技术摘要：
本发明涉及一种Ptn‑MxWO3/SiO2复合气凝胶及其制备方法，属于新材料及节能环保技术领域。一种Ptn‑MxWO3/SiO2复合气凝胶，所述Ptn‑MxWO3/SiO2复合气凝胶整体具有多孔网络结构，复合气凝胶比表面积为100～300m2/g，孔容积为0.4～2.0cm3/g，孔直径5～25nm；复合气凝胶多 全部
背景技术：
随着社会的发展和生产力的提高，能源危机和环境污染日趋严重，节能降耗和环 境净化日益受到全社会的关注。降低建筑物的能耗是目前节能减排的主要途径之一，而窗 户又是室内外能量交换的重要介质。在玻璃表面制备透明隔热薄膜可以在保证可见光透过 率一定的情况下，使玻璃达到理想的隔热性能，而通过光催化降解污染物的光催化技术则 被广泛的应用于环境净化领域。因此，开发兼具透明隔热和吸附-光催化降解污染物功能的 新材料具有较大的现实意义。 MxWO3材料是一种具有优异的近红外遮蔽性能的半导体材料，MxWO3因其特殊结构 导致的高载流子浓度，对近红外光有着强烈的吸收和遮蔽功能，对有机污染物也具有全光 谱光催化降解功能，而Pt掺杂MxWO3(Pt-MxWO3)可进一步提高其近红外遮蔽和光催化降解污 染物功能。SiO2气凝胶纳米多孔材料因其高比表面积、高孔隙率、低热导率，使其具有良好 的吸附能力和隔热性能。将SiO2气凝胶与Pt-MxWO3纳米粒子相结合，制备Pt-MxWO3-SiO2复合 气凝胶材料，所得产品将不仅具有优良的吸附-光催化协同作用，而且具有近红外遮蔽和隔 热性能，在隔热节能和环境净化领域具有广泛的应用前景。 将SiO2气凝胶与功能性纳米粒子复合制备功能性复合气凝胶材料已有较多报道。 专利CN 104689784A将光催化剂与SiO2复合，通过溶剂热和常压干燥法制备了负载光催化 剂的SiO2复合气凝胶(CN 104689784 A，一种负载光催化剂的SiO2复合气凝胶材料及其制备 方法)。专利CN 107694490 A报道了二氧化硅-氧化铁气凝胶和二氧化硅-铁气凝胶的制备 方法，通过不同方式来复合氧化铁或铁，合成了磁性SiO2气凝胶(CN 107694490 A，一种硅- 铁复合气凝胶的制备方法)。此外，已有研究报道，通过将Cs0.33WO3纳米粒子分散于硅酸溶液 中，制备Cs0 .33WO3-SiO2复合气凝胶材料，利用SiO2气凝胶特殊孔结构赋予的高吸附效率和 Cs xWO 3粒子优异的紫外光催化性能，可以获得具有更加优异的吸附/光催化材料 (Materials&Design,2016(110) ,624-632)。然而，目前采用原位合成工艺制备兼具吸附/光 催化和近红外遮蔽/隔热功能的Pt-MxWO3/SiO2复合气凝胶的研究还未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种Pt-MxWO3/SiO2复合气凝胶及其制备方法，其中，M＝ Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，x＝0.2～1，n＝0.001～0.1，所述复合气凝胶具有多孔网络结构，多孔 网络中镶嵌Ptn-MxWO3纳米棒团簇，晶相结构为六方钨青铜MyWO3晶体结构，复合气凝胶比表 面积为100～300m2/g，孔容积为0.4～2.0cm3/g，孔直径5～25nm。 一种Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶，所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶整体具有多孔网 络结构，复合气凝胶比表面积为100～300m2/g，孔容积为0.4～2.0cm3/g，孔直径5～25nm；复 4 CN 111589382 A 说 明 书 2/11 页 合气凝胶多孔网络结构中镶嵌Ptn-MxWO3纳米棒状晶粒，所述Ptn-MxWO3纳米棒状晶粒具有六 方钨青铜MyWO3晶体结构，其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，y＝0.2～0.7，n＝0.001～0.1，x＝ 0.2～1。 本发明所述及的Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶同时具有多孔气凝胶的高效吸附/隔 热性能和Ptn-MxWO3粒子优异的近红外遮蔽/光催化性能，因此，所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气 凝胶不仅具有较好的隔热功能，而且还具有较好的吸附/光催化降解污染物功能，在隔热节 能和环保领域具有广阔的应用前景。 本发明的又一目的是提供上述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法。 