为80?90kp，温度为50°C，干燥时间为24h，得到修饰后的Al2O3气凝胶。
[0028]实施例2 (TE0S+TMCS同时修饰)
[0029]1、向上述采用溶胶凝胶法制备的Al2O3湿凝胶中加入少量乙醇封住湿凝胶表面，在40°C下老化24h，之后将其中的乙醇移除。
[0030]2、加入50v/v%的乙腈乙醇溶液没过湿凝胶，在40°C下进行溶剂替换24h，之后移除溶液；在40°C下，加入TEOS和TMCS混合的乙腈溶液(其中TEOS的浓度为50v/v%，TMCS的浓度为1.85v/v% )没过湿凝胶，表面修饰24h，移除溶液；在40°C下，加入乙腈没过湿凝胶，浸泡24h，之后将溶液移除。
[0031]3、通过同实施例1相同的方法进行干燥，得到修饰后的Al2O3气凝胶。
[0032]对比例I (未修饰)
[0033]1、向上述采用溶胶凝胶法制备的Al2O3湿凝胶中加入少量乙醇封住湿凝胶表面，在40°C下老化24h，之后将其中的乙醇移除。
[0034]2、加入30v/v%的乙腈乙醇溶液没过湿凝胶，在40°C下进行溶剂替换24h，之后移除溶液；在40°C下，加入50v/v%的乙腈乙醇溶液没过湿凝胶，浸泡24h，移除溶液；在40°C下，加入乙腈没过湿凝胶，浸泡24h，之后将溶液移除。
[0035]3、通过同实施例1相同的方法进行干燥，得到修饰后的Al2O3气凝胶。
[0036]对比例2 (TMCS修饰)
[0037]1、向上述采用溶胶凝胶法制备的Al2O3湿凝胶中加入少量乙醇封住湿凝胶表面，在40°C下老化24h，之后将其中的乙醇移除。
[0038]2、加入50v/v%的乙腈乙醇溶液没过湿凝胶，在40°C下进行溶剂替换24h，之后移除溶液；加入1.85￥八％的TMCS的乙腈溶液没过湿凝胶，表面修饰24h，移除溶液；在40°C下，加入乙腈没过湿凝胶，浸泡24h，之后将溶液移除。
[0039]3、通过同实施例1相同的方法进行干燥，得到修饰后的Al2O3气凝胶。
[0040]对比例3 (TE0S修饰)
[0041]1、向上述采用溶胶凝胶法制备的Al2O3湿凝胶中加入少量乙醇封住湿凝胶表面，在40°C下老化24h，之后将其中的乙醇移除。
[0042]2、加入50v/v%的乙腈乙醇溶液没过湿凝胶，在40°C下进行溶剂替换24h，之后移除溶液；加入50v/v%的TEOS的乙腈溶液没过湿凝胶，表面修饰24h，移除溶液；在40°C下，加入乙腈没过湿凝胶，浸泡24h，之后将溶液移除。
[0043]3、通过同实施例1相同的方法进行干燥，得到修饰后的Al2O3气凝胶。
[0044]对比例4 (先TMCS修饰，然后TEOS修饰)
[0045]1、向上述采用溶胶凝胶法制备的Al2O3湿凝胶中加入少量乙醇封住湿凝胶表面，在40°C下老化24h，之后将其中的乙醇移除。
[0046]2、加入50v/v%的乙腈乙醇溶液没过湿凝胶，在40°C下进行溶剂替换24h，之后移除溶液；在40°C下，加入1.85￥八％的TMCS的乙腈溶液没过湿凝胶，表面修饰24h，移除溶液，再加入5(^八％的TEOS的乙腈溶液没过湿凝胶表面修饰24h，移除溶液；在40°C下，加入乙腈没过湿凝胶，浸泡24h，之后将溶液移除。
[0047]3、通过同实施例1相同的方法进行干燥，得到修饰后的Al2O3气凝胶。
