[发明专利]复合硅石气凝胶材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种复合硅石气凝胶材料，其特征在于，其制备原料按照质量份数计，包括：

硅前驱体 80份 ~ 95份；以及

TiO₂纳米片 5份~ 20份；

其中，所述TiO₂纳米片嵌插于所述硅前驱体经水解、老化、超临界干燥形成的三维网格结构中；

所述TiO₂纳米片的厚度为0.5 nm~1.5 nm；

所述复合硅石气凝胶材料的比表面积为500 m²/g ~ 800 m²/g；

所述复合硅石气凝胶材料的热导率为0.03 W/m·K ~ 0.05W/m·K；

所述复合硅石气凝胶材料的抗压强度为2.0 MPa ~6.0 MPa。

2.根据权利要求1所述的复合硅石气凝胶材料，其特征在于，所述硅前驱体选自正硅酸乙酯及正硅酸甲酯中的一种。

3.根据权利要求1所述的复合硅石气凝胶材料，其特征在于，按照质量份数计，所述硅前驱体为95份，所述TiO₂纳米片为5份。

4.根据权利要求1所述的复合硅石气凝胶材料，其特征在于，按照质量份数计，所述硅前驱体为80份，所述TiO₂纳米片为20份。

5.根据权利要求1所述的复合硅石气凝胶材料，其特征在于，所述硅前驱体为正硅酸乙酯。

6.根据权利要求1至2及5任一项所述的复合硅石气凝胶材料，其特征在于，按照质量份数计，所述硅前驱体为85份 ~ 92份，所述TiO₂纳米片为8份 ~ 15份。

7.根据权利要求6所述的复合硅石气凝胶材料，其特征在于，按照质量份数计，所述硅前驱体为90份，所述TiO₂纳米片为10份。

8.如权利要求1至7任一项所述的复合硅石气凝胶材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取硅前驱体及TiO₂纳米片备用；

将所述硅前驱体在酸性条件下水解，得到硅溶胶；

在所述硅溶胶中加入所述TiO₂纳米片及氨水，得到湿凝胶；

将所述湿凝胶老化，超临界干燥，得到复合硅石气凝胶材料。

9.根据权利要求8所述的复合硅石气凝胶材料的制备方法，其特征在于，将硅前驱体在酸性条件下水解的步骤中，水解的温度为40℃~90℃，水解的时间为4~8小时。

10.根据权利要求8所述的复合硅石气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述老化步骤在乙醇溶剂中进行，所述老化的时间为2~6天。

11.根据权利要求8至10任一项所述的复合硅石气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述TiO₂纳米片按照以下步骤制备：

取碳酸钾、碳酸锂及二氧化钛备用；

研磨所述碳酸钾、碳酸锂及二氧化钛，加热后冷却得到粉体A；

研磨所述粉体A，加热后冷却得到粉体B；

将所述粉体B与盐酸混合，沉淀除去上清液，洗涤所述沉淀至洗涤液pH为6~8，干燥得到粉体C；

将所述粉体C溶于四丁基氢氧化铵中，稀释，震荡，得到所述TiO₂纳米片。

12.根据权利要求11所述的复合硅石气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述碳酸钾、碳酸锂及二氧化钛的摩尔比为（2~3）：（0.5~0.9）：（8~12）。

13.根据权利要求11所述的复合硅石气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述加热后冷却得到粉体A的步骤中，所述加热在空气环境中进行；

和/或，所述加热后冷却得到粉体B的步骤中，所述加热在空气环境中进行。