一种Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法，以工业水玻璃为硅源，钨酸钠为钨 源，氯铂酸为Pt源，首先通过阳离子交换法制备硅酸和钨酸溶液，采用溶胶-凝胶法制备复 合凝胶块，然后通过溶剂热反应、表面改性和常压干燥工艺原位合成Ptn-MxWO3/SiO2复合气 凝胶材料。 本发明所述及的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶的制备方法为原位合成/常压干燥工 艺法，原位合成制备法中涉及了利用阳离子交换法配制硅酸和钨酸溶液，再制备混合溶胶 和凝胶，之后再通过在溶剂中进行陈化和溶剂热反应沉积以及改性、干燥步骤而获得Ptn- MxWO3-SiO2复合气凝胶材料。主要过程为：以工业水玻璃为硅源，钨酸钠为钨源，氯铂酸为Pt 源，首先通过阳离子交换法制备硅酸和钨酸溶液，采用溶胶-凝胶法制备复合凝胶，然后通 过溶剂热反应、表面改性和常压干燥工艺合成Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶材料。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述溶胶-凝胶法如 下：取硅酸溶液和钨酸溶液，在搅拌条件下，进行混合，并加入M盐、氯铂酸和诱导剂，搅拌混 合均匀，配制混合溶胶；将混合溶胶置于20～90℃温度条件下进行陈化处理，直至使其转变 为凝胶，其中， 所述硅酸溶液和钨酸溶液的比例为Si/W摩尔比为0.5～15：1；所述的M盐为含Li、 Na、K、Rb、Cs、NH4的盐类，M/W原子摩尔比为0.2～1:1；所述氯铂酸的加入量为氯铂酸与钨酸 的摩尔比为0.001～0.1:1；所述的诱导剂为草酸、甲酸、酒石酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、抗坏血 酸、山梨醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、山梨酸、聚丙二醇、硼氢化钾、硼氢化钠、苯 胺、乙酰丙酮、N2H4·H2O、N2H4·HCl、N2H4·H2SO4中的一种或其混合物，诱导剂与W原子的摩 尔比为0.05～15:1。 进一步地，所述溶胶-凝胶还包括陈化处理的步骤：将复合凝胶块置于乙醇/水溶 液中，于20～60℃下陈化处理0.5～48h，得复合凝胶块。 进一步地，所述复合溶胶的配制过程中还可加入扩孔剂，扩孔剂在复合溶胶中的 浓度为1～100g/L；所述扩孔剂为细菌纤维素、醋酸纤维素、纳米纤维素、甲基纤维素、乙基 纤维素，乙基羟乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙 基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球、PMMA纤维、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、PVP纤维、六亚甲基四胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、聚苯乙烯、聚苯乙烯纤维、 P123、F127中的一种或几种。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述溶剂热反应于反 应釜中进行，具体如下：将陈化处理后的复合凝胶块置于反应液中，并将其在120～400℃反 应5～96小时后用洗涤溶剂将反应后的复合凝胶块洗涤1～3次，既得， 5 CN 111589382 A 说 明 书 3/11 页 其中，所述反应液与凝胶块的体积比为0.5～3：1，所述反应液为下述溶剂中的一 种或其混合物：水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、乙醚、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己 烷、辛烷、环己烷、环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙 酯、乙酰丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、 吡啶、苯酚中的一种或其混合物；所述反应液为由上述溶剂和诱导剂组成的混合物，所述诱 导剂为草酸、甲酸、酒石酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、抗坏血酸、山梨醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、 聚乙二醇、山梨酸、聚丙二醇、硼氢化钾、硼氢化钠、苯胺、乙酰丙酮、N2H4·H2O、N2H4·HCl、 N2H4·H2SO4中的一种或其混合物，诱导剂在反应液中的浓度为0.5～2.5mol/L；所述洗涤溶 剂为去离子水、乙醇、异丙醇、丙酮、正己烷、环己烷或庚烷中的一种或几种。