[发明专利]一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法

摘要

本发明是一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，以秸秆为原料，用盐酸酸解去除杂质，高温下热解，结合高速振动球磨机和超声波分散方法，从秸秆中提取生物质基纳米二氧化硅；将生物质基纳米二氧化硅与NaOH溶液加热反应，冷却过滤得到生物质基水玻璃溶液；加入硫酸，调节pH值至1~2，并逐滴缓慢滴加NaOH溶液至pH值7~8，不断搅拌静置后用去离子水清洗去除杂质，合成生物质基水凝胶；用无水乙醇溶剂交换水凝胶。利用真空冷冻干燥机冷冻干燥，得到生物质基纳米二氧化硅气凝胶。优点：得到的纳米二氧化硅气凝胶材料比表面积高、孔结构合理、表观密度低、热学性能优良，可用于建筑、医药、化工催化用材料。实现了废物再利用。

主权项

1.一种生物质基纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：（1）将秸秆放入粉碎机中加工成碎料，再用稀盐酸完全浸泡并在60~70℃加热1~2小时，随后水洗至中性，再在105℃烘箱中干燥至绝干；（2）将步骤（1）中绝干的秸秆碎料放入马弗炉内在空气氛围中570~770℃煅烧100~300分钟，煅烧后取出快速冷却，得到二氧化硅；（3）将步骤（2）中得到的二氧化硅通过高速振动球磨机对其进行球磨处理10~60分钟，再利用超声波分散仪在200w功率下超声处理1~4小时，得到纳米二氧化硅；（4）将步骤（3）中得到的纳米二氧化硅加入NaOH溶液，将上述溶液沸腾状态下加热反应2~3小时，反应后冷却溶液并将其真空抽滤，滤液为水玻璃；（5）将步骤（4）中得到的水玻璃溶液中加入硫酸，调节pH至1~2，再逐滴缓慢滴加NaOH溶液至pH为7~8，其间不断搅拌，静置使其成为水凝胶。再静置陈化24h后用去离子水反复清洗去除钠离子；（6）将步骤（5）中得到的水凝胶用无水乙醇溶剂交换72h，每隔24小时更换一次无水乙醇；（7）将步骤（6）中的水凝胶利用真空冷冻干燥机冷冻干燥24h，得到生物质基纳米二氧化硅气凝胶;所述的秸秆为水稻秸秆、小麦秸秆或玉米秸秆;所述的工艺步骤（1）中秸秆的处理方法为：将秸秆粉碎至碎料, 并且利用筛分仪筛选出能通过40目而不能通过60目的碎料;所述的工艺步骤（1）中将筛选好的秸秆碎料放入烧杯中，用质量分数为6%的稀盐酸完全浸泡后加热;所述的工艺步骤（4）中NaOH溶液质量分数为5%，纳米二氧化硅和NaOH溶液的固液比为1:5;所述的工艺步骤（5）中水玻璃溶液中加入硫酸质量分数为10%，NaOH溶液质量分数为10%;所述的工艺步骤（7）中冷冻干燥温度为零下30℃，真空度为20pa。