[發(fā)明專利]一種液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610834508.0
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN106637506B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文慶
• 申請（專利權(quán)）人: 徐海軍
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D01F1/09;D01D5/00
• 代理公司: 臺州藍(lán)天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33229
• 代理人: 孫煒

本發(fā)明提供一種液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維的制備方法，包括以下步驟：將高分子量的PVP溶于去離子水中，攪拌均勻，滴加鈦的前驅(qū)體溶液，充分?jǐn)嚢瑁纬伸o電紡絲液；將靜電紡絲液置于注射器中，施加高壓，利用錫箔紙接收得到二氧化鈦納米纖維；將液態(tài)金屬粉末熔融形成液態(tài)金屬溶液，將二氧化鈦納米纖維轉(zhuǎn)移到液態(tài)金屬溶液中，高溫?zé)Y(jié)，取出，靜置，得到液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維。本發(fā)明的制備方法簡單，制備的纖維為納米級，既具有納米材料的特性，又具有液態(tài)金屬和二氧化鈦的高強(qiáng)度、導(dǎo)熱導(dǎo)電、抗靜電、抗菌、光催化等性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡織材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

二氧化鈦是由氧元素與鈦元素組成的二元化合物，具有優(yōu)異的光響應(yīng)性、無毒、穩(wěn)定、成本低、對環(huán)境好，還具有抗菌除臭抗紫外等多種性能，而且有研究表明，納米級的二氧化鈦的具有塊體材料所不具有的性能，如小尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等。

二氧化鈦納米纖維是一種具有多晶結(jié)構(gòu)的氧化鈦纖維，經(jīng)紡絲、燒結(jié)/溶解制備的二氧化鈦纖維為網(wǎng)狀多孔型納米纖維連續(xù)的二氧化鈦纖維具有強(qiáng)度高、韌性好、耐水流氣流沖擊等性能，可以被運(yùn)用于服裝、光催化、污染防控等多個(gè)領(lǐng)域。但是二氧化鈦也具有帶隙寬等缺點(diǎn)，將二氧化鈦與其他載體相復(fù)合有望得到性能更加優(yōu)異的二氧化鈦復(fù)合材料。

中國專利CN 103121712B公開的一種以纖維素纖維為模板制備超長纖維狀二氧化鈦的方法，將天然纖維分散液中依次加入四氯化鈦、硫酸銨、鹽酸和氨水，加熱攪拌陳化，得到附著二氧化鈦的天然纖維，將附著二氧化鈦的天然纖維經(jīng)清洗干燥后，高溫?zé)Y(jié)，出去天然纖維，得到超長纖維狀二氧化鈦。該方法制備的超長狀二氧化鈦受然然纖維的長度和直徑限制，長度為毫米或厘米級，直徑為微米級，二氧化鈦的應(yīng)用仍受到很大程度的限制。中國專利CN 104549201A公開的光催化劑氧化石墨烯摻雜二氧化鈦納米纖維及其制備方法和應(yīng)用，將二氧化鈦凝膠纖維經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到二氧化鈦納米纖維，再將二氧化鈦納米纖維分散在乙醇中，并加入氧化石墨烯，得到氧化石墨烯摻雜的二氧化鈦納米纖維，利用氧化石墨烯提高光催化反應(yīng)中的光電轉(zhuǎn)化效率。中國專利CN 104383947A公開的一種磷酸銀/二氧化鈦納米復(fù)合材料及其制備方法，首先利用靜電紡絲技術(shù)將酞酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基甲酰胺及酸溶液制備形成二氧化鈦納米纖維，將二氧化鈦納米纖維分散于去離子水中，加入銀鹽和磷酸二氫鹽，避光攪拌，得到負(fù)載磷酸銀納米顆粒的二氧化鈦納米纖維，使材料在紫外光和可見光區(qū)域都具有較強(qiáng)的催化活性。

由上述現(xiàn)有技術(shù)可知，目前對二氧化鈦納米纖維的改性大多是在二氧化鈦納米纖維附著功能性物質(zhì)提高二氧化鈦的光催化性能，對于二氧化鈦納米纖維本身的機(jī)械性能方面研究的很少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維及其制備方法，利用高分子量的PVP與二氧化鈦前驅(qū)體作為原料，經(jīng)靜電紡絲技術(shù)納米二氧化鈦連續(xù)纖維，然后納米二氧化鈦連續(xù)纖維浸漬于液體金屬中進(jìn)行燒結(jié)，得到液態(tài)金屬/二氧化鈦納米纖維。本發(fā)明的制備方法簡單，制備的纖維既具有納米材料的特性，又具有液態(tài)金屬和二氧化鈦的高強(qiáng)度、導(dǎo)熱導(dǎo)電、抗靜電、抗菌、光催化等性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維，所述液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維包括液態(tài)金屬和二氧化鈦，所述二氧化鈦形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述液態(tài)金屬填充于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的縫隙，所述液態(tài)金屬為鈉鉀鋁鎂的混合物。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維是經(jīng)靜電紡絲、浸漬和高溫?zé)Y(jié)方法制備而成。

本發(fā)明還提供一種液態(tài)金屬/二氧化鈦納米連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將高分子量的PVP溶于去離子水中，攪拌均勻，滴加鈦的前驅(qū)體溶液，充分?jǐn)嚢瑁纬伸o電紡絲液；