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述表面改性具体如 下：将经溶剂热反应所得复合凝胶置于改性液中，每隔2～24h补充加入新的TMCS，加入量与 烷类溶剂的体积比为0.025～0.5：1，直至复合凝胶胶块漂浮于改性液液面之上，完成改性， 其中，所述改性液由烷类溶剂和三甲基氯硅烷(TMCS)构成，所述烷类溶剂选自正 己烷、环己烷、庚烷或戊烷等溶剂中的一种或几种，初始烷类溶剂的加入量与复合凝胶块的 体积比为0.5～3：1，TMCS加入量与烷类溶剂的体积比为0.025～0.5：1。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述常压干燥工艺如 下：对改性后的湿凝胶进行常压干燥处理，升温速率0.3～10℃/min，分别在60℃、80℃、100 ℃、120℃、150℃下，保温2h；或分别在70℃、90℃、110℃、130℃每个温度段下干燥2h；或者 自室温缓慢升温至120～150℃，保温2h，升温速度为0.5～5℃/min，得到Pt-MxWO3-SiO2复合 气凝胶。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述方法还包括热处 理步骤：将经常压干燥所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶进行热处理过程，具体为：在H2、N2或 N2/H2(1～5％)混合气中热处理，升温速度为1～10℃/min，热处理温度为200～800℃，优选 为300～600℃。 本发明的有益效果为：本发明的创造性在于所制备的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶， 不仅具有较高的比表面积和高孔容积等优点，而且多孔网络结构中镶嵌有Ptn-MxWO3纳米棒 团簇，这种制备方法能够获得同时具有高孔容积和高含量Ptn-MxWO3的Ptn-MxWO3-SiO2复合 气凝胶材料，且Ptn-MxWO3纳米棒团簇在SiO2气凝胶网络中分散较为均匀，与之前的将已合 成的MxWO3纳米粒子通过机械法分散在硅酸溶胶中制备MxWO3-SiO2复合气凝胶的方法相比， 避免了MxWO3分散不均匀和复合湿凝胶块溶剂交换-表面改性处理过程中MxWO3易流失的问 题，本发明采用通过原位合成/常压干燥工艺法制备的镶嵌Ptn-MxWO3纳米棒团簇的复合气 凝胶多孔网络结构更有利于达到高效的吸附/光催化降解污染物能力和具有更加优异的可 见光透过/近红外遮蔽性能。 本发明制备的Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶具有介孔网络结构和高的比表面积、孔 容积，具有优良的吸附性能和隔热性能，同时具备优异的可见光透过-近红外遮蔽和光催化 性能。 本发明的创造性在于本发明通过原位溶胶-凝胶、溶剂热、表面改性和常压干燥工 艺制备的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶，既保持了气凝胶的多孔网络结构，又能保证复合气凝 胶负载较高含量的六方钨青铜晶体结构的Ptn-MxWO3粒子，并且多孔气凝胶网络结构中镶嵌 6 CN 111589382 A 说 明 书 4/11 页 有Ptn-MxWO3纳米棒粒子，使复合气凝胶同时具有高孔容积、高比表面积和较高Ptn-MxWO3晶 相含量特点，这种镶嵌有Ptn-MxWO3纳米棒粒子的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶多孔网络结构 有利于其具有优异的吸附/光催化和隔热性能。在光照射下，复合气凝胶在对可见光保持较 高透过率情况下，具有较高的近红外吸收/遮蔽性能；而且能够同时具有优异的吸附性能和 良好的光催化性能，吸附-光催化和近红外吸收协同作用并相互促进，能够有效清除水和空 气及周围环境中的有害污染物。因此，本发明提供的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶在节能玻璃 和环境净化方面具有广阔的应用前景和市场前景。 