[相關(guān)申請的交叉引用]本申請要求于2015年11月27日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請no.10-2015-0167860的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文中。[
技術(shù)領(lǐng)域：
]本發(fā)明涉及一種具有高比表面積和低振實(shí)密度的高疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法，以及由此制備的疏水性二氧化硅氣凝膠。
背景技術(shù)：
：由于作為孔隙率為約90％至約99.9％且孔徑為約1nm至約100nm的高比表面積(≥500m2/g)的超多孔材料，氣凝膠具有優(yōu)異的特性，如超輕質(zhì)、超絕緣和超低介電常數(shù)，因此，對氣凝膠作為透明絕緣體和環(huán)境友好的高溫絕緣體、用于高集成器件的超低介電薄膜、催化劑和催化劑載體、用于超級電容器的電極和用于脫鹽的電極材料的應(yīng)用研究，以及氣凝膠材料的開發(fā)已經(jīng)在積極地進(jìn)行。氣凝膠的最大優(yōu)點(diǎn)是具有0.300w/m·k以下(低于有機(jī)絕緣材料如典型的泡沫聚苯乙烯的熱導(dǎo)率)的熱導(dǎo)率的超絕緣性。另外，氣凝膠可以解決火災(zāi)發(fā)生時(shí)的火易損性和毒氣的產(chǎn)生，這是常規(guī)有機(jī)絕緣材料的致命弱點(diǎn)。通常，由二氧化硅前體諸如水玻璃或四乙氧基硅烷(teos)來制備濕凝膠，然后在不破壞其微觀結(jié)構(gòu)的情況下通過去除濕凝膠中的液體組分制備氣凝膠。二氧化硅氣凝膠可以分為三種常規(guī)形式：粉末、顆粒和整料，二氧化硅氣凝膠通常制備為粉末形式。二氧化硅氣凝膠粉末可以通過與纖維復(fù)合以諸如氣凝膠毯或氣凝膠板的形式商品化，并且，由于所述毯或板具有柔韌性，它可以被彎曲、折疊或切成預(yù)定尺寸或形狀。因此，二氧化硅氣凝膠可以用于家庭用品，如夾克或鞋子，以及工業(yè)應(yīng)用，如液化天然氣(lng)載體的隔熱板、工業(yè)絕緣材料和航天服、運(yùn)輸和車輛以及用于發(fā)電的絕緣材料。此外，在二氧化硅氣凝膠用于防火門以及在家庭如公寓中用于屋頂或地板的情況下，它具有防止火災(zāi)的顯著效果。然而，二氧化硅氣凝膠粉末由于高孔隙率、非常低的振實(shí)密度和小顆粒尺寸而可以被分散，因此，處理會(huì)困難并且會(huì)不容易填充。此外，盡管二氧化硅氣凝膠整料在可見光區(qū)域具有高透明度，二氧化硅氣凝膠整料會(huì)具有尺寸限制，難以成型為各種形狀，并且會(huì)容易斷裂。為了解決所述二氧化硅氣凝膠粉末和整料的上述限制，已經(jīng)嘗試通過制備直徑為0.5mm以上的二氧化硅氣凝膠顆粒來提高處理的容易性和形狀響應(yīng)性(shape-responsiveness)。例如，存在諸如以下方法的方法：將通過烷氧基硅烷水解得到的反應(yīng)溶液制備為填料，通過用催化劑使填料縮聚進(jìn)行凝膠化，通過與疏水劑反應(yīng)進(jìn)行疏水處理，然后進(jìn)行超臨界干燥來得到疏水性二氧化硅氣凝膠顆粒的方法；以及將包含添加劑和粘合劑的氣凝膠顆粒供應(yīng)至成型機(jī)并壓縮來制備二氧化硅氣凝膠顆粒的方法。然而，由于上述方法使用輔助造粒設(shè)備和添加劑如粘結(jié)劑，當(dāng)通過上述方法大規(guī)模生產(chǎn)二氧化硅氣凝膠時(shí)，不僅會(huì)需要技術(shù)上的復(fù)雜工藝和長的處理時(shí)間，而且也會(huì)需要復(fù)雜的處理過程和高的投資費(fèi)用。結(jié)果，需要大量的時(shí)間和昂貴的化學(xué)品，于是，不僅提高生產(chǎn)成本，而且最終得到的二氧化硅氣凝膠的顆粒尺寸會(huì)不均勻或者會(huì)過大。此外，由于當(dāng)二氧化硅氣凝膠吸收水分時(shí)，凝膠結(jié)構(gòu)特性和物理性能降低，因此為了易于用于工業(yè)中，需要開發(fā)一種可以永久地防止吸收空氣中的水分的方法。因此，已經(jīng)提出通過在二氧化硅氣凝膠的表面上進(jìn)行疏水處理制備具有永久疏水性的二氧化硅氣凝膠的方法。