[發明專利]一種適用于制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑

有效

• 申請號: 201711178458.6
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107893263B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 馬運柱;宋曉雷;王娟;劉文勝;徐書恒;劉靜
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: D01F1/10
• 分類號: D01F1/10;D01F9/08;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 43114 長沙市融智專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 蔣太煒

本發明涉及一種適用于制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑。該助劑是在靜電紡絲工藝結合溶膠?凝膠法制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的流程中使用，其特征在于：所述紡絲助劑由聚乙烯醇縮丁醛(簡稱PVB)和乙醇和/或甲醇構成；所述紡絲助劑中聚乙烯醇縮丁醛的濃度為4～6wt％。該助劑來源廣泛、價格低廉、綠色安全環保、可適用范圍廣，同時，用其制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的工藝流程簡單，操控容易，對生產環境和設備要求較低，適于工業性生產。

技術領域

本發明涉及一種適用于制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑，具體涉及一種用于靜電紡絲工藝制備多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑，屬于無機非金屬材料技術領域。

背景技術

作為一種常見的工程材料，氧化鋁基陶瓷產品因其優異的化學穩定性和結構穩定性，已經被廣泛應用于吸附劑、催化劑以及催化劑載體等領域。其中多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維由于具有更多的孔道結構和更高的比表面積，受到了廣泛的關注。

靜電紡絲是一種新型的制備微納米級纖維的方法，最開始僅用于聚合物纖維的制備，近年來隨著靜電紡絲技術的發展，其他種類的納米纖維產品已經被成功研制出來，對于制備多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維產品，一般是采用靜電紡絲技術與溶膠凝膠法相結合的方法進行制備，其中紡絲助劑的種類及特性對多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的性能至關重要。Liu等報道了利用靜電紡絲法制備多孔中空氧化鋁納米纖維的研究，該研究使用了聚丙烯晴(PAN)作為紡絲助劑，這一紡絲助劑需用價格昂貴的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)做溶劑才能溶解使用，增加了多空氧化鋁納米纖維的制備成本，有報道稱這一助劑很難完全分解，可能會在纖維中殘留碳元素等，從而影響最終產品的性能。專利CN103011778A公布了一種多孔氧化鋁納米纖維及其制備方法，該方法選擇了異丙醇鋁、硝酸鋁、氯化鋁及鋁粉為鋁源，聚乙二醇(PVA)和嵌段聚合物(P123或F127)作為造孔劑、聚氧化乙烯(PEO)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為紡絲助劑，得到了多孔氧化鋁納米纖維，但其原料種類較多，勢必會增加工藝控制難度，同時該專利也未公開實現產品高比表面積和高模量有機統一的方案。因此，開發一種適用于制備多種高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的新型紡絲助劑、尤其是有助于實現產品高比表面積和高模量有機統一新型紡絲助劑的意義重大。

發明內容

本發明提供了一種來源廣泛、價格低廉、可適用范圍廣、綠色安全環保的適用于靜電紡絲工藝制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑，應用該助劑制備多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維時，流程簡單、操作容易、適于工業性生產，得到多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維直徑均勻且保持連續，纖維表面和內部存在大量孔洞結構，且具有較高的比表面積。

本發明的使用方案如下：

一種用于靜電紡絲工藝制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑，該助劑是在靜電紡絲工藝結合溶膠-凝膠法制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的流程中使用。

該紡絲助劑在前驅體纖維煅燒過程中的分解導致了所制備的連續氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的多孔結構的形成。

使用本發明所述的紡絲助劑制備的高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維包括多孔氧化鋁超細/納米纖維、多孔硼酸鋁超細/納米纖維和多孔莫來石超細/納米纖維。

本發明一種適用于制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的紡絲助劑；該助劑是在靜電紡絲工藝結合溶膠-凝膠法制備高均質連續多孔氧化鋁基陶瓷超細/納米纖維的流程中使用，所述紡絲助劑由聚乙烯醇縮丁醛(簡稱PVB)和乙醇和/或甲醇構成；所述紡絲助劑中聚乙烯醇縮丁醛的濃度為4～6wt％。