稀盐酸或者稀硝酸,所述酸碱调节的碱包括氢氧化钠。
所述胡敏酸的浓度为1000mg/L到2000mg/L之间。
S02中还包括以下条件中任一项或多项:
A. 所述搅拌混合的反应温度为40oC到50oC之间;
B. 所述搅拌混合为持续搅拌混合,所述持续搅拌混合的时间至少24小时;
C. 所述胡敏酸的滴加速率为5~10mL/min。
一种高稳定硅溶胶,由前述制备方法制得。
本发明的有益效果:本发明提供的一种高稳定硅溶胶及其制备方法,将S01中获得的胡敏酸溶液滴加到硅溶胶溶液中搅拌混合,形成胡敏酸/硅溶胶混合体系,SiO2粒子能够吸附带有负电荷的胡敏酸,使其本身带有负电荷,增加SiO2粒子之间的排斥作用,最终SiO2粒子在水中或溶剂中均匀分散形成不易团聚、高稳定的硅溶胶;所述胡敏酸从土壤有机质或者水体有机质中提取,胡敏酸在自然界中广泛存在,占据了天然有机质中的大部分,选用胡敏酸作为改性硅溶胶的材料,成本较低,且胡敏酸本身极为稳定,不会产生环境污染,具有环保的效果。
具体实施方式
下面结本发明作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种高稳定硅溶胶制备方法,包括以下步骤:
S01,配制胡敏酸溶液,然后进行酸碱调节使其pH为4;
S02,将S01中获得的胡敏酸溶液滴加到硅溶胶溶液中搅拌混合,形成胡敏酸/硅溶胶混合体系;
S03,将S02中得到的胡敏酸/硅溶胶混合体系进行过滤后用无水乙醇进行洗涤,最后将过滤得到的混合物重新加水分散,制得高稳定硅溶胶。
所述硅溶胶溶液的浓度为30wt%。
所述胡敏酸从土壤有机质或者水体有机质中提取。
所述酸碱调节的酸包括稀盐酸或者稀硝酸,所述酸碱调节的碱包括氢氧化钠。
所述胡敏酸的浓度为1000mg/L。
S02中还包括以下条件中任一项或多项:
A. 所述搅拌混合的反应温度为40oC;
B. 所述搅拌混合为持续搅拌混合,所述持续搅拌混合的时间至少24小时;
C. 所述胡敏酸的滴加速率为5mL/min。
一种高稳定硅溶胶,由前述制备方法制得。
实施例2
一种高稳定硅溶胶制备方法,包括以下步骤:
S01,配制胡敏酸溶液,然后进行酸碱调节使其pH为6;
S02,将S01中获得的胡敏酸溶液滴加到硅溶胶溶液中搅拌混合,形成胡敏酸/硅溶胶混合体系;
S03,将S02中得到的胡敏酸/硅溶胶混合体系进行过滤后用无水乙醇进行洗涤,最后将过滤得到的混合物重新加水分散,制得高稳定硅溶胶。
所述硅溶胶溶液的浓度为40wt%。
所述胡敏酸从土壤有机质或者水体有机质中提取。
所述酸碱调节的酸包括稀盐酸或者稀硝酸,所述酸碱调节的碱包括氢氧化钠。
所述胡敏酸的浓度为2000mg/L。
S02中还包括以下条件中任一项或多项:
A. 所述搅拌混合的反应温度为50oC;
B. 所述搅拌混合为持续搅拌混合,所述持续搅拌混合的时间至少24小时;
C. 所述胡敏酸的滴加速率为10mL/min。
一种高稳定硅溶胶,由前述制备方法制得。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。