通常，利用表面改性劑來制備具有疏水性的二氧化硅氣凝膠。然而，在二氧化硅氣凝膠的表面僅用表面改性劑進(jìn)行疏水化的情況下，由于會(huì)使用大量昂貴的表面改性劑并且難以控制表面改性反應(yīng)，因此，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效率低并且在制備具有高的疏水性二氧化硅氣凝膠方面具有局限性。因此，需要開發(fā)一種可以在容易地控制表面改性反應(yīng)的同時(shí)，通過控制疏水性制備具有高疏水性的二氧化硅氣凝膠的方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：技術(shù)問題本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法，該制備方法通過使用簡單的制備工藝并且容易地控制表面改性反應(yīng)，可以制備具有高疏水性的二氧化硅氣凝膠。本發(fā)明的另一方面提供一種通過上述制備方法制備的疏水性二氧化硅氣凝膠。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法，該制備方法包括以下步驟：制備水玻璃分散體(步驟1)；將所述水玻璃分散體和表面改性劑溶液添加到反應(yīng)器中并進(jìn)行反應(yīng)來制備疏水性二氧化硅濕凝膠(步驟2)；以及干燥所述疏水性二氧化硅濕凝膠(步驟3)，其中，所述制備方法還包括在步驟2的反應(yīng)過程中添加氫氧化銨。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通過上述制備方法制備的疏水性二氧化硅氣凝膠。有益效果根據(jù)本發(fā)明的疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法可以具有良好的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效率，因?yàn)橥ㄟ^在單個(gè)步驟中同時(shí)進(jìn)行表面改性、凝膠化和溶劑置換而縮短制備時(shí)間，并且可以通過包括添加氫氧化銨的步驟而控制表面改性反應(yīng)來控制制備的二氧化硅氣凝膠的疏水性程度。另外，由于根據(jù)本發(fā)明的疏水性二氧化硅氣凝膠通過上述制備方法來制備，因此，物理性能例如振實(shí)密度和比表面積不僅會(huì)優(yōu)異，而且通過控制疏水性的程度也可以得到高疏水性。因此，根據(jù)本發(fā)明的制備方法和疏水性二氧化硅氣凝膠適用于需要該方法和疏水性二氧化硅氣凝膠的工業(yè)，特別是需要具有高疏水性的二氧化硅氣凝膠的工業(yè)或者需要具有不同的疏水性程度的二氧化硅氣凝膠的工業(yè)。附圖說明附屬于說明書的下列附圖通過實(shí)例說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且用于與下面給出的發(fā)明的詳細(xì)描述一起使得能夠進(jìn)一步理解本發(fā)明的技術(shù)原理，因此，本發(fā)明不應(yīng)該理解為僅有附圖中的事宜。圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法的流程圖。具體實(shí)施方式下文中，對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述來得以更清楚地理解本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，在說明書和權(quán)利要求中使用的詞語或術(shù)語不應(yīng)該理解為在常用字典中所定義的含義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解的是，詞語或術(shù)語應(yīng)該理解為，基于發(fā)明人可以適當(dāng)?shù)囟x詞語或術(shù)語的含義以最好地解釋發(fā)明的原則，具有與它們在本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)和技術(shù)思想的背景下的含義相一致的含義。本發(fā)明提供一種具有提高的表面疏水性的疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法。