一种超白氧化硅气凝胶、制备方法及其应用
申请人信息
- 申请人:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
- 申请人地址:215123 江苏省苏州市工业园区独墅湖高教区若水路398号
- 发明人: 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种超白氧化硅气凝胶、制备方法及其应用 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202210839360.5 |
| 申请日 | 2022/7/15 |
| 公告号 | CN114988417B |
| 公开日 | 2024/1/12 |
| IPC主分类号 | C01B33/158 |
| 权利人 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 |
| 发明人 | 张学同; 季小飞 |
| 地址 | 江苏省苏州市苏州工业园区独墅湖高教区若水路398号 |
摘要文本
本发明公开了一种超白氧化硅气凝胶、制备方法及其应用。所述超白氧化硅气凝胶由氧化硅颗粒相互连接形成三维多孔网络结构，该氧化硅颗粒的粒径为100～3000nm，该超白氧化硅气凝胶对波长为250～2500nm的太阳光的功率加权平均反射率为98～99.5％，对波长为380～780nm的可见光的平均反射率为98.5～99.9％。所述氧化硅颗粒的组成包括二氧化硅、聚甲基半硅氧烷和聚甲基硅氧烷等。本发明的超白氧化硅气凝胶具有优异的力学性能，在压缩或剪切形变后能够弹性恢复，以及超疏水性能；同时制备工艺简洁，反应条件温和，在辐射制冷、激光显示、太阳能电池反射板、光学仪器等领域具有巨大应用前景。
专利主权项内容
1.一种超白氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，包括：1)将含甲基的有机硅氧烷前驱体溶于溶剂中，选择性加入或不加入表面活性剂，搅拌均匀形成前驱体溶液；所述含甲基的有机硅氧烷前驱体包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷中的任意一种或两种以上的组合；所述溶剂包括水、乙醇、苯甲醇、N, N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的任意一种或两种以上的组合；所述溶剂与含甲基的有机硅氧烷前驱体的摩尔比为0.1~10：1；所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种或两种以上的组合；所述表面活性剂与含甲基的有机硅氧烷前驱体的摩尔比为0~0.01：1；2)向步骤1)所获前驱体溶液中加入酸催化剂进行水解反应，之后加入碱催化剂进行缩聚反应，得到超白氧化硅凝胶；所述酸催化剂包括盐酸、硝酸、硫酸中的任意一种或两种以上的组合；所述酸催化剂与含甲基的有机硅氧烷前驱体的摩尔比为10~10：1；所述碱催化剂包括氨水、尿素、三乙胺、四甲基氢氧化铵、碳酸钠中的任意一种或两种以上的组合；所述碱催化剂与有机硅氧烷前驱体的摩尔比为10~10：1；-2-5-1-43)对步骤2)所获超白氧化硅凝胶进行溶剂置换及常压干燥处理，获得超白氧化硅气凝胶；其中，通过调控含甲基的有机硅氧烷前驱体的比例、溶剂和表面活性剂含量精确控制凝胶相分离程度控制生成的氧化硅颗粒的粒径为100~1300 nm；制得的所述超白氧化硅气凝胶由氧化硅颗粒相互连接形成三维多孔网络结构，所述氧化硅颗粒的粒径为100~1300 nm，所述超白氧化硅气凝胶对波长为250~2500 nm的太阳光的功率加权平均反射率为98~99.5%，对波长为380~780 nm的可见光的平均反射率为98.5~99.9%；所述超白氧化硅气凝胶在压缩50%形变或弯曲3 mm后能够弹性恢复，所述超白氧化硅气凝胶的疏水角为150~160°，所述氧化硅颗粒的组成包括二氧化硅、聚甲基半硅氧烷和聚甲基硅氧烷中的任意一种或两种以上的组合。 关注微信公众号马克数据网