【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气凝胶材料，具体涉及一种改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法及其应用。
技术介绍
1、建筑行业是全球最大的能源消耗源头之一，而这些建筑能耗中的大部分被用于维持建筑物内适宜的温度。有研究表明适当的隔热可以减少建筑行业近70％的能源损耗，因此建筑保温材料的发展可以有效降低建筑物的能源需求，缓解因能耗而造成的环境污染。传统的建筑保温隔热材料如硬质聚氨酯泡沫(rpf)和膨胀聚苯乙烯(eps)，这些由石油衍生出的隔热材料，因其不可生物降解的特性，可能会导致环境恶化。此外，高有机成分使泡沫热稳定性较差且在燃烧时产生大量的热量和有毒气体，不仅造成空气污染，还会危害人们的健康。而诸如矿棉和膨胀珍珠岩等低成本隔热材料，它们的生产过程与过量的碳排放有关且需要高温条件，不利于环境的可持续发展。因此，寻求一种新型隔热材料是十分必要的。二氧化硅气凝胶是一种具有三维网络骨架结构的纳米材料，因其低密度、高孔隙率、低热导率等特点，被认为是理想的保温隔热材料。然而，纯二氧化硅气凝胶也存在机械强度低、收缩率大、制备工艺复杂等问题，这在一定程度上限制了其应用范围。
2、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法及其应用，以有助于解决或改善现有技术中的纯二氧化硅气凝胶的收缩率高的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案
3、优选地，步骤(1)中，埃洛石纳米管和十八烷基三甲氧基硅烷的质量比大于1，十八烷基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的质量比为0.1-10；埃洛石纳米管、无水乙醇和氨水的质量比为1:(25～30):(5～10)。
4、优选地，步骤(1)中，所述水解缩合反应的温度为50～65℃，反应时间为1～2h；之后，室温下继续搅拌反应12-24h后得到白色悬浊液。
5、优选地，步骤(1)中，通过离心的方式实现所述白色悬浊液的固液分离，所述离心的转速为5000～7000rpm，离心时间为5～10min。
6、优选地，步骤(2)中，所述甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为(0.7-1):(0.1～1)，所述甲基三乙氧基硅烷、无水乙醇和去离子水的摩尔比为1:(5～9):(10～20)；步骤(3)中，所述改性埃洛石纳米管的用量为所述甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的总质量的1％-9％。
7、优选地，步骤(2)中，加入所述酸调节ph至ph＝4～7；步骤(2)中，所述水解的温度为25～60℃，水解的时间为8～12h。
8、优选地，步骤(3)中，加入所述氨水调节ph至ph＝7～9；步骤(3)中的所述混合是指先搅拌再超声处理，所述超声的频率为20～60hz，超声的时间为0.5-2h。
9、优选地，步骤(4)中，所述老化的时间为12～48h；所述干燥的温度为50～70℃，干燥的时间为24～72h。
10、本专利技术还提供了一种改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶，其采用下述技术方案：一种改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶，所述改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶采用如上所述的方法制备得到。
11、本专利技术还提供了如上所述的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的应用，其采用下述技术方案：如上所述的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶在建筑节能、保温隔热和溢油吸附中的至少一种中的应用。
12、有益效果：
13、本专利技术的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法中，埃洛石纳米管作为一种天然纳米形态的硅铝酸盐材料，可以从粘土矿物中开采并提纯，来源广泛，其独特的管腔结构以及内外表面大量的al-oh和si-oh为埃洛石纳米管的功能化提供了可能性，通过对其接枝长链烷基，使得埃洛石纳米管表面长链烷基末端的甲基与气凝胶骨架中的甲基发生回弹效应；在干燥阶段，这种效应可以抵消因表面张力造成的骨架坍塌，在一定程度保留了气凝胶结构的完整性(即，气凝胶样品经干燥后不出现破碎，可以通过肉眼或光学照片观察得到)；此外，管腔结构会在聚合物中形成高密度气体空洞，打破气体传热路径的连续性，可以有效地降低复合材料的导热系数。
14、本专利技术的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的收缩率较低，具有一定的疏水性和吸附性，且热稳定性好、热导率低。
15、本专利技术的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2复合气凝胶的热导率可达0.04～0.06w/m·k，吸附效率最大为自身质量的620％；通过改变埃洛石纳米管的含量，可以限制热量在气凝胶中的传播途径，同时也可以增加复合气凝胶对油的吸附量。
16、本专利技术的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶在建筑节能、保温隔热、溢油吸附领域有着巨大的潜力。
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1.一种改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，埃洛石纳米管和十八烷基三甲氧基硅烷的质量比大于1，十八烷基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的质量比为0.1-10；
3.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水解缩合反应的温度为50～65℃，反应时间为1～2h；之后，室温下继续搅拌反应12-24h后得到白色悬浊液。
4.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，通过离心的方式实现所述白色悬浊液的固液分离，所述离心的转速为5000～7000rpm，离心时间为5～10min。
5.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为(
6.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，加入所述酸调节pH至pH＝4～7；
7.权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，加入所述氨水调节pH至pH＝7～9；
8.权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述老化的时间为12～48h；
9.一种改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶，其特征在于，所述改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶采用如权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到。
10.如权利要求9所述的改性埃洛石纳米管增强MTES/VTMS基SiO2气凝胶在建筑节能、保温隔热和溢油吸附中的至少一种中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，埃洛石纳米管和十八烷基三甲氧基硅烷的质量比大于1，十八烷基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的质量比为0.1-10；
3.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水解缩合反应的温度为50～65℃，反应时间为1～2h；之后，室温下继续搅拌反应12-24h后得到白色悬浊液。
4.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，通过离心的方式实现所述白色悬浊液的固液分离，所述离心的转速为5000～7000rpm，离心时间为5～10min。
5.如权利要求1所述的改性埃洛石纳米管增强mtes/vtms基sio2气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述甲基三乙氧基硅烷和...
【专利技术属性】
技术研发人员：勾密峰，侯心然，冀健凯，周龙飞，张文艳，彭亚鑫，张涵，张太平，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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