CN104941538A

CN104941538A - 一种原位复合制备硅基多元氧化物气凝胶材料及制备方法

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Publication number: CN104941538A
Application number: CN201510295389.1A
Authority: CN
Inventors: 金承黎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2015-09-30

Abstract

发明涉及一种原位复合制备硅基多元氧化物气凝胶材料及其制备方法，特别涉及以水玻璃为硅源，混合金属氧化物对应的水溶性金属盐，通过加入酸或碱，调节体系PH值，形成多元氧化物溶胶；将多元氧化物溶胶与水溶性有机溶剂混合，经过滤的方式去除生产沉淀，获得无盐多元氧化物溶胶，之后经溶胶-凝胶、老化、改性、干燥过程，获得多元氧化物气凝胶材料。本发明利用成熟的氧化硅气凝胶工艺，原位聚合其他不易单独制备成气凝胶的氧化物组分，制备多元氧化物气凝胶材料，并具有单组份硅气凝胶所没有的高温稳定性、高活性、磁性等优异性能，产品在高温绝热、隔音、催化剂及催化载体、电池电极、电磁、电阻、气敏、湿敏、发光材料等领域有广泛应用。

Description

一种原位复合制备硅基多元氧化物气凝胶材料及制备方法

技术领域

发明涉及一种气凝胶材料及制备方法，特别涉及原位复合制备硅基多元氧化物气凝胶材料及其制备方法。

背景技术

气凝胶是一种新型纳米绝热材料，1931年由美国Kistler.S.发明，又被称为“蓝烟”、“冻结的烟”，被成为改变世界的神奇材料，列为20世纪90年代以来10大热门科学技术之一，是具有巨大应用价值的军民两用技术。

目前硅气凝胶已经初步实现了量产，其他种类繁多氧化物气凝胶，如氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶、氧化钛气凝胶等等依然处于试验水平，氧化钒气凝胶、氧化钇气凝胶的制备就更为困难，离大规模工业化生产的距离也更远遥远。

专利CN200810033022.2公开了一种过渡金属基气凝胶、过渡金属氧化物气凝胶、复合过渡金属氧化物气凝胶的制备方法，采用过渡金属氯化物为前驱体、聚丙烯酸为分散剂以及环氧丙烷为凝胶促进剂，通过溶胶-凝胶过程，结合超临界干燥与热处理工艺，制备了多种周期、多族过渡金属基气凝胶和过渡金属氧化物气凝胶材料。作为一种通用的制备方法，本发明具有原料便宜易得、反应过程简单、反应周期较短等特点，并解决了很多过渡金属氧化物气凝胶难以制备的问题。

上述专利虽然在实验室级别获得过渡金属氧化物气凝胶制备的突破，但是仍然面临难以实现工业化生产的难题。

为此，研究人员开始利用较为成熟度二氧化硅气凝胶的制备工艺，通过复合其他氧化物组分，力图制备二元或多元气凝胶。

专利CN201210038638.5公开了一种一元或多元气凝胶隔热材料及其制备方法，以正硅酸乙酯水解制备硅溶胶，以硝酸铝等无机铝盐加水、乙醇和环氧丙烷等制备铝溶胶，将氧化硅溶胶加入至氧化铝溶胶中混合搅拌，加入遮光剂钛白粉，得掺杂遮光剂的氧化硅氧化铝复合溶胶。

专利CN201310139544.1公开了一种氧化锆-氧化硅复合气凝胶的制备方法，将硅氧烷溶于醇，滴加锆醇盐，搅拌均匀后加入去离子水，得澄清透明溶胶；将溶胶转移至模具中，静置陈化，得到氧化锆-氧化硅复合湿凝胶；将湿凝胶用老化溶液浸泡；最后用无水乙醇或异丙醇溶剂进行浸泡。本发明制备出了低密度、低导热率的块体氧化锆-氧化硅复合气凝胶，1000℃热处理后仍然基本保持原有微观形貌、仍为无定型结构，比表面积最高可达353m2/g，具有良好的高温稳定性。

专利CN201310498274.3公开了一种隔热的氧化铝-氧化硅-氧化锆三元复合气凝胶的制备方法，以无机铝盐，硅盐，无机锆盐为前驱体，醇溶剂和水为反应溶剂，环氧化物为凝胶促进剂，经过超临界流体干燥工艺制备得到了具有优良性能的块状三元气凝胶。所得的三元气凝胶样品，密度较低，弹性较好，性能稳定，与不同的单元氧化铝，氧化硅，氧化锆气凝胶相比，能承受更高的温度，品质更稳定。优良的高温稳定性扩展了气凝胶的适用范围，使其可以应用于隔热领域。

