[0039] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0040] 本发明提供一实施例的超疏水性二氧化硅气凝胶微球的制备方法，以甲基三乙氧基硅烷作为前驱体，以五氟苯基三乙氧基硅烷作为改性硅源，以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，进行水解反应，再以双环氧化合物乙二醇二缩水甘油醚为交联剂进行缩合反应，形成具有C‑F疏水结构和苯环刚性结构的SiO2气凝胶微球；具体包括以下步骤：
[0041] S1：将甲基三乙氧基硅烷与五氟苯基三乙氧基硅烷混合均匀后，加入去离子水中，再加入十六烷基三甲基溴化铵，强力搅拌10min，加入1‑2mol/L稀盐酸溶液调节pH至2‑3，25℃水解反应20‑30min，得到混合溶液；
[0042] S2：向混合溶液中加入甲醇钠、乙二醇二缩水甘油醚，再加入1‑2mol/L氢氧化钠溶液调节pH至9.5‑10.5，25℃充分搅拌5min得透明状溶液；
[0043] 所述甲基三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、甲醇钠、双环氧化合物用量比为20mL：2mL：0.2g：60mL：0.2g：2.5g；
[0044] S3：将透明状溶液缓慢倒入正己烷，控制透明状溶液、正己烷的体积比为(3‑4)：10，以25℃的温度、1000r/min的转速恒温磁力搅拌20‑30min，得到油包水状乳液，再转移至反应釜中，于100‑150℃缩合反应30‑60min，冷却、无水乙醇洗涤、过滤后，得到湿凝胶；
[0045] S4：将湿凝胶放入真空干燥箱中80℃干燥6h，研磨成粉末，即得所述超疏水性二氧化硅气凝胶微球。
[0046] 实施例1
[0047] S1：将20mL甲基三乙氧基硅烷与2mL五氟苯基三乙氧基硅烷混合均匀后，加入60mL去离子水中，再加入0.2g十六烷基三甲基溴化铵，强力搅拌10min，加入1.5mol/L稀盐酸溶液调节pH至2.5，25℃水解反应30min，得到混合溶液；
[0048] S2：向S1所得混合溶液中加入0.2g甲醇钠、2.5g乙二醇二缩水甘油醚，再加入1.5mol/L氢氧化钠溶液调节pH至10，25℃充分搅拌5min得透明状溶液；
[0049] S3：将40mL透明状溶液缓慢倒入100mL正己烷，以25℃的温度、1000r/min的转速恒温磁力搅拌20min，得到油包水状乳液，再转移至反应釜中，于130℃缩合反应45min，冷却、无水乙醇洗涤、过滤后，得到湿凝胶；
[0050] S4：将湿凝胶放入真空干燥箱中80℃干燥6h，研磨成粉末，即得所述超疏水性二氧化硅气凝胶微球。
[0051] 对比例1与实施例1相同，区别在于，对比例2制备过程中不添加乙二醇二缩水甘油醚。
[0052] 对比例2与实施例1相同，区别在于，对比例1制备过程中不添加五氟苯基三乙氧基硅烷。
[0053] 对比例3与实施例1相同，区别在于，将实施例1中的甲基三乙氧基硅烷替换成正硅酸乙酯，且制备过程中不添加五氟苯基三乙氧基硅烷。
[0054] 试验一：对实施例1及对比例1‑3制出的产品进行热重分析法：
[0055] 热重分析法(TG)主要是分析反应过程中样品的质量变化，只要伴随质量改变的变化，在TG曲线上会有阶梯出现。将实施例1及对比例1‑4所得样品采用STA2500型热重分析仪，测试温度30‑900℃，升温速度20℃/min，进行热失重分析，观察样品随温度升高而产生的质量变化。