通常，使用水玻璃制備的二氧化硅濕凝膠的中空充滿水，即，溶劑，并且，當(dāng)簡單地通過干燥除去溶劑時(shí)，由于當(dāng)液相溶劑蒸發(fā)成氣相時(shí)，氣/液界面處水的表面張力較高，會(huì)容易發(fā)生孔結(jié)構(gòu)的收縮和破裂。結(jié)果，會(huì)發(fā)生表面積的減小和孔結(jié)構(gòu)的改變。因此，為了維持濕凝膠的孔結(jié)構(gòu)，不僅需要用具有相對低的表面張力的有機(jī)溶劑替換具有高表面張力的水，還需要開發(fā)能夠在不收縮的情況下洗滌和干燥濕凝膠同時(shí)維持濕凝膠原有結(jié)構(gòu)的技術(shù)。另外，干燥過的二氧化硅氣凝膠在干燥后即刻維持低的熱導(dǎo)率，但是熱導(dǎo)率會(huì)逐漸提高，因?yàn)樵诙趸璞砻娲嬖诘挠H水性硅烷醇基(si-oh)吸收空氣中的水分。因此，需要將二氧化硅氣凝膠的表面改性為疏水性以維持低的熱導(dǎo)率。因此，利用表面改性劑對二氧化硅氣凝膠的表面進(jìn)行改性的方法已經(jīng)廣泛使用。然而，由于僅利用表面改性劑需要大量的表面改性劑來制備具有高疏水性的二氧化硅氣凝膠，并且難以控制表面改性反應(yīng)，生產(chǎn)率會(huì)較低。因此，本發(fā)明提供一種具有優(yōu)異的物理性能，同時(shí)維持二氧化硅氣凝膠的孔結(jié)構(gòu)和低熱導(dǎo)率的高疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法。在下文中，將參照圖1詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法。圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的疏水性二氧化硅氣凝膠的制備方法的流程圖。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的制備方法包括以下步驟：制備水玻璃分散體(步驟1)；將水玻璃分散體和表面改性劑溶液添加到反應(yīng)器中并進(jìn)行反應(yīng)來制備疏水性二氧化硅濕凝膠(步驟2)；以及干燥所述疏水性二氧化硅濕凝膠(步驟3)，其中，所述制備方法還包括在步驟2的反應(yīng)過程中添加氫氧化銨。步驟1是制備水玻璃分散體的步驟，水玻璃分散體可以包括水玻璃溶液和無機(jī)酸。具體而言，水玻璃分散體可以是水玻璃溶液和無機(jī)酸的混合物，其通過將水玻璃溶液添加到無機(jī)酸中并混合在一起來制備。在這種情況下，基于水玻璃溶液中的水玻璃，水玻璃分散體可以包含摩爾比為1至3的無機(jī)酸。水玻璃溶液可以是將蒸餾水添加到水玻璃中并混合的稀溶液，水玻璃可以是通過使二氧化硅(sio2)與堿熔融得到的作為堿式硅酸鹽的硅酸鈉(na2sio3)。水玻璃分散體可以含有1重量％至11重量％的二氧化硅(sio2)。在水玻璃分散體中包含的二氧化硅的量小于上述范圍的情況下，不會(huì)適當(dāng)?shù)匦纬蓺饽z，并且，在水玻璃分散體中包含的二氧化硅的量大于上述范圍的情況下，比表面積會(huì)減小。當(dāng)無機(jī)酸與水玻璃分散體中的水玻璃溶液中的二氧化硅混合時(shí)，無機(jī)酸可以通過與后面描述的表面改性劑溶液中的表面改性劑反應(yīng)而在激活表面改性劑的分解中起作用，因此，無機(jī)酸可以改善表面改性反應(yīng)并且可以促進(jìn)氨的生成以提高ph值。因此，無機(jī)酸可以誘導(dǎo)凝膠化。無機(jī)酸沒有特別限制，但是可以，例如，是選自硝酸、鹽酸、硫酸和氫氟酸中的至少一種。特別地，無機(jī)酸可以是硝酸。此外，水玻璃分散體的ph可以為5至11。步驟2是用于制備疏水性二氧化硅濕凝膠的步驟，可以通過向水玻璃分散體中添加表面改性劑溶液并進(jìn)行反應(yīng)來進(jìn)行。具體而言，將水玻璃分散體和表面改性劑溶液添加到反應(yīng)器中并進(jìn)行反應(yīng)來制備疏水性二氧化硅濕凝膠。表面改性劑溶液可以通過將表面改性劑添加到非極性有機(jī)溶劑中并混合在一起來制備，在這種情況下，表面改性劑溶液中的表面改性劑的濃度可以在0.1m至4m的范圍內(nèi)。