专利CN201410026654.1公开了一种钛掺杂硅基复合气凝胶的制备方法，以钛酸钾为钛源，通过离子交换、溶胶-凝胶法和常压干燥生产性能优异的钛掺杂硅基复合气凝胶材料，主要包括（1）钛酸盐的离子交换过程和正硅酸四乙酯的溶胶-凝胶过程；（2）钛掺杂硅基湿凝胶的制备；（3）钛掺杂硅基湿凝胶的改性；（4）钛掺杂硅基气凝胶的常压干燥。该方法工艺简单、成本低廉，易于规模化生产，得到的钛掺杂硅基气凝胶光催化剂具有纳米结构、比表面积大、孔洞率高、结构牢固等特点，且具备疏水性能，可用于空气净化、污水处理等领域，且便于分离和回收，适合大规模环境污染处理。

专利CN201210067184.4公开了一种多元气凝胶的制备方法，主要的方法是以制备二氧化硅气凝胶制备方法为基础，加入含有磷、锡、锌等化合物和凝胶剂，使磷、锡、锌等以氧为桥键连接到硅氧的结构中，形成高比表面积、低密度和平均孔直径（1-50nm）的SiO2-P2O5/ SnO2 /ZnO多元气凝胶多孔复合材料，可广泛运用于过滤材料、隔热涂层材料、光学及气体测定等领域。

以上专利都涉及到了利用硅气凝胶工艺原位复合制备二元或多元气凝胶材料，上述专利的公开和实施将有利于高品质多元气凝胶材料开发的推进，但仍然存在明显问题，一是现有技术所用硅源基本上都是正硅酸乙酯等有机硅酯，有机硅酯的价格较高，制约了气凝胶的生产成本；二是现有技术反应环境基本都是含醇体系，由于大多数金属盐并不溶于乙醇，而直接生产沉淀，这就严重制约了金属盐可用种类和添加的效果，不易实现理想的原位复合；第三，现有技术主要针对氧化硅与氧化钛、氧化铝、氧化锆的二元或三元复合，涉及的金属氧化物种类较少，还不能成为一种通用的多元气凝胶制备方法；第四，现有技术为使添加的金属氧化物凝胶，普遍使用了环氧丙烷，这一易燃易爆的有毒物质，该物质对粘膜和皮肤有刺激性，可损伤眼角膜和结膜，引起呼吸***疼痛，皮肤灼伤和肿胀，甚至组织坏死。

专利CN201410270352.9公开了一种以水玻璃为硅源，通过添加有机溶剂，生成钠离子、钾离子和其他金属盐离子的沉淀，再经过滤的方式去除沉淀，获得高纯硅溶胶，之后经溶胶-凝胶、老化、酸化、改性、干燥过程，获得二氧化硅气凝胶材料。

针对已有制备多元气凝胶材料技术的不足，本发明在专利CN201410270352.9的基础上，提出了新的多元氧化物气凝胶的制备方式，方法简单易行、效率高、成本低、组分分散均匀度高，适用于多种金属氧化物气凝胶的制备，将显著加快硅基多元气凝胶的开发利用和产业化进程，赋予气凝胶在声、光、电、磁、热等方面更多的优异性能。

发明内容

一种多元氧化物气凝胶材料及其制备方法，其包括以下几个步骤。

（1）将水玻璃与金属氧化物对应的水溶性金属盐混合，用酸或碱调节PH值，得到含盐多元氧化物溶胶。

所述水玻璃包含硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或几种。

所述的金属氧化物为分子式为M_xO_y的难溶于水的金属氧化物，其中M代表金属原子，O代表原子，x和y分别代表分子式中对应原子数。

所述的金属氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铁、氧化钨、氧化钒、氧化锶、氧化镁、氧化铜、氧化铟、氧化镓、氧化锡、氧化铋、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化锌、氧化镉、氧化铬、氧化钨、氧化钇、氧化钪、氧化铈、氧化镧、氧化铕、氧化钕、氧化铽、氧化镨、氧化钐中的一种或几种。

所述水溶性金属盐包括上述金属氧化物对应的酸性、碱性或中性的可溶性金属盐。

所述水溶性金属盐包括上述金属氧化物及对应氢氧化物、金属与氧化钠、氧化钾的一种或几种反应生成的碱性或中性水溶性盐。

所述水溶性金属盐包括上述金属氧化物及对应氢氧化物、金属与盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、碳酸、碘酸、草酸、高氯酸、氢碘酸、氢溴酸、氢氟酸、亚硫酸、亚硝酸中一种反应生成酸性或中性水溶性盐。

