一种气凝胶制备工艺

技术领域

本发明涉及气凝胶制备领域，更具体的说是一种气凝胶制备工艺。

背景技术

气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等。物质的只要可以经干燥后除去内部溶剂后，又可基本保持其形状不变，且产物高孔隙率、低密度，则皆可以称之为气凝胶。但是传统的气凝胶制备过程中，制备过程较为麻烦，并且不易制备气凝胶之前状态的硅胶。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种气凝胶制备工艺，其有益效果为能够方便通过气凝胶制备装置制备气凝胶之前状态的硅胶。

一种气凝胶制备工艺，包括以下步骤：

S1：将硅酸甲脂和甲醇放入搅拌机搅拌混合，形成混合液A；

S2：将混合物A倒入装有水、甲醇、氢氧化铵的烧杯中，硅酸甲脂水溶液中有硅形成，形成混合液B；

S3：找一个外容器，底部设置有栅格，将甲醇倒入外容器中；

S4：将盒状容器放置在栅格的上侧，然后将混合液B注入盒状容器中，形成凝胶，这一过程中外容器中的甲醇会蒸发掉，放置24h后，混合液B凝结成为硅胶；

S5：取另一个浸泡容器放入甲醇，反复将硅胶浸入浸泡容器中的甲醇，甲醇渗入硅胶的隙中清除杂质；

S6：将硅胶加入高压容器内，将二氧化碳通入高压容器内，升压至100倍大气压，将二氧化碳加压至超临界状态，液态二氧化碳替换出硅胶孔隙中的甲醇，超临界二氧化碳从硅胶中扩散出来，使得硅胶变为气凝胶。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为气凝胶制备工艺的结构示意图；

图2为气凝胶制备装置的结构示意图一；

图3为气凝胶制备装置的结构示意图二；

图4为气凝胶制备装置的结构示意图三；

图5为外容器和栅格的结构示意图一；

图6为外容器和栅格的结构示意图二；

图7为盒状容器的结构示意图；

图8为环形座的结构示意图一；

图9为环形座的结构示意图二；

图10为浸泡容器的结构示意图；

图11为顶梁的结构示意图一；

图12为顶梁的结构示意图二。

图中：外容器101；插片102；遮挡板103；转杆104；下磁铁105；凸沿106；

栅格201；

盒状容器301；插槽302；橡胶块303；

环形座401；上磁铁402；弹性条403；外环404；竖柱405；搅拌叶406；

浸泡容器501；侧座502；圆柱503；长条504；螺纹柱505；

顶梁601；挡销602；弧形弹杆603；夹杆604；插块605；压板606；中杆607；侧柱608。

具体实施方式

一种气凝胶制备工艺，包括以下步骤：

S1：将硅酸甲脂和甲醇放入搅拌机搅拌混合，形成混合液A；

S2：将混合物A倒入装有水、甲醇、氢氧化铵的烧杯中，硅酸甲脂水溶液中有硅形成，形成混合液B；

S3：找一个外容器101，底部设置有栅格201，将甲醇倒入外容器101中；

S4：将盒状容器301放置在栅格201的上侧，然后将混合液B注入盒状容器301中，形成凝胶，这一过程中外容器101中的甲醇会蒸发掉，放置24h后，混合液B凝结成为硅胶；

S5：取另一个浸泡容器501放入甲醇，反复将硅胶浸入浸泡容器501中的甲醇，甲醇渗入硅胶的隙中清除杂质；

S6：将硅胶加入高压容器内，将二氧化碳通入高压容器内，升压至100倍大气压，将二氧化碳加压至超临界状态，液态二氧化碳替换出硅胶孔隙中的甲醇，超临界二氧化碳从硅胶中扩散出来，使得硅胶变为气凝胶。

如图2-12所示，这个例子解决了将盒状容器301放置在栅格201的上侧的问题，

由于气凝胶制备工艺使用一种气凝胶制备装置，包括外容器101、凸沿106和栅格201，两个凸沿106分别设置在外容器101内部的左右两侧，栅格201放置在两个凸沿106之间，进而在外容器101中可以倒入甲醇，然后栅格201设置在外容器101内甲醇的上侧，然后将盒状容器301放置在栅格201的上侧，随着甲醇的不断蒸发，进入外容器101中的混合液B中，使混合液B凝结成为硅胶。

如图2-12所示，这个例子解决了便于将凝结后的硅胶从盒状容器301内取出的问题，

由于气凝胶制备装置还包括盒状容器301和橡胶块303，盒状容器301上从前至后设置有多个储存混合液B的区域，每个区域的左右两侧均设置有侧槽，多个侧槽处均插接有橡胶块303。进而当盒状容器301内的混合液B凝结成为硅胶后，可以将橡胶块303拔下，然后通过盒状容器301上的侧槽便于将凝结后的硅胶从盒状容器301内取出。

如图2-12所示，这个例子解决了使得甲醇更加容易进入盒状容器301内的混合液B中使得混合液B凝结成为硅胶的问题，

由于气凝胶制备装置还包括插片102和遮挡板103，遮挡板103设置有两个，两个遮挡板103左右设置，两个插片102分别固定连接在两个遮挡板103的下侧，两个遮挡板103通过插片102连接在外容器101的左右两侧，进而当盒状容器301中的甲醇蒸发时，会被两个遮挡板103进行阻挡，然后两个遮挡板103使得甲醇更加容易进入盒状容器301内的混合液B中使得混合液B凝结成为硅胶。

