一種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二氧化硅氣凝膠是今年發(fā)展起來(lái)的一種新型輕質(zhì)納米多孔材料，其具有半透明和密度超輕的特性。在結(jié)構(gòu)上具有空隙率高、密度低、原始顆粒小和比表面積大等特點(diǎn)，在力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)等諸多方面均得到廣泛應(yīng)用。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外合成二氧化硅氣凝膠的原料主要采用價(jià)格昂貴的正硅酸乙酯，干燥通過(guò)采用超臨界技術(shù)。雖然采用超臨界干燥技術(shù)可以降低表面張力，避免干燥后的氣凝膠的微孔萎縮和干裂，然后超臨界工藝對(duì)干燥條件要求苛刻，設(shè)備復(fù)雜，對(duì)成本及安全都造成明顯的負(fù)擔(dān)，不能連續(xù)性和規(guī)?；a(chǎn)，從而限制了該干燥方法的應(yīng)用。因此探索如何維持二氧化硅氣凝膠結(jié)構(gòu)不發(fā)生萎縮和碎裂的其它干燥工藝成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者的研究熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，其特征在于:取50份(體積)稀硫酸溶液于容器中，在磁力攪拌下，采用先快后慢的方式滴加已稀釋的水玻璃溶液，直到溶液體系的PH達(dá)到4.5為止，然后滴加2份(體積)干燥控制化學(xué)添加劑DCCA和2份(體積)無(wú)水乙醇，攪拌均勻后，置于常溫下凝膠，老化2小時(shí)后，得到S12濕凝膠；
[0007]向老化后的濕凝膠中加入50份(體積)無(wú)水乙醇，浸泡10小時(shí)，再加入50份(體積)正乙烷，浸泡11小時(shí)，將濕凝膠搗碎，抽濾并洗滌數(shù)次，然后將此濕凝膠放入裝有150份(體積)共沸蒸餾介質(zhì)的蒸餾容器中，攪拌均勻，加熱進(jìn)行共沸蒸餾，直至蒸干，然后將剩余樣品置于鼓風(fēng)干燥箱中于105°C干燥2小時(shí)，即得S12氣凝膠粉末；所述蒸餾容器通過(guò)管道連接有收集罐，所述管道設(shè)置有夾層，夾層內(nèi)設(shè)置有冷凝管，冷凝管內(nèi)的冷卻液帶走的熱量用于將鼓風(fēng)干燥箱的進(jìn)風(fēng)管預(yù)熱。
[0008]所述稀硫酸為98%濃硫酸與水按1:30的體積比配制而成，所述水玻璃溶液為工業(yè)水玻璃與水按1:2的體積比配制而成。
[0009]凝膠過(guò)程包括離心凝絮和靜置凝絮兩個(gè)階段，離心凝絮1.5小時(shí)，靜置凝絮0.5小時(shí)，離心凝絮是將使容器以其中心軸為中心自轉(zhuǎn)，使容器內(nèi)物料快速凝絮，容器自轉(zhuǎn)過(guò)程中，自轉(zhuǎn)速度采用加速和減速交替進(jìn)行的方式，自轉(zhuǎn)速度的最大值為120r/min，自轉(zhuǎn)速度的最小值為25r/min，加速與減速過(guò)程的時(shí)間均為5s。
[0010]該凝絮方法，可提高凝絮效率和優(yōu)化凝絮效果，在加速和減速旋轉(zhuǎn)的配合作用下，促使凝膠結(jié)構(gòu)均勻化，防止干燥時(shí)的應(yīng)力引起收縮和干裂，傳統(tǒng)自然凝絮的時(shí)間較長(zhǎng)，不利于提高生產(chǎn)效率，本凝絮方法大大縮短了凝絮時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]本發(fā)明采用溶膠-凝膠/共沸蒸餾的方法，凝絮過(guò)程快，凝絮效果好，凝膠結(jié)構(gòu)均勻度好，可以維持二氧化硅氣凝膠結(jié)構(gòu)不發(fā)生萎縮和碎裂，制備出的產(chǎn)品孔容大、比表面積尚O
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但下述實(shí)施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部。基于實(shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0014]—種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，取50份(體積)稀硫酸溶液于容器中，在磁力攪拌下，采用先快后慢的方式滴加已稀釋的水玻璃溶液，直到溶液體系的PH達(dá)到4.5為止，然后滴加2份(體積)干燥控制化學(xué)添加劑DCCA和2份(體積)無(wú)水乙醇，攪拌均勻后，置于常溫下凝膠，老化2小時(shí)后，得到S12濕凝膠；