即，表面改性劑溶液可以通過將表面改性劑以0.1m至4m的量添加到非極性有機(jī)溶劑中并混合在一起來制備。此外，添加表面改性劑溶液的量可以為使得表面改性劑與水玻璃分散體中的水玻璃的摩爾比在0.1至10的范圍內(nèi)的量。在添加表面改性劑溶液的量為使得表面改性劑與水玻璃的摩爾比小于0.1的情況下，由于能夠與硅烷醇基(si-oh)反應(yīng)的表面改性劑的量相對小于水玻璃分散體中硅烷醇基(si-oh)的量，因此，不僅表面改性的反應(yīng)性降低，而且會(huì)不容易進(jìn)行改性。因此，未表面改性過的硅烷醇基在干燥過程中引起縮合反應(yīng)，使得得到的二氧化硅氣凝膠的孔的尺寸會(huì)減小并且不會(huì)得到多孔。此外，在添加表面改性劑溶液的量為使得表面改性劑與水玻璃的摩爾比大于10的情況下，會(huì)存在不參與表面改性反應(yīng)的大量剩余的表面改性劑，因?yàn)榘嘿F的表面改性劑被浪費(fèi)，因此經(jīng)濟(jì)效率會(huì)降低。表面改性劑可以是選自三甲基氯硅烷(tmcs)、六甲基二硅氮烷(hmds)、甲基三甲氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷中的至少一種。所述非極性有機(jī)溶劑可以是選自己烷、庚烷、甲苯和二甲苯中的至少一種。所述反應(yīng)可以通過將水玻璃分散體和表面改性劑溶液添加到反應(yīng)器中并通過攪拌混合來進(jìn)行。在這種情況下，表面改性劑溶液沒有特別限制，但是可以將水玻璃分散體和表面改性劑溶液同時(shí)添加到反應(yīng)器中，或者可以在將水玻璃分散體添加到反應(yīng)器中之后依次添加表面改性劑溶液。具體而言，在將水玻璃分散體添加到反應(yīng)器中之后，可以在反應(yīng)器中的溫度達(dá)到25℃至95℃時(shí)添加表面改性劑溶液。也就是說，在將水玻璃分散體添加到反應(yīng)器之后，反應(yīng)器中的溫度升高至上述范圍內(nèi)，然后可以添加表面改性劑溶液來進(jìn)行反應(yīng)。在這種情況下，反應(yīng)器可以是有攪拌器的反應(yīng)器，并且可以在攪拌的同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。攪拌沒有特別限定，但是，例如，可以以50rpm至700rpm的速率進(jìn)行。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的制備方法中，在通過水玻璃分散體與表面改性劑溶液反應(yīng)來進(jìn)行表面改性反應(yīng)時(shí)，凝膠化和溶劑置換可以同時(shí)進(jìn)行。具體而言，在所述制備方法中，由于包含無機(jī)酸的水玻璃分散體與表面改性劑溶液混合并反應(yīng)，表面改性劑溶液中表面改性劑的分解可以被無機(jī)酸激活，因此，可以促進(jìn)表面改性反應(yīng)。另外，由于表面改性劑的分解被激活，由于表面改性劑的分解引起的氨的產(chǎn)生可以增加。因此，由于反應(yīng)器中的ph通過氨而提高，可以創(chuàng)造堿性環(huán)境。因此，可以誘導(dǎo)凝膠化。此外，可以進(jìn)行溶劑置換，同時(shí)可以與表面改性劑溶液中包含的非極性有機(jī)溶劑進(jìn)行表面改性反應(yīng)和凝膠化。為了進(jìn)一步促進(jìn)表面改性反應(yīng)和凝膠化，所述制備方法可以進(jìn)一步包括在反應(yīng)過程中添加氫氧化銨的步驟。具體地，氫氧化銨可以在反應(yīng)中使用的全部量的表面改性劑溶液已經(jīng)被添加到反應(yīng)器中之后添加，并且，例如，在全部量的表面改性劑溶液已經(jīng)被添加到所述反應(yīng)器中之后，當(dāng)反應(yīng)器中的ph達(dá)到5至10時(shí)，通過添加氫氧化銨而可以使其參加反應(yīng)，或者在完成溶劑替換之后，通過添加氫氧化銨而可以使其參加反應(yīng)。在這種情況下，當(dāng)ph達(dá)到上述范圍的時(shí)間可以根據(jù)水玻璃分散體中的水玻璃的濃度而改變，并且，例如，在水玻璃分散體中的水玻璃濃度是4重量％的情況下，所述時(shí)間可以是將全部量的表面改性劑溶液添加至反應(yīng)器中之后的30分鐘±3分鐘。