[发明专利]新型埃洛石/聚乙烯醇复合气凝胶及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种新型埃洛石/聚乙烯醇复合气凝胶及其制备方法和应用，用去离子水作为溶剂，硼砂溶液作为交联剂，采用环境友好的冷冻干燥制备方法，结果表明当PVOH：HNTs为3:7时，带有独特三维纳米多孔网络结构的复合气凝胶被获得，其中HNTs作为结构骨架的支撑部分。聚乙烯醇分子牢牢地粘附在纤维状HNTs的外表面。随着HNTs含量增加和PVOH含量降低，密度先下降到0.16cm³/g后增加，导热系数正好相反，变化范围在0.025和0.032Wm^‑1K^‑1之间。获得了压缩强度从0.8到2.5兆帕的气凝胶样品。这些具有代表性的特性表明，HNTs/PVOH复合气凝胶在建筑保温领域有着广泛的应用前景。

主权项

1.一种新型埃洛石/聚乙烯醇复合气凝胶，其特征在于，所述聚乙烯醇的分子量为80000‑90000，所述复合气凝胶的密度为0.04‑0.17g/cm3，导热率为0.02‑0.04W m‑1K‑1，压缩模量为4.2‑8.7MPa；按照以下方法制备：步骤1，将聚乙烯醇固体溶解于去离子水中，在70‑90℃水浴条件下磁力搅拌4‑6h，随后超声处理3‑10min，制备聚乙烯醇溶液；步骤2，将埃洛石混入去离子水中，用超声乳化机超声5‑15min，制备HNTs悬浊液；步骤3，将步骤1得到的聚乙烯醇溶液与步骤2得到的HNTs悬浊液混合得到混合液，其中聚乙烯醇在所述混合液中的质量百分数为1wt％‑9wt％，HNTs在所述混合液中的质量百分数为9wt％‑1wt％，然后向混合液中匀速逐滴入水溶性硼砂饱和溶液，所述水溶性硼砂饱和溶液与混合液的体积比为(2‑3)：100，以每分钟1‑2ml的速度滴加，滴加完毕后得到高粘度混合溶胶，将所得到的高粘度混合溶胶在‑20℃～‑30℃温度下保持6‑10h后，放入冷冻干燥机中干燥24‑72h，得到交联的PVA/HNTs复合气凝胶；所述交联的PVA/HNTs复合气凝胶是以HNTs纳米管为网络支撑结构，以聚乙烯醇分子为HNTs纳米管之间交联相的三维多孔网络结构。