此外，本发明通过常压干燥工艺制备Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶，该制备方法原料 和工艺成本低，生产周期较短，对生产设备要求低，可以提升气凝胶生产效率，便于实现规 模化工业生产。 总之，本发明的有益效果为：(1)以价格低廉的水玻璃和二水合钨酸钠为硅源和钨 源，且常压干燥工艺对设备要求低，生产成本低，有利于工业化生产；(2)通过原位合成法制 备Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶，Ptn-MxWO3纳米粒子在多孔气凝胶网络中分布均匀；(3)本发 明制备的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶性能优异，不仅具有高比面积、高孔隙率、低热导率等 优点，并且还具有可见光透过、近红外光遮蔽/隔热性能和吸附/光催化性能，而且气凝胶的 吸附性、低导热性与Ptn-MxWO3的光催化和近红外遮蔽协同作用，能够进一步提高复合气凝 胶的吸附/光催化和隔热节能效果。因此，本发明所提供的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶有望 在隔热节能和吸附/光催化等节能环保领域获得广泛的应用。 附图说明 图1为实施例3所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的TEM照片。 图2为实施例4所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的TEM照片。由图1和2可以看出，所 制备的复合气凝胶多孔网络中镶嵌有由Ptn-CsxWO3或Ptn-KxWO3纳米棒构成的团簇。 图3为实施例5～7所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的XRD谱图，可以看出，所合成的 Ptn-CsxWO3-SiO2复合气凝胶中的晶相主要为六方晶相钨青铜Cs0.20WO3。 图4为实施例6和实施例7所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶产品对甲醛的吸附/光催 化降解曲线，可以看出，所制备的复合气凝胶样品对甲醛具有优异的吸附/光催化降解效 果，吸附/降解率可达97.3％。 图5为玻璃表面涂有由对比例1、对比例2和实施例7所制备样品薄膜的光谱透过率 曲线，可以看出，与对比例1、对比例2相比，实施例7表现出更好的近红外遮蔽性能。
本发明涉及一种Ptn‑MxWO3/SiO2复合气凝胶及其制备方法，属于新材料及节能环保技术领域。一种Ptn‑MxWO3/SiO2复合气凝胶，所述Ptn‑MxWO3/SiO2复合气凝胶整体具有多孔网络结构，复合气凝胶比表面积为100～300m2/g，孔容积为0.4～2.0cm3/g，孔直径5～25nm；复合气凝胶多 全部
背景技术：
随着社会的发展和生产力的提高，能源危机和环境污染日趋严重，节能降耗和环 境净化日益受到全社会的关注。降低建筑物的能耗是目前节能减排的主要途径之一，而窗 户又是室内外能量交换的重要介质。在玻璃表面制备透明隔热薄膜可以在保证可见光透过 率一定的情况下，使玻璃达到理想的隔热性能，而通过光催化降解污染物的光催化技术则 被广泛的应用于环境净化领域。因此，开发兼具透明隔热和吸附-光催化降解污染物功能的 新材料具有较大的现实意义。 MxWO3材料是一种具有优异的近红外遮蔽性能的半导体材料，MxWO3因其特殊结构 导致的高载流子浓度，对近红外光有着强烈的吸收和遮蔽功能，对有机污染物也具有全光 谱光催化降解功能，而Pt掺杂MxWO3(Pt-MxWO3)可进一步提高其近红外遮蔽和光催化降解污 染物功能。SiO2气凝胶纳米多孔材料因其高比表面积、高孔隙率、低热导率，使其具有良好 的吸附能力和隔热性能。将SiO2气凝胶与Pt-MxWO3纳米粒子相结合，制备Pt-MxWO3-SiO2复合 气凝胶材料，所得产品将不仅具有优良的吸附-光催化协同作用，而且具有近红外遮蔽和隔 热性能，在隔热节能和环境净化领域具有广泛的应用前景。 将SiO2气凝胶与功能性纳米粒子复合制备功能性复合气凝胶材料已有较多报道。 专利CN 104689784A将光催化剂与SiO2复合，通过溶剂热和常压干燥法制备了负载光催化 剂的SiO2复合气凝胶(CN 104689784 A，一种负载光催化剂的SiO2复合气凝胶材料及其制备 方法)。专利CN 107694490 A报道了二氧化硅-氧化铁气凝胶和二氧化硅-铁气凝胶的制备 方法，通过不同方式来复合氧化铁或铁，合成了磁性SiO2气凝胶(CN 107694490 A，一种硅- 铁复合气凝胶的制备方法)。