所述水玻璃与水溶性金属盐混合，可以是水玻璃与水溶性金属盐直接混合，也可以是水玻璃与水溶性金属盐分别稀释后再混合。

所述水玻璃与水溶性金属盐混合，可以是水玻璃与可溶性金属盐先溶解在酸中再混合，或是水玻璃与可溶性金属盐先溶解在碱中再混合，也可以是水玻璃与可溶性金属盐分别溶解在酸或碱中再混合，还可以是水玻璃与可溶性金属盐混合后再溶解在酸或碱中。

所述水玻璃与水溶性金属盐体积比为1:0.01~100，优选1:0.1~10。

所述调节PH的酸包括无机酸或有机酸的一种或几种；无机酸包括含氧酸、无氧酸、络合酸；有机酸包括羧酸(-COOH）、磺酸(-SO3H）、亚磺酸(RSOOH）、硫羧酸(RCOSH）。

所述调节PH的碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾和氨水中的一种或几种。

所述含盐多元氧化物溶胶的pH值为1.5~12。

（2）将多元氧化物溶胶与水溶性有机溶剂混合，去除生成沉淀，得到无盐多元氧化物溶胶。

所述的有机溶剂为醇、醚、酯、酮、醛、脂族或芳族烃中的一种或几种。

所述生成的沉淀采用过滤的方式去除，包括离心过滤、真空过滤、加压过滤。

（3）用酸或碱微调上述酸性硅溶胶的pH值，直接静置或浸入增强纤维形成凝胶，老化。

所述pH值为3.0~11.0。

所述纤维包括所述纤维包括无机纤维和有机纤维一种或几种，以及上述纤维制成的毡、板、布。

所述有机纤维包括涤纶、锦纶、氨纶、腈纶、芳纶、聚酰胺纤维、聚丙烯腈预氧化纤维、凯夫拉纤维、纤维素纤维、碳纤维。

所述无机纤维包括石英纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硼纤维、玄武岩纤维、水镁石纤维、凹凸棒石纤维。

（4）对凝胶进行干燥获得气凝胶材料，包括超临界干燥或常压干燥或微波真空干燥。

所述的常压干燥和微波真空干燥前，需要用疏水剂对凝胶进行疏水改性；超临界干燥前可以进行疏水化改性，也可以不进行疏水化改性。

所述的凝胶疏水剂，具有硅甲基结构的有机硅防水剂，包括六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷和三甲基氯硅烷。

所述的超临界干燥，干燥介质包括乙醇或二氧化碳。

所述的常压干燥，包括热风干燥和红外干燥，热风干燥的干燥介质为空气、氮气或二氧化碳，优选氮气和二氧化碳。

所述的微波真空干燥，干燥前设备真空度应低于100托，优选低于10托。

本发明的技术原理包括两方面：一是，含盐多元氧化物溶胶的快速除盐；二是，硅溶胶和其他金属氧化物溶胶原位共同凝胶，生成纳米多孔结构。

首先以钠水玻璃和硫酸混合为例阐释水溶性有机溶剂的除盐机理。钠水玻璃的主要成分是硅酸钠，硅酸钠与硫酸混合后，会生成纳米级的水合二氧化硅，即硅溶胶，同时生成大量的硫酸钠。硫酸钠在20℃水中的溶解度为19.5g/100g水，但不溶于乙醇等有机溶剂，当硅溶胶中乙醇含量达到5%以上就会有大量的硫酸盐晶体析出，乙醇浓度达到70%时即便是含量为200ppm的硫酸钠也会析出。这样通过乙醇等有机溶剂就可以把硅溶胶的硫酸钠盐分析出，再通过过滤去除沉淀，从而达到除去盐分杂质的目的。多元氧化物溶胶的除盐机理与上述水玻璃除盐一致，当水玻璃和水性金属盐混合后，生成含有纳米二氧化硅和其他纳米金属氧化物的含盐多元氧化物溶胶，通过调节PH值，加入水溶性有机溶剂，溶胶中的盐分快速生成沉淀从而去除，再次调节PH值，多元氧化物溶胶形成凝胶。