[0048]实施例1 (右)和对比例I (左)制备出的气凝胶如图1所示，在老化和干燥过程中湿凝胶会慢慢收缩以至于体积会变小，对比两图可以看出先TEOS修饰，后TMCS修饰的气凝胶体积大，也就是收缩的小，粗略计算气凝胶的密度由0.933g/cm3减小到0.502g/cm3，收缩率由91.8%减小到60.8%，说明了 TEOS和TMCS作为表面修饰剂用于制备低密度疏水性Al2O3气凝胶的猜想可行，并且效果明显。先用TEOS修饰再用TMCS修饰的重现性高，收缩变小的幅度大，效果最佳；TEOS和TMCS混合后修饰的效果次之；先用TMCS修饰再用TEOS修饰的气凝胶表面起皮，气凝胶块状度不好；而单独使用TEOS修饰的表面也起皮，块状度不好，效果类似于先用TMCS修饰再用TEOS修饰的；单独使用TMCS修饰的气凝胶收缩大，制备出的气凝胶密度大，与未修饰的效果类似。
【主权项】
1.一种低密度疏水性Al 203气凝胶的制备方法，其特征在于，采用两种硅烷化试剂对在老化过程中的湿凝胶进行表面修饰，包括如下步骤: 步骤一、采用溶胶凝胶法制备Al2O3湿凝胶； 步骤二、向步骤一制备的Al2O3湿凝胶中加入乙醇进行液封，在25?60°C下老化5?72h，之后移除乙醇； 步骤三、将步骤二制备得到的Al2O3湿凝胶浸入乙腈乙醇溶液中，在25?60°C下进行溶剂替换5?72h，之后移除溶液；在25?60°C下，将Al2O3湿凝胶浸入原硅酸四乙酯的乙腈溶液中进行表面修饰5?72h，移除溶液，再将Al2O3湿凝胶浸入三甲基氯硅烷的乙腈溶液中进行表面修饰5?72h，移除溶液或者在25?60°C下，将Al2O3湿凝胶浸入原硅酸四乙酯和三甲基氯硅烷混合的乙腈溶液中进行表面修饰5?72h，移除溶液；之后将Al2O3湿凝胶在25?60°C下用乙腈浸泡5?72h，移除溶液； 步骤四、将步骤三修饰好的Al2O3湿凝胶干燥，得到修饰后的Al 203气凝胶。
2.根据权利要求1所述的低密度疏水性Al203气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤三所述乙腈乙醇溶液的浓度为30v/v%以上。
3.根据权利要求1所述的低密度疏水性Al203气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤三所用原娃酸四乙醋的乙腈溶液的浓度为30v/V %?80v/V %;所述三甲基氯娃烧的乙腈溶液的浓度为Iv/v%?2v/v%;所述原娃酸四乙醋和三甲基氯娃烧混合的乙腈溶液中原娃酸四乙醋的浓度为30v/v%? 80v/v%，三甲基氯娃烧的浓度为lv/v%? 2v/v%。
4.根据权利要求1所述的低密度疏水性Al203气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤四所述干燥包括超临界干燥、常压干燥或有机溶剂升华干燥。
【专利摘要】本发明公开一种低密度疏水性Al2O3气凝胶的制备方法：向Al2O3湿凝胶中加入乙醇进行液封，在25～60℃下5～72h，移除乙醇；浸入乙腈乙醇溶液中，在25～60℃下5～72h，移除溶液；在25～60℃下，浸入原硅酸四乙酯的乙腈溶液中5～72h，移除溶液，再浸入三甲基氯硅烷的乙腈溶液中5～72h，移除溶液或者在25～60℃下，浸入原硅酸四乙酯和三甲基氯硅烷混合的乙腈溶液中5～72h，移除溶液；25～60℃下用乙腈浸泡5～72h，移除溶液；干燥得到Al2O3气凝胶。本发明方法操作简单，效果明显，气凝胶密度和收缩率大幅减小，使气凝胶的亲水性表面变为疏水性表面，扩大气凝胶的应用范围。
【IPC分类】C04B38-00, C01F7-02
【公开号】CN104609876
【申请号】CN201510061634
【发明人】任丽丽, 李雪爱
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月5日