[0056] 由图4‑7知，实施例1样品在250℃‑650℃有着一个稍平缓的质量变化；在650℃‑800℃其质量率变化最大，对比例1样品在200℃‑250℃和500℃‑650℃有着很显著的质量率变化，对比例2样品在150℃‑200℃和500℃‑700℃有着很显著的质量率变化，对比例3样品在400℃‑600℃其质量率变化最大。总的来说，实施例1制备出的气凝胶微球热稳定性更好。
[0057] 试验二：对实施例1及对比例2‑3制出的产品进行吸附‑脱附曲线[0058] 将实施例1及对比例2‑3所得样品采用TriStarⅡ3020型多通道全自动比表面积和空隙分析仪测试N2吸附‑脱附曲线。
[0059] 由图9‑12可知，实施例1制得的样品在P/P0为0.8‑1.0内吸附量最高，表明实施例1产品比表面积高，脱吸附性能优良。
[0060] 试验三：对实施例1及对比例1‑3制出的产品进行偏光测试
[0061] 将所得样品采用Axio.LabA1型偏光显微镜对样品进行表征，观察SiO2气凝胶微球表面结构以及表面的包覆情况。
[0062] 由图13‑16可知，在偏光测试中，实施例1及对比例1‑3样品均有明亮的微球，这说明了实施例1及对比例1‑3制备方法均成功制备出了SiO2气凝胶微球，但实施例1方法制出的气凝胶微球粒度大小更均一，分布最均匀。
[0063] 试验四：对实施例1及对比例1‑3制出的产品进行理化表征
[0064] 将所得样品采用DY‑100型接触角测量仪对样品的接触角进行测量表征，探究所测样品的表面疏水性能，并测定其力学性能，试验结果如下表所示：
[0065] 测试项目 实施例1 对比例1 对比例2 对比例3接触角/° 164 152 141 86
压缩强度/MPa 4.8 3.1 2.4 2.2
[0066] 由上表可知，对比例3的SiO2气凝胶微球呈亲水性，证明了甲基三乙氧基硅烷和五氟苯基三乙氧基硅烷对于气凝胶是否疏水具有重要影响，对比例2不具有超疏水性，证明五氟苯基三乙氧基硅烷对于气凝胶的超疏水性具有重要影响。
[0067] 图17记录了水滴与实施例1制出的SiO2气凝胶微球接触动态图，由图17可知，实施例1样品在各时间段的接触角基本一致，以动态的方式表明了其优异的超疏水性。
[0068] 本发明甲基三乙氧基硅烷作为前驱体，以五氟苯基三乙氧基硅烷作为改性硅源，以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，进行水解反应，再以双环氧化合物为交联剂，采用微乳液法，利用硅醇基与环氧基间的亲核加成反应或羟基间的分子间脱水醚化作用，将苯环刚性结构和C‑F疏水结构接枝到SiO2粒子表面，提高了湿凝胶的力学性能和疏水性能，同时，双环氧化合物与硅烷水解产物间的高度交联缔合的作用，使凝胶体系形成相互交缠、高强度、高交联密度的三维网络互穿的稳定整体，避免了湿凝胶在干燥过程中因水、有机气体的蒸发或逸出而造成的凝胶骨架结构的塌陷、收缩问题。
[0069] 本发明采用微乳液法制备SiO2气凝胶微球，微乳液中的十六烷基三甲基溴化铵中的疏水/亲水分子团将油相和水相隔离成一个个微小的球形空间，形成纳米级粒子结构、热力学稳定的、各向同性的分散体系,相比于溶胶‑凝胶法，SiO2气凝胶的分散性好，SiO2粒子分布均匀，粒径可控，粒度分布范围窄，形成的湿凝胶空间架构更稳定，不易团聚，干燥时，也更难塌陷和收缩，进一步提高了SiO2气凝胶的力学性能。
[0070] 本发明方法制备时间短，反应活性高，制备出的二氧化硅气凝胶微球的疏水性、力学性能优异，比表面积高，其接触角高达164°，压缩强度达4.8MPa，机械稳定高。
[0071] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