此外，溶劑置換完成的時(shí)間可以表示為濕凝膠孔隙中填充的水被使用的有機(jī)溶劑置換的時(shí)間，并且可以通過當(dāng)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的濕凝膠被取出并放入水相或溶劑相中時(shí)出現(xiàn)分散來確定。另外，添加氫氧化銨的量沒有特別限制，只要是可以容易地進(jìn)行表面改性反應(yīng)和凝膠化而不會(huì)由于其它的附加反應(yīng)引起問題的量即可，但是，例如，氫氧化銨的添加量可以為使得與添加氫氧化銨之前所述反應(yīng)器中的ph相比，在添加氫氧化銨之后所述反應(yīng)器中的ph提高5％至57％。例如，在添加氫氧化銨之前反應(yīng)器中的ph為7的情況下，氫氧化銨的添加量可以為使得反應(yīng)器中的ph在7.35至11的范圍內(nèi)。具體地，在調(diào)節(jié)ph在上述范圍的量之內(nèi)，氫氧化銨的添加量可以為使得氫氧化銨與表面改性劑溶液中的表面改性劑的摩爾比在0.5至25的范圍內(nèi)。由于通過在步驟2的反應(yīng)過程中進(jìn)一步添加氫氧化銨而使其參與反應(yīng)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的制備方法可以改善表面改性反應(yīng)，因此，可以在不使用大量昂貴的表面改性劑的情況下制備具有高疏水性的二氧化硅氣凝膠。為了制備疏水性二氧化硅氣凝膠，步驟3是干燥所述疏水性二氧化硅濕凝膠的步驟。在這種情況下，可以在干燥之前進(jìn)一步進(jìn)行洗滌的步驟。所述洗滌是為了通過去除反應(yīng)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)(鈉離子、未反應(yīng)的產(chǎn)物、副產(chǎn)物等)來得到高純度的疏水性二氧化硅氣凝膠，其中，所述洗滌可以通過將非極性有機(jī)溶劑添加到疏水性二氧化硅濕凝膠中并攪拌20分鐘至1小時(shí)來進(jìn)行，但本發(fā)明不限于此。所述干燥可以通過在100℃至190℃的溫度下常壓干燥1小時(shí)至4小時(shí)來進(jìn)行，但是本發(fā)明不限于此。另外，本發(fā)明提供通過上述制備方法制備的疏水性二氧化硅氣凝膠。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的疏水性二氧化硅氣凝膠的比表面積可以為600m2/g至1,000m2/g。此外，疏水性二氧化硅氣凝膠的振實(shí)密度可以為0.04g/ml至0.15g/ml，碳含量可以為12重量％至16重量％。由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的疏水性二氧化硅氣凝膠通過上述制備方法制備，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的疏水性二氧化硅氣凝膠可以具有高的疏水性以及優(yōu)異的物理性能如優(yōu)異的孔特性。下文中，將根據(jù)下面的實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，提出下面的實(shí)施例和實(shí)驗(yàn)實(shí)施例僅用于例示本發(fā)明，本發(fā)明的范圍不限于此。實(shí)施例1將水玻璃溶液緩慢添加到6.2g硝酸中來制備水玻璃分散體。在這種情況下，水玻璃溶液的用量為使得添加11.7g水玻璃，并且在所制備的水玻璃分散體中二氧化硅(sio2)的量為3.4重量％。反應(yīng)器中的溫度設(shè)定為55℃，同時(shí)將制備的水玻璃分散體添加到反應(yīng)器中并攪拌。此后，將六甲基二硅氮烷溶液添加到反應(yīng)器中來進(jìn)行反應(yīng)。在這種情況下，六甲基二硅氮烷溶液通過將6.3g的六甲基二硅氮烷添加到100ml的正己烷中并攪拌混合物來制備。當(dāng)反應(yīng)開始之后反應(yīng)器中的ph達(dá)到7時(shí)，添加2.7g的氫氧化銨來參與反應(yīng)(基于六甲基二硅氮烷，使用2.0mol的氫氧化銨)。當(dāng)制備的疏水性二氧化硅濕凝膠完全漂浮在表面上時(shí)，添加20ml正己烷，排出下層水溶液層，并且，2個(gè)小時(shí)之后，疏水性二氧化硅濕凝膠在150℃下的強(qiáng)制循環(huán)式干燥機(jī)中完全干燥1小時(shí)來制備疏水性二氧化硅氣凝膠。