本发明涉及功能材料技术领域,具体涉及一种通过微乳液法制备SiO2 超疏水性气凝胶粉体的方法。
背景技术:
气凝胶是一类由纳米量级粒子聚集并以空气为分散介质的新型非晶态固体材料,具有低密度、网络结构、高孔隙率等许多独特的物理、化学性质是一种轻质多孔材料又被称为“固态烟”。气凝胶具有独特的热学、声学、光学、电学等性质这些特殊的性质使它可广泛应用于化学化工催化、药物吸收和释放、绝热隔热、化学物质传递等方面疏水性气凝胶还可用于导电绝缘、疏水涂层等方面。
自从1932 年首次制备并命名了气凝胶气凝胶的研究发展十分迅速。气凝胶粉体的常规制备主要方法为喷雾法或制备块状气凝胶再进行粉磨其不足是制得的气凝胶颗粒粒径不均匀粒度分布宽并且粉磨工艺较为复杂。微乳液是热力学稳定、澄清液主要物相是不相溶的水相和油相通过加入表面活性剂和助表面活性剂将两相隔离成一个个微小的纳米反应池利用反应池制备纳米粉体材料。微乳液是在1943 年首次制备出来的之后微乳液法越来越得到广泛的应用。
技术实现要素:
本发明旨在提出一种通过微乳液法制备SiO2 超疏水性气凝胶粉体的方法。
本发明的技术方案在于:
通过微乳液法制备SiO2 超疏水性气凝胶粉体的方法,包括如下步骤:
(1)按V (水)∶V (水玻璃)=3:1稀释水玻璃,并通过离子交换柱去除Na+ 得到硅酸溶胶;
(2)在容器中加入10mL 煤油和硅酸溶胶,并加入阳离子表面活性剂和助表面活性剂;
(3)使用磁力搅拌机搅拌,容器中液体从乳白色变为澄清的微乳液;
(4)边搅拌边滴加pH 值约为12的氨水溶液,直至容器中形成细微的水凝胶;
(5)加去离子水,浸泡12h 陈化并用无水乙醇洗涤、抽滤,以除去煤油和多余的阳离子表面活性剂;
(6)用无水乙醇和正己烷作溶剂替换各6h;
(7)用TMCS 进行溶剂替换和疏水改性,待反应完全后用正己烷洗涤未反应的TMCS,恒温干燥至恒重,得到硅气凝胶粉体。
所述的配制微乳液的过程中,需要将阳离子表面活性剂于水相中用超声波溶解或加热溶解,然后再依次加入煤油和正丁醇以形成微乳液。
所述的阳离子表面活性剂为CTAB 。
所述的助表面活性剂为正丁醇。
本发明的技术效果在于:
本发明微乳液法制备气凝胶粉体干燥时间较短,且常温常压干燥即可达到较低密度。微乳液中的微反应器能控制粒径的大小,且颗粒粒径较小,粒径分布范围窄,可达到较高的比表面积。
具体实施方式
通过微乳液法制备SiO2 超疏水性气凝胶粉体的方法,包括如下步骤:
(1)按V (水)∶V (水玻璃)=3:1稀释水玻璃,并通过离子交换柱去除Na+ 得到硅酸溶胶;
(2)在容器中加入10mL 煤油和硅酸溶胶,并加入阳离子表面活性剂和助表面活性剂;
(3)使用磁力搅拌机搅拌,容器中液体从乳白色变为澄清的微乳液;
(4)边搅拌边滴加pH 值约为12的氨水溶液,直至容器中形成细微的水凝胶;
(5)加去离子水,浸泡12h 陈化并用无水乙醇洗涤、抽滤,以除去煤油和多余的阳离子表面活性剂;
(6)用无水乙醇和正己烷作溶剂替换各6h;
(7)用TMCS 进行溶剂替换和疏水改性,待反应完全后用正己烷洗涤未反应的TMCS,恒温干燥至恒重,得到硅气凝胶粉体。
其中,所述的配制微乳液的过程中,需要将阳离子表面活性剂于水相中用超声波溶解或加热溶解,然后再依次加入煤油和正丁醇以形成微乳液。阳离子表面活性剂为CTAB。助表面活性剂为正丁醇。