[發明專利]一種高長徑比中空分子篩纖維及其制備方法

有效

• 申請號: 201610031170.5
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105603579B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 徐雁;李冠楠;陶嘉偉;李守貴;王贇
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: D01F9/10
• 分類號: D01F9/10;D01F1/08
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 王淑秋,王恩遠

1.一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其步驟如下：

1)制備電紡纖維前驅體

在溫度15～25℃、濕度10～50％RH的條件下，將0.9～1.2g聚合物、1～3g催化劑、0.9～1.2g有機硅酯、0～0.15g有機鈦酯和0～0.04g有機鋁酯加入到2～4g有機極性溶劑中，攪拌24～96h，獲得均勻的電紡液；

將電紡液注射到電紡裝置中，電紡裝置的噴頭與直流電源正極聯接，覆蓋鋁箔的玻璃板與電源零極連接作為接收板；電源正極和零極間的電壓為13～16kv，噴頭與接收板之間的距離為10～20cm；

將電紡得到的產物30～60℃烘干，得到纖維膜，烘干后的纖維膜于300～600℃，空氣中煅燒2～6h，自然冷卻至室溫，即可得到電紡纖維前驅體；

2)制備分子篩晶種液

取15～18g硅酸四乙酯加入到26～28mL四丙基氫氧化銨溶液中，室溫下攪拌均勻后于80～100℃回流96～120h得到晶種溶液；離心分離并收集下層晶種顆粒，將晶種顆粒再次分散到水溶液中配置成質量分數為1～10％(wt)的晶種溶液，使用鹽酸與氨水調節pH＝8～10，從而得到分子篩晶種液；

3)制備電紡纖維前驅體與晶種復合的產物

將步驟1)得到的電紡纖維前驅體0.1～0.5g浸泡在3～20mL、0.1～3％(wt)的聚二甲基二烯丙基氯化銨的水溶液中攪拌4～24h，用pH＝8～10的氨水洗滌3～5次，然后放入30～100℃的烘箱中干燥；將干燥好的電紡纖維前驅體再放入3～10mL步驟2)得到的分子篩晶種液中，室溫下攪拌6～24h，用pH＝8～10的氨水洗滌3～5次，然后放入30～100℃烘箱干燥，得到前驅體與晶種復合產物；

4)制備中空分子篩纖維

將0～2.46g三乙胺、0～0.4g乙二胺和0.1～1g水裝入帶有支架的反應釜底層，將步驟3)得到的復合產物裝入小瓶中，放在反應釜支架上，將反應釜裝好后放入140～180℃烘箱中蒸汽晶化48～72h；取出反應釜小瓶中的產物洗滌、烘干、焙燒，得到白色的高長徑比中空分子篩纖維；其中三乙胺和乙二胺的用量不同時為0；

所述的中空分子篩纖維的長徑比為7：1～1000000：1。

2.如權利要求1所述的一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其特征在于：聚合物為聚乙烯吡咯烷酮。

3.如權利要求1所述的一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其特征在于：催化劑為醋酸。

4.如權利要求1所述的一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其特征在于：有機硅酯為硅酸四乙酯或硅酸四甲酯。

5.如權利要求1所述的一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其特征在于：有機鈦酯為鈦酸丁酯或異丙醇鈦。

6.如權利要求1所述的一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其特征在于：有機鋁酯為仲丁醇鋁或異丙醇鋁。

7.如權利要求1所述的一種高長徑比中空分子篩纖維的制備方法，其特征在于：有機極性溶劑為二甲基甲酰胺。

8.一種高長徑比中空分子篩纖維，其特征在于：是由權利要求1～7任何一項所述的方法制備得到。

9.如權利要求8所述的一種高長徑比中空分子篩纖維，其特征在于：中空分子篩纖維的長徑比為7：1～1000000：1，纖維外徑為300～1000nm，內徑為250～750nm，管壁厚為50～90nm。