實(shí)施例2除了使用8.9g氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。在這種情況下，基于六甲基二硅氮烷，氫氧化銨的用量為6.5mol。實(shí)施例3除了使用13.4g氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。在這種情況下，基于六甲基二硅氮烷，氫氧化銨的用量為9.8mol。實(shí)施例4除了使用0.7g氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。在這種情況下，基于六甲基二硅氮烷，氫氧化銨的用量為0.5mol。實(shí)施例5除了使用34g氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。在這種情況下，基于六甲基二硅氮烷，氫氧化銨的用量為25mol。實(shí)施例6除了水玻璃溶液的用量為使得水玻璃的量為9.4g，并且使用5.4g的硝酸、5.5g的六甲基二硅氮烷和1.9g的氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。實(shí)施例7除了水玻璃溶液的用量為使得水玻璃的量為12.5g，并且使用7.2g的硝酸、7.3g的六甲基二硅氮烷和2.1g的氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。實(shí)施例8除了水玻璃溶液的用量為使得水玻璃的量為15.6g，并且使用9.0g的硝酸、9.1g的六甲基二硅氮烷和2.7g的氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。實(shí)施例9除了水玻璃溶液的用量為使得水玻璃的量為18.8g，并且使用10.8g的硝酸、10.8g的六甲基二硅氮烷和3.2g的氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。實(shí)施例10除了在完成溶劑置換之后即刻添加2.7g的氫氧化銨，而不是在ph達(dá)到7時(shí)添加之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。比較例1除了省略添加氫氧化銨的步驟之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。比較例2除了將氫氧化銨與表面改性劑溶液同時(shí)添加之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。比較例3除了使用0.4g的氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。在這種情況下，基于六甲基二硅氮烷，氫氧化銨的用量為0.3mol。比較例4除了使用35g的氫氧化銨之外，以與實(shí)施例1相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。在這種情況下，基于六甲基二硅氮烷，氫氧化銨的用量為25.6mol。比較例5除了不使用氫氧化銨之外，以與實(shí)施例6相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。比較例6除了不使用氫氧化銨之外，以與實(shí)施例7相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。比較例7除了不使用氫氧化銨之外，以與實(shí)施例8相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。比較例8除了不使用氫氧化銨之外，以與實(shí)施例9相同的方式制備疏水性二氧化硅氣凝膠。實(shí)驗(yàn)實(shí)施例為了比較在實(shí)施例1至10和比較例1至8中制備的疏水性二氧化硅氣凝膠的物理性能，測量各個(gè)氣凝膠的振實(shí)密度(g/ml)、比表面積(brunauer-emmett-teller(bet),m2/g)和碳含量(重量％)。結(jié)果列于下面的表1中。