如图2-12所示，这个例子解决了搅拌叶406在外容器101内的甲醇中以一个圆形的轨迹移动的问题，

由于气凝胶制备装置还包括转杆104、下磁铁105、环形座401、上磁铁402和搅拌叶406，转杆104设置在外容器101的下侧，转杆104通过伺服电机驱动转动，下磁铁105设置在转杆104的端部，上磁铁402设置在环形座401上，环形座401放置在外容器101内侧底面上，多个搅拌叶406均固定连接在环形座401的上侧，上磁铁402和下磁铁105之间相互吸引，进而伺服电机驱动转杆104转动时可以驱动下磁铁105以一个圆形的轨迹移动，进而带动环形座401、上磁铁402和搅拌叶406以一个圆形的轨迹移动，搅拌叶406在外容器101内的甲醇中以一个圆形的轨迹移动，加快甲醇的蒸发，使得甲醇更加容易蒸发后进入盒状容器301内的混合液B中，使混合液B凝结成为硅胶。

如图2-12所示，这个例子解决了加快甲醇的蒸发的问题，

由于气凝胶制备装置还包括弹性条403、外环404和竖柱405，环形座401的外侧设置有外环404，多个弹性条403相连接将环形座401与外环404之间相连接，多个竖柱405呈环形设置在外环404上，进而使得外环404可以通过多个弹性条403相对环形座401移动，进而多个竖柱405跟随外环404移动，环形座401以一个圆形的轨迹移动时可以驱动外环404和多个竖柱405移动，通过外环404通过多个弹性条403相对环形座401移动，以及多个竖柱405以一个圆形的轨迹移动提升了对甲醇的搅动效果，加快甲醇的蒸发。

如图2-12所示，这个例子解决了甲醇渗入硅胶的隙中清除杂质的问题，

由于气凝胶制备装置还包括浸泡容器501，浸泡容器501设置在外容器101的右侧，浸泡容器501用来放入甲醇，反复将硅胶浸入浸泡容器501中的甲醇，甲醇渗入硅胶的隙中清除杂质。

如图2-12所示，这个例子解决了两个插槽302分别用来连接两个插块605的问题，

由于气凝胶制备装置还包括插槽302，两个插槽302分别设置在盒状容器301的前后两侧，两个插槽302分别用来连接两个插块605。

如图2-12所示，这个例子解决了便于将盒状容器301形成的硅胶移动至其他位置的问题，

由于气凝胶制备装置还包括顶梁601、夹杆604和插块605，两个夹杆604分别滑动连接在顶梁601的前后两端，两个插块605分别固定连接在两个夹杆604的下端，两个插块605分别插在两个插槽302处，进而通过两个夹杆604上的插块605插在盒状容器301上的两个插槽302上，这时将顶梁601提起时即可将盒状容器301提起，便于将盒状容器301形成的硅胶移动至其他位置。

如图2-12所示，这个例子解决使得两个插块605可以可靠地插在两个插槽302上的问题，

由于气凝胶制备装置还包括挡销602和弧形弹杆603，两个挡销602分别设置在顶梁601的前后两端，两个挡销602分别设置在两个夹杆604的内侧，两个弧形弹杆603分别设置在顶梁601的两个端部，两个弧形弹杆603的另一端分别固定连接在两个夹杆604的上端，进而两个弧形弹杆603分别给两个夹杆604向内的力，使得两个夹杆604以及两个插块605始终有向内移动的趋势，进而使得两个插块605可以可靠地插在两个插槽302上。

所述气凝胶制备装置还包括压板606和中杆607，中杆607竖向滑动连接在顶梁601的中部，压板606固定连接在中杆607的下端，压板606上设置有多个气孔，顶梁601的中部螺纹连接有紧固螺丝，紧固螺丝压在中杆607上。

如图2-12所示，这个例子解决了防止盒状容器301内的硅胶从盒状容器301内滑出的问题，

中杆607在顶梁601升降时可以带动压板606进行升降，进而带动压板606压在盒状容器301的上侧，将盒状容器301的上侧部分挡住，防止盒状容器301内的硅胶从盒状容器301内滑出。

所述气凝胶制备装置还包括侧座502、圆柱503、长条504、螺纹柱505和侧柱608，顶梁601的右侧固定连接有两个侧柱608，浸泡容器501的右侧上部固定连接有侧座502，侧座502上竖向滑动连接有两个圆柱503，两个圆柱503的上端之间固定连接有长条504，两个圆柱503的下端之间固定连接有长条504，每个圆柱503上均套接有两个压缩弹簧，同一个圆柱503上的两个压缩弹簧分别位于侧座502的两侧，位于上侧的长条504上固定连接有两个螺纹柱505，两个侧柱608的外端能够插在两个螺纹柱505上，两个螺纹柱505的上部均螺纹连接有螺母。

如图2-12所示，这个例子解决了反复将硅胶浸入浸泡容器501中的甲醇的问题，

两个圆柱503均可以在侧座502上竖向滑动，两个圆柱503滑动时四个压缩弹簧的其中两个会被压缩，进而使得两个长条504便于通过压缩弹簧的弹力上下颤动，在浸泡容器501内加入甲醇，将两个侧柱608分别连接在两个螺纹柱505上，将盒状容器301浸入浸泡容器501中的甲醇内，使得盒状容器301随着位于上侧的长条504上下颤动，反复将硅胶浸入浸泡容器501中的甲醇，使得甲醇渗入硅胶的隙中清除杂质，压板606防止盒状容器301上下颤动时硅胶从盒状容器301上脱离。