[0015]向老化后的濕凝膠中加入50份(體積)無(wú)水乙醇，浸泡10小時(shí)，再加入50份(體積)正乙烷，浸泡11小時(shí)，將濕凝膠搗碎，抽濾并洗滌數(shù)次，然后將此濕凝膠放入裝有150份(體積)共沸蒸餾介質(zhì)的蒸餾容器中，攪拌均勻，加熱進(jìn)行共沸蒸餾，直至蒸干，然后將剩余樣品置于鼓風(fēng)干燥箱中于105°C干燥2小時(shí)，即得S12氣凝膠粉末；
[0016]凝膠過(guò)程包括離心凝絮和靜置凝絮兩個(gè)階段，離心凝絮1.5小時(shí)，靜置凝絮0.5小時(shí)，離心凝絮是將使容器以其中心軸為中心自轉(zhuǎn)，使容器內(nèi)物料快速凝絮，容器自轉(zhuǎn)過(guò)程中，自轉(zhuǎn)速度采用加速和減速交替進(jìn)行的方式，自轉(zhuǎn)速度的最大值為120r/min，自轉(zhuǎn)速度的最小值為25r/min，加速與減速過(guò)程的時(shí)間均為5s ；
[0017]上述稀硫酸為98%濃硫酸與水按1:30的體積比配制而成，上述水玻璃溶液為工業(yè)水玻璃與水按1:2的體積比配制而成。
[0018]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來(lái)限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，其特征在于:取50份(體積)稀硫酸溶液于容器中，在磁力攪拌下，采用先快后慢的方式滴加已稀釋的水玻璃溶液，直到溶液體系的PH達(dá)到4.5為止，然后滴加2份(體積)干燥控制化學(xué)添加劑DCCA和2份(體積)無(wú)水乙醇，攪拌均勻后，置于常溫下凝膠，老化2小時(shí)后，得到S12濕凝膠； 向老化后的濕凝膠中加入50份(體積)無(wú)水乙醇，浸泡10小時(shí)，再加入50份(體積)正乙烷，浸泡11小時(shí)，將濕凝膠搗碎，抽濾并洗滌數(shù)次，然后將此濕凝膠放入裝有150份(體積)共沸蒸餾介質(zhì)的蒸餾容器中，攪拌均勻，加熱進(jìn)行共沸蒸餾，直至蒸干，然后將剩余樣品置于鼓風(fēng)干燥箱中于105°C干燥2小時(shí)，即得S12氣凝膠粉末；所述蒸餾容器通過(guò)管道連接有收集罐，所述管道設(shè)置有夾層，夾層內(nèi)設(shè)置有冷凝管，冷凝管內(nèi)的冷卻液帶走的熱量用于將鼓風(fēng)干燥箱的進(jìn)風(fēng)管預(yù)熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，其特征在于:所述稀硫酸為98%濃硫酸與水按1:30的體積比配制而成，所述水玻璃溶液為工業(yè)水玻璃與水按1:2的體積比配制而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，其特征在于:凝膠過(guò)程包括離心凝絮和靜置凝絮兩個(gè)階段，離心凝絮1.5小時(shí)，靜置凝絮0.5小時(shí)，離心凝絮是將使容器以其中心軸為中心自轉(zhuǎn)，使容器內(nèi)物料快速凝絮，容器自轉(zhuǎn)過(guò)程中，自轉(zhuǎn)速度采用加速和減速交替進(jìn)行的方式，自轉(zhuǎn)速度的最大值為120r/min，自轉(zhuǎn)速度的最小值為25r/min，加速與減速過(guò)程的時(shí)間均為5s。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種二氧化硅氣凝膠生產(chǎn)中余熱循環(huán)利用的方法，取50份稀硫酸溶液于容器中，在磁力攪拌下，滴加水玻璃溶液，直到溶液體系的pH達(dá)到4.5為止，滴加2份干燥控制化學(xué)添加劑DCCA和2份無(wú)水乙醇，攪拌均勻，常溫下凝膠，老化2小時(shí)后，加入50份無(wú)水乙醇，浸泡10小時(shí)，再加入50份正乙烷，浸泡11小時(shí)，將濕凝膠搗碎，抽濾并洗滌數(shù)次，然后將此濕凝膠放入裝有150份共沸蒸餾介質(zhì)的蒸餾容器中，攪拌均勻，加熱進(jìn)行共沸蒸餾，直至蒸干，然后置于鼓風(fēng)干燥箱中于105℃干燥2小時(shí)，即得SiO2氣凝膠粉末。本發(fā)明采用溶膠-凝膠/共沸蒸餾的方法，凝絮過(guò)程快，凝絮效果好，凝膠結(jié)構(gòu)均勻度好，可以維持二氧化硅氣凝膠結(jié)構(gòu)不發(fā)生萎縮和碎裂，制備出的產(chǎn)品孔容大、比表面積高。
【IPC分類】C01B33/158, C01B33/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105197942
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510574541
【發(fā)明人】趙東旭, 汪樹(shù)龍, 董珂, 連佩兵, 沈頌良
【申請(qǐng)人】安徽龍泉硅材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月10日