此外，已有研究报道，通过将Cs0.33WO3纳米粒子分散于硅酸溶液 中，制备Cs0 .33WO3-SiO2复合气凝胶材料，利用SiO2气凝胶特殊孔结构赋予的高吸附效率和 Cs xWO 3粒子优异的紫外光催化性能，可以获得具有更加优异的吸附/光催化材料 (Materials&Design,2016(110) ,624-632)。然而，目前采用原位合成工艺制备兼具吸附/光 催化和近红外遮蔽/隔热功能的Pt-MxWO3/SiO2复合气凝胶的研究还未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种Pt-MxWO3/SiO2复合气凝胶及其制备方法，其中，M＝ Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，x＝0.2～1，n＝0.001～0.1，所述复合气凝胶具有多孔网络结构，多孔 网络中镶嵌Ptn-MxWO3纳米棒团簇，晶相结构为六方钨青铜MyWO3晶体结构，复合气凝胶比表 面积为100～300m2/g，孔容积为0.4～2.0cm3/g，孔直径5～25nm。 一种Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶，所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶整体具有多孔网 络结构，复合气凝胶比表面积为100～300m2/g，孔容积为0.4～2.0cm3/g，孔直径5～25nm；复 4 CN 111589382 A 说 明 书 2/11 页 合气凝胶多孔网络结构中镶嵌Ptn-MxWO3纳米棒状晶粒，所述Ptn-MxWO3纳米棒状晶粒具有六 方钨青铜MyWO3晶体结构，其中，M＝Li,Na,K,Rb,Cs,NH4，y＝0.2～0.7，n＝0.001～0.1，x＝ 0.2～1。 本发明所述及的Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶同时具有多孔气凝胶的高效吸附/隔 热性能和Ptn-MxWO3粒子优异的近红外遮蔽/光催化性能，因此，所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气 凝胶不仅具有较好的隔热功能，而且还具有较好的吸附/光催化降解污染物功能，在隔热节 能和环保领域具有广阔的应用前景。 本发明的又一目的是提供上述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法。 一种Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法，以工业水玻璃为硅源，钨酸钠为钨 源，氯铂酸为Pt源，首先通过阳离子交换法制备硅酸和钨酸溶液，采用溶胶-凝胶法制备复 合凝胶块，然后通过溶剂热反应、表面改性和常压干燥工艺原位合成Ptn-MxWO3/SiO2复合气 凝胶材料。 本发明所述及的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶的制备方法为原位合成/常压干燥工 艺法，原位合成制备法中涉及了利用阳离子交换法配制硅酸和钨酸溶液，再制备混合溶胶 和凝胶，之后再通过在溶剂中进行陈化和溶剂热反应沉积以及改性、干燥步骤而获得Ptn- MxWO3-SiO2复合气凝胶材料。主要过程为：以工业水玻璃为硅源，钨酸钠为钨源，氯铂酸为Pt 源，首先通过阳离子交换法制备硅酸和钨酸溶液，采用溶胶-凝胶法制备复合凝胶，然后通 过溶剂热反应、表面改性和常压干燥工艺合成Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶材料。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述溶胶-凝胶法如 下：取硅酸溶液和钨酸溶液，在搅拌条件下，进行混合，并加入M盐、氯铂酸和诱导剂，搅拌混 合均匀，配制混合溶胶；将混合溶胶置于20～90℃温度条件下进行陈化处理，直至使其转变 为凝胶，其中， 所述硅酸溶液和钨酸溶液的比例为Si/W摩尔比为0.5～15：1；所述的M盐为含Li、 Na、K、Rb、Cs、NH4的盐类，M/W原子摩尔比为0.2～1:1；所述氯铂酸的加入量为氯铂酸与钨酸 的摩尔比为0.001～0.1:1；所述的诱导剂为草酸、甲酸、酒石酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、抗坏血 酸、山梨醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、山梨酸、聚丙二醇、硼氢化钾、硼氢化钠、苯 胺、乙酰丙酮、N2H4·H2O、N2H4·HCl、N2H4·H2SO4中的一种或其混合物，诱导剂与W原子的摩 尔比为0.05～15:1。 