下面阐释多元氧化物溶胶原位共凝胶机理。长期以来，非硅氧化物气凝胶的制备一直都是难点，目前比较通用的方法是通过加入环氧丙烷来促成凝胶，再通过溶剂置换，表面改性，常压或超临界进行干燥。这一方法虽然能制得种类繁多的非硅氧化物气凝胶，但都停留在实验室的水平，尚没有实现批量生产的报道。本发明利用已有的氧化硅气凝胶的成熟生产工艺，通过水玻璃与各类可溶性金属盐混合，形成分子级均匀混合的多元氧化物溶胶，除盐后，硅溶胶在凝胶生成过程中起到了模板剂的作用，从而使得原本不易单独制备成气凝胶的众多金属氧化物气凝胶也能轻易形成凝胶结构。

本发明的实施可以实现两方面的目的，一是，可以批量制备出硅基多元气凝胶，推动不同种类氧化物气凝胶的制备和工业化；二是，二氧化硅溶胶原位复合其他金属氧化物物后，可以显著提升自身性能，赋予二氧化硅气凝胶在在声、光、电、磁、热等方面更多的优异性能。比如二氧化硅气凝胶复合氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钇等气凝胶可以显著提高在高温下隔热性能和热稳定性；复合氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化钐、氧化钕等气凝胶可以获得磁性；复合氧化钒、氧化钛、氧化铈、氧化镧等气凝胶可提升催化性能；复合氧化锰、氧化锌等气凝胶可以做电池电极；复合氧化铕、氧化铈、氧化镧、氧化钕等稀土氧化物气凝胶可以作为发光材料；复合氧化镓、氧化铋、氧化锡、氧化铟等气凝胶可以作为半导体或显示压电性；复合氧化锌、氧化镉、氧化锡等气凝胶可以作为气敏元件等。

本发明提出的多元氧化物气凝胶的制备方法，硅源采用最廉价的水玻璃，其他可溶性金属盐采用较为廉价的无机金属盐来替代传统昂贵有毒的有机金属盐，具有原料易得，生产低成本，安全可靠的特点。

水玻璃和水溶性金属盐在水体系混合，可以避免醇等有机物的干扰，实现以纳米级金属氧化物形式共溶，具有高分散性、粒度可控以及适用面广的特点，是一种具有普适性的多元氧化物气凝胶的制备方法。

本发明中多元氧化物溶胶与纤维材料复合后可获得各种形态和用途的气凝胶复合材料。

有益效果。

与现有技术相比，本发明制备的多元氧化物气凝胶材料具有以下显著优势。

（1）本发明采用原位复合多元氧化物气凝胶，可以实现纳米尺度的多组分分散，同时利用绝大多数盐均不溶于有机溶剂的特性，可以简单快速的去除多元氧化物溶胶中含有的大量水溶性盐分，从而获得高品质的多元氧化物气凝胶。

（2）本发明制备硅基多元氧化物气凝胶，是一种具有普适性的多元氧化物气凝胶制备方法，将推动不同种类氧化物气凝胶的制备技术的发展。

（3）本发明在二氧化硅溶胶原位复合其他金属氧化物物后，可以显著提升自身性能，赋予二氧化硅气凝胶在在声、光、电、磁、热等方面更多的优异性能，产品在高温绝热、隔音、催化剂及催化载体、电池电极、电磁、电阻、气敏、湿敏、发光材料等领域有广泛应用，大大扩宽气凝胶应用范围。

（4）本发明制备多元氧化物气凝胶，具有原料易得，生产低成本，安全可靠的特点，利于工业化大生产。

具体实施方式

下面提供了多元氧化物气凝胶材料的具体实施方式，作为对本发明进一步详细说明。

实施例1。

称取模数3.3的钠水玻璃（硅酸钠）80g，加入纯水60g搅拌均匀，得到稀释水玻璃溶液1。称取浓度为40%wt的硫酸20g，然后边搅拌边将稀释水玻璃溶液1加入到硫酸中，得到酸化水玻璃溶液2。称取固体硫酸锆粉末20g、硫酸氧钛粉末3g溶解于50g纯水，得到水溶性金属盐混合物溶液3。将溶液3与溶解2混合，滴加1%wt的氢氧化钠，调节pH到3.2，得含盐多元氧化物溶胶溶液4。向溶液4中加入95%wt的乙醇350g。用离心过滤机除去溶胶中的硫酸钠沉淀，得到多元氧化物溶胶。往多元氧化物溶胶中滴加浓度为1%wt的氨水，调节pH到4.0，65min后凝胶，室温静置老化5h。将老化好的凝胶置入500ml，质量比为2:8的40%wt硫酸与95%乙醇混合液中室温浸泡3h，进行酸化。将完成酸化的凝胶置入800ml的二甲基二甲氧基硅烷中，室温下进行疏水化改性。6h后改性完成，将凝胶常压110℃氮气干燥。得到白色氧化硅-氧化锆-氧化钛复合多元气凝胶，密度86kg/m³，比表面积630m²/g。