(1)振實(shí)密度(g/ml)使用振實(shí)密度測試儀(stavii，engelsmannag)測量振實(shí)密度。具體地，在通過將各個(gè)氣凝膠放入標(biāo)準(zhǔn)氣缸(25ml)中測量各個(gè)氣凝膠的重量之后，然后將氣缸固定至振實(shí)密度測試儀，關(guān)閉隔音罩，設(shè)置2,500敲擊。完成敲擊測量后，測量汽缸中的各個(gè)氣凝膠的體積，通過計(jì)算先前測得的重量與體積的比率來測量密度。(2)比表面積(bet，m2/g)使用3flex分析器(micromeritics)，根據(jù)分壓(0<p/p0<1)分別由氮吸附和解吸的量分析比表面積。具體地，將100mg的各個(gè)氣凝膠放入氣缸中并在200℃下經(jīng)歷預(yù)處理8小時(shí)，然后使用比表面積分析儀測量比表面積。(3)碳含量(重量％)使用碳分析儀(碳硫分析儀cs-2000，eltragmbh)測量碳含量。[表1]類別振實(shí)密度(g/ml)碳含量(重量％)比表面積(m2/g)實(shí)施例10.09412.2652實(shí)施例20.10513.7634實(shí)施例30.13414.5647實(shí)施例40.13212.1652實(shí)施例50.14815.5621實(shí)施例60.08413.3675實(shí)施例70.09413.6697實(shí)施例80.10914.3732實(shí)施例90.10914.4643實(shí)施例100.08813.1660比較例10.10311.2604比較例20.10111.5403比較例30.17510.8649比較例40.36316.5526比較例50.11513.1511比較例60.10611.4632比較例70.09212.6653比較例80.11212.8612如表1中所示，可以確認(rèn)，與比較例1至8的疏水性二氧化硅氣凝膠相比，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的制備方法制備的實(shí)施例1至10的疏水性二氧化硅氣凝膠通常具有較高的碳含量，同時(shí)具有較低的振實(shí)密度和較高的比表面積。具體地，作為除了是否添加氫氧化銨之外，在相同的條件下制備的對實(shí)施例1和比較例1的疏水性二氧化硅氣凝膠、實(shí)施例6和比較例5的疏水性二氧化硅氣凝膠、實(shí)施例7和比較例6的疏水性二氧化硅氣凝膠、實(shí)施例8和比較例7的疏水性二氧化硅氣凝膠以及實(shí)施例9和比較例8的疏水性二氧化硅氣凝膠的比較結(jié)果，與未添加氫氧化銨的作為各自比較目標(biāo)的比較例1和比較例5至8的疏水性二氧化硅氣凝膠相比，通過添加氫氧化銨制備的實(shí)施例1和實(shí)施例6至9的疏水性二氧化硅氣凝膠具有較高的碳含量和比表面積特性，同時(shí)具有較低的振實(shí)密度。此外，對于添加氫氧化銨，但是與表面改性劑溶液同時(shí)添加氫氧化銨來參加反應(yīng)而不是在本發(fā)明中提出的添加時(shí)間添加的比較例2的疏水性二氧化硅氣凝膠，與實(shí)施例1的疏水性二氧化硅氣凝膠相比，振實(shí)密度增大，碳含量降低，比表面積特性顯著降低約62％。另外，與實(shí)施例4的疏水性二氧化硅氣凝膠相比，通過添加小于本發(fā)明所提出的量的氫氧化銨而制備的比較例3的疏水性二氧化硅氣凝膠，具有類似水平的比表面積特性，但是振實(shí)密度顯著增大約132％，碳含量降低約89％。此外，與實(shí)施例5的疏水性二氧化硅氣凝膠相比，對于通過添加大于本發(fā)明所提出的量的氫氧化銨而制備的比較例4的疏水性二氧化硅氣凝膠，碳含量有所提高，但是比表面積顯著降低約85％，振實(shí)密度迅速增大約245％。上述結(jié)果表明，通過在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的制備方法中添加氫氧化銨，可以改善表面改性反應(yīng)，因此，通過上述制備方法制備的疏水性二氧化硅氣凝膠的疏水性可以改進(jìn)。此外，上述結(jié)果表明，氫氧化銨的添加時(shí)間和量的控制是促進(jìn)理想的表面改性反應(yīng)和凝膠化而不由于其它附加反應(yīng)引起問題的一個(gè)重要因素。當(dāng)前第1頁12