进一步地，所述溶胶-凝胶还包括陈化处理的步骤：将复合凝胶块置于乙醇/水溶 液中，于20～60℃下陈化处理0.5～48h，得复合凝胶块。 进一步地，所述复合溶胶的配制过程中还可加入扩孔剂，扩孔剂在复合溶胶中的 浓度为1～100g/L；所述扩孔剂为细菌纤维素、醋酸纤维素、纳米纤维素、甲基纤维素、乙基 纤维素，乙基羟乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙 基甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球、PMMA纤维、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、PVP纤维、六亚甲基四胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、聚苯乙烯、聚苯乙烯纤维、 P123、F127中的一种或几种。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述溶剂热反应于反 应釜中进行，具体如下：将陈化处理后的复合凝胶块置于反应液中，并将其在120～400℃反 应5～96小时后用洗涤溶剂将反应后的复合凝胶块洗涤1～3次，既得， 5 CN 111589382 A 说 明 书 3/11 页 其中，所述反应液与凝胶块的体积比为0.5～3：1，所述反应液为下述溶剂中的一 种或其混合物：水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、乙醚、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己 烷、辛烷、环己烷、环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙 酯、乙酰丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、 吡啶、苯酚中的一种或其混合物；所述反应液为由上述溶剂和诱导剂组成的混合物，所述诱 导剂为草酸、甲酸、酒石酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、抗坏血酸、山梨醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、 聚乙二醇、山梨酸、聚丙二醇、硼氢化钾、硼氢化钠、苯胺、乙酰丙酮、N2H4·H2O、N2H4·HCl、 N2H4·H2SO4中的一种或其混合物，诱导剂在反应液中的浓度为0.5～2.5mol/L；所述洗涤溶 剂为去离子水、乙醇、异丙醇、丙酮、正己烷、环己烷或庚烷中的一种或几种。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述表面改性具体如 下：将经溶剂热反应所得复合凝胶置于改性液中，每隔2～24h补充加入新的TMCS，加入量与 烷类溶剂的体积比为0.025～0.5：1，直至复合凝胶胶块漂浮于改性液液面之上，完成改性， 其中，所述改性液由烷类溶剂和三甲基氯硅烷(TMCS)构成，所述烷类溶剂选自正 己烷、环己烷、庚烷或戊烷等溶剂中的一种或几种，初始烷类溶剂的加入量与复合凝胶块的 体积比为0.5～3：1，TMCS加入量与烷类溶剂的体积比为0.025～0.5：1。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述常压干燥工艺如 下：对改性后的湿凝胶进行常压干燥处理，升温速率0.3～10℃/min，分别在60℃、80℃、100 ℃、120℃、150℃下，保温2h；或分别在70℃、90℃、110℃、130℃每个温度段下干燥2h；或者 自室温缓慢升温至120～150℃，保温2h，升温速度为0.5～5℃/min，得到Pt-MxWO3-SiO2复合 气凝胶。 本发明所述Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的制备方法中，优选所述方法还包括热处 理步骤：将经常压干燥所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶进行热处理过程，具体为：在H2、N2或 N2/H2(1～5％)混合气中热处理，升温速度为1～10℃/min，热处理温度为200～800℃，优选 为300～600℃。 