实施例2。

称取模数3.6的钾水玻璃（硅酸钾）80g，加入纯水80g搅拌均匀，得到稀释水玻璃溶液1。称取固体硫酸锌粉末12g、硫酸锰6g溶解于80g纯水，得溶液2。将溶液2边搅拌边滴加到溶液1，当PH为11时，得含盐多元氧化物溶胶溶液3。按质量比1:10，将40%与丙醇溶液混合得150ml酸性有机溶剂4。将溶液3边搅拌边滴加到有机溶剂4，当PH为3.3时，停止滴加，过滤生成的硫酸钾沉淀，得多元氧化物溶胶5，滴加1%氢氧化钠调节PH值4.1，静止50min后凝胶。将凝胶在500ml丙醇中老化1天。继续往丙醇液体中添加10g二甲基二乙氧基硅烷中，50℃下进行疏水化改性。8h后改性完成，将凝胶进行二氧化碳超临界干燥。得到黑灰色氧化硅-氧化锰-氧化锌多元氧化物气凝胶，密度75kg/m³，比表面积610m²/g。

实施例3。

称取模数3.3的锂水玻璃（硅酸锂）80g、氢氧化镓粉末5g、氢氧化铋4g、氢氧化锡3g、氢氧化铟1g，加入到质量分数为50%的氢氧化钠200g溶液中，65℃下搅拌1h，得溶液1。向溶液1滴加到质量分数为100%的硝酸，直到PH值为8.2，得含盐多元氧化物溶胶溶液2。往溶液2中边搅拌边加入0.3g的BYC-8440聚醚改性聚有机硅氧烷得溶液3，往溶液3加入乙醇300g，用加压钛棒过滤机除去溶胶中的硝酸钠沉淀，得到多元氧化物溶胶。往多元氧化物溶胶中滴加浓度为5%的硫酸，调节pH到7.5，倒入铺有玻璃纤维针刺毡的盒子中，80min后凝胶，25℃老化7h，之后进行二氧化碳超临界干燥。得到浅黄色氧化硅-氧化镓-氧化铋-氧化锡-氧化铟多元氧化物气凝胶玻纤复合毡，密度230kg/m³，比表面积606m²/g。

实施例4。

称取模数2.4的钾水玻璃80g，加入纯水10g搅拌均匀，得到稀释水玻璃溶液1。称取浓度为10%wt的盐酸20g，然后边搅拌边将稀释水玻璃加入到盐酸中，直到pH值为3得到溶液2。称取氯化铁20g、氯化钴12g、氯化钐2g溶于纯水100g，得到溶液3。将溶液3与溶液2混合，并滴加1%的氢氧化钾调节PH值到3.5，得含盐多元氧化物溶胶溶液4。将溶液4与丙酮的400g混合，离心过滤机除去溶胶中的氯化钾沉淀，得到多元氧化物溶胶溶液5。往溶液5中滴加浓度为1%wt的氨水，调节pH到4.5，倒入铺有高硅氧纤维针刺毡的盒子中20min后凝胶，静置老化15h。将完成老化的凝胶置入500ml的三甲基甲氧基硅烷和六甲基硅烷混合液中，进行疏水化改性。6h后改性完成，将凝胶在100℃下微波真空干燥，得到黑褐色氧化硅-氧化铁-氧化钴-氧化钐多元氧化物气凝胶高硅氧纤维复合毡，密度275kg/m³，比表面积580m²/g。

实施例5。

称取模数3.3的钠水玻璃80g，加入纯水160g搅拌均匀，得到稀释水玻璃溶液1。分别称取氯化钪粉末2g、氯化铈粉末1g、氯化铕粉末1g，溶解在质量分数为20%的氢氧化钠溶液100g中，得溶液2。将溶液1与溶液2混合后，加入到质量分数为20%的硫酸中，直到PH值为2.5，得含盐多元氧化物溶胶溶液3。对溶液3边搅拌边加入95%wt的乙醇300g。用真空过滤机除去溶胶中的氯化钠和硫酸钠沉淀，得到多元氧化物溶胶。往多元氧化物溶胶中滴加浓度为1%wt的氢氧化钠，调节pH到4.1，50min后凝胶，90℃静置老化10h。将老化好的凝胶置入500ml，质量比为1:9的三甲基乙氧基硅烷与乙醇醇混合液中70℃下浸泡3h，进行疏水化改性。6h后改性完成，将凝胶进行乙醇超临界干燥，得到浅橙色氧化硅-氧化钪-氧化铈-氧化铕多元氧化物气凝胶，密度90kg/m³，比表面积660m²/g。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式的限制。凡是依据本发明的技术和方法实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术和方法方案的范围内。

