[发明专利]一种有机改性制备高机械性能纳米多孔材料的方法

权利要求书

1.一种有机改性制备高机械性能纳米多孔材料的方法，包括以下步骤：

(1)以含烃基的有机硅烷为前聚体，在二氧化硅溶胶中加入有机或高分子材料进行复合，所 述有机或高分子材料与二氧化硅溶胶的质量比为1∶10～20；具体步骤为：将含烃基的有机硅 烷、无水甲醇或乙醇、去离子水、水解催化剂按摩尔比例1∶6～15∶6～9∶1.0×10^-3混合搅 拌30分钟后加入有机或高分子材料，继续搅拌1～3小时，搅拌温度为25～55℃；静置于室温 下12小时水解；水解充分后，25～50℃搅拌的条件下按摩尔比为2～10倍水解催化剂的量逐步 滴加氨水，10～60分钟后得到二氧化硅复合湿凝胶；所述水解催化剂选自盐酸、硝酸、草酸 或醋酸中的一种；所述有机硅烷选自如下一种或以上：甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅 烷、三甲基乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲氧基辛基硅烷、三 乙氧基辛基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、叔丁基三乙氧基硅烷、乙烯基三 乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、1，2-双(三甲氧基甲硅烷基)乙烷；所述有机或高分子 材料选自如下一种或以上：邻苯二甲酸丁基苄酯、聚乙烯醇缩丁醛树脂、十六烷基三甲基溴 化铵、F127和聚乙烯吡咯烷酮；

(2)湿凝胶静置老化1～7天，老化温度25～65℃；

(3)用溶剂清洗和表面修饰剂浸泡修饰湿凝胶结构，再进行干燥，即可得到机械性能优良的 纳米多孔材料，清洗所用的溶剂为甲醇或乙醇或丙酮，清洗的温度为30～45℃，每6～8小时 换一次溶剂，溶剂与凝胶的体积比为2∶1；

(4)干燥后的纳米多孔材料进行热处理，温度为200～500℃。

2.如权利要求1所述的有机改性制备高机械性能纳米多孔材料的方法，其特征在于：采用冷冻 干燥，包括前修饰剂处理、预冻和干燥三个过程，干燥前修饰剂为凝固点高、表面张力低的 有机溶剂，选自如下一种或以上：叔丁醇、N，N-二甲基甲酰胺、六甲基二硅氧烷、三甲基氯 硅烷、乙二醇甲醚；干燥过程是在真空冷冻干燥机内进行，预冻温度设定为：-85℃～-10℃， 干燥温度范围为：冻点～30℃。