本发明的有益效果为：本发明的创造性在于所制备的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶， 不仅具有较高的比表面积和高孔容积等优点，而且多孔网络结构中镶嵌有Ptn-MxWO3纳米棒 团簇，这种制备方法能够获得同时具有高孔容积和高含量Ptn-MxWO3的Ptn-MxWO3-SiO2复合 气凝胶材料，且Ptn-MxWO3纳米棒团簇在SiO2气凝胶网络中分散较为均匀，与之前的将已合 成的MxWO3纳米粒子通过机械法分散在硅酸溶胶中制备MxWO3-SiO2复合气凝胶的方法相比， 避免了MxWO3分散不均匀和复合湿凝胶块溶剂交换-表面改性处理过程中MxWO3易流失的问 题，本发明采用通过原位合成/常压干燥工艺法制备的镶嵌Ptn-MxWO3纳米棒团簇的复合气 凝胶多孔网络结构更有利于达到高效的吸附/光催化降解污染物能力和具有更加优异的可 见光透过/近红外遮蔽性能。 本发明制备的Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶具有介孔网络结构和高的比表面积、孔 容积，具有优良的吸附性能和隔热性能，同时具备优异的可见光透过-近红外遮蔽和光催化 性能。 本发明的创造性在于本发明通过原位溶胶-凝胶、溶剂热、表面改性和常压干燥工 艺制备的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶，既保持了气凝胶的多孔网络结构，又能保证复合气凝 胶负载较高含量的六方钨青铜晶体结构的Ptn-MxWO3粒子，并且多孔气凝胶网络结构中镶嵌 6 CN 111589382 A 说 明 书 4/11 页 有Ptn-MxWO3纳米棒粒子，使复合气凝胶同时具有高孔容积、高比表面积和较高Ptn-MxWO3晶 相含量特点，这种镶嵌有Ptn-MxWO3纳米棒粒子的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶多孔网络结构 有利于其具有优异的吸附/光催化和隔热性能。在光照射下，复合气凝胶在对可见光保持较 高透过率情况下，具有较高的近红外吸收/遮蔽性能；而且能够同时具有优异的吸附性能和 良好的光催化性能，吸附-光催化和近红外吸收协同作用并相互促进，能够有效清除水和空 气及周围环境中的有害污染物。因此，本发明提供的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶在节能玻璃 和环境净化方面具有广阔的应用前景和市场前景。 此外，本发明通过常压干燥工艺制备Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶，该制备方法原料 和工艺成本低，生产周期较短，对生产设备要求低，可以提升气凝胶生产效率，便于实现规 模化工业生产。 总之，本发明的有益效果为：(1)以价格低廉的水玻璃和二水合钨酸钠为硅源和钨 源，且常压干燥工艺对设备要求低，生产成本低，有利于工业化生产；(2)通过原位合成法制 备Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶，Ptn-MxWO3纳米粒子在多孔气凝胶网络中分布均匀；(3)本发 明制备的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶性能优异，不仅具有高比面积、高孔隙率、低热导率等 优点，并且还具有可见光透过、近红外光遮蔽/隔热性能和吸附/光催化性能，而且气凝胶的 吸附性、低导热性与Ptn-MxWO3的光催化和近红外遮蔽协同作用，能够进一步提高复合气凝 胶的吸附/光催化和隔热节能效果。因此，本发明所提供的Ptn-MxWO3-SiO2复合气凝胶有望 在隔热节能和吸附/光催化等节能环保领域获得广泛的应用。 附图说明 图1为实施例3所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的TEM照片。 图2为实施例4所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的TEM照片。由图1和2可以看出，所 制备的复合气凝胶多孔网络中镶嵌有由Ptn-CsxWO3或Ptn-KxWO3纳米棒构成的团簇。 图3为实施例5～7所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶的XRD谱图，可以看出，所合成的 Ptn-CsxWO3-SiO2复合气凝胶中的晶相主要为六方晶相钨青铜Cs0.20WO3。 图4为实施例6和实施例7所得Ptn-MxWO3/SiO2复合气凝胶产品对甲醛的吸附/光催 化降解曲线，可以看出，所制备的复合气凝胶样品对甲醛具有优异的吸附/光催化降解效 果，吸附/降解率可达97.3％。 图5为玻璃表面涂有由对比例1、对比例2和实施例7所制备样品薄膜的光谱透过率 曲线，可以看出，与对比例1、对比例2相比，实施例7表现出更好的近红外遮蔽性能。