Claims

1. 一种原位复合制备硅基多元氧化物气凝胶材料及其制备方法，其特征是，该多元氧化物气凝胶材料制备过程包括以下步骤：

（1）将水玻璃与金属氧化物对应的水溶性金属盐混合，用酸或碱调节PH值，得到含盐多元氧化物溶胶；

所述水玻璃包含硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的一种或几种；

所述的酸包括无机酸或有机酸的一种或几种；无机酸包括含氧酸、无氧酸、络合酸；有机酸包括羧酸(-COOH）、磺酸(-SO3H）、亚磺酸(RSOOH）、硫羧酸(RCOSH）；

所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠和氨水中的一种或几种；

所述含盐多元氧化物溶胶的pH值为1.5~12；

（2）将多元氧化物溶胶与水溶性有机溶剂混合，去除生成沉淀，得到无盐多元氧化物溶胶；

所述的有机溶剂为醇、醚、酯、酮、醛、脂族或芳族烃中的一种或几种；

所述生成的沉淀采用过滤的方式去除，包括离心过滤、真空过滤、加压过滤；

（3）用酸或碱微调上述多元氧化物溶胶的pH值，直接静置或浸入增强纤维后静置形成凝胶，老化；

所述pH值为3.0~11.0；

所述纤维包括所述纤维包括无机纤维和有机纤维一种或几种，以及上述纤维制成的毡、板、布；

所述有机纤维包括涤纶、锦纶、氨纶、腈纶、芳纶、聚酰胺纤维、聚丙烯腈预氧化纤维、凯夫拉纤维、纤维素纤维、碳纤维；

所述无机纤维包括石英纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硼纤维、玄武岩纤维、水镁石纤维、凹凸棒石纤维；

（4）对凝胶进行干燥获得气凝胶材料，包括超临界干燥或常压干燥或微波真空干燥；

所述的常压干燥和微波真空干燥前，需要用疏水剂对凝胶进行疏水改性；超临界干燥前可以进行疏水化改性，也可以不进行疏水化改性；

2. 权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述的金属氧化物为分子式为M_xO_y的难溶于水的金属氧化物，其中M代表金属原子，O代表原子，x和y分别代表分子式中对应原子数。

3. 权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述的金属氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铁、氧化钨、氧化钒、氧化锶、氧化镁、氧化铜、氧化铟、氧化镓、氧化锡、氧化铋、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化锌、氧化镉、氧化铬、氧化钨、氧化钇、氧化钪、氧化铈、氧化镧、氧化铕、氧化钕、氧化铽、氧化镨、氧化钐中的一种或几种。

4. 权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水溶性金属盐包括上述金属氧化物对应的酸性、碱性或中性的可溶性金属盐。

5. 权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水溶性金属盐包括上述金属氧化物及对应氢氧化物、金属与氧化钠、氧化钾的一种或几种反应生成的碱性或中性水溶性盐。

6. 权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水溶性金属盐包括上述金属氧化物及对应氢氧化物、金属与盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、碳酸、碘酸、草酸、高氯酸、氢碘酸、氢溴酸、氢氟酸、亚硫酸、亚硝酸中一种反应生成酸性或中性水溶性盐。

7.权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水玻璃与水溶性金属盐混合，可以是水玻璃与水溶性金属盐直接混合，也可以是水玻璃与水溶性金属盐分别稀释后再混合。

8.权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水玻璃与水溶性金属盐混合，可以是水玻璃与可溶性金属盐先溶解在酸中再混合，或是水玻璃与可溶性金属盐先溶解在碱中再混合，也可以是水玻璃与可溶性金属盐分别溶解在酸或碱中再混合，还可以是水玻璃与可溶性金属盐混合后再溶解在酸或碱中。

9.权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水玻璃与水溶性金属盐体积比为1:0.01~100，优选1:0.1~10。

10.权利要求1所述的多元氧化物气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述含盐多元氧化物溶胶的pH值为1.5~12。