[发明专利]一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法

权利要求书

1.一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法，其特征在于，使用同轴静电纺丝技术，采用同一种高分子为模板剂，壳层纺丝液和芯层纺丝液为不互溶的两种纺丝液，制备产物为钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆，其步骤为：

(1)配制纺丝液

纺丝液中钛源使用的是钛酸丁酯Ti(OC₄H₉)₄，高分子模板剂采用聚乙烯吡咯烷酮PVP，所述的PVP的分子量Mr＝1300000，锌源使用六水硝酸锌，溶剂采用无水乙醇和N，N-二甲基甲酰胺DMF，将六水硝酸锌和聚乙烯吡咯烷酮PVP加入到N，N-二甲基甲酰胺DMF中，室温下磁力搅拌4～6h，并静置2～3h，即形成芯层纺丝液，芯层纺丝液中各物质的质量百分比为：PVP 15～18％，硝酸锌Zn(NO₃)₂8～10％，DMF 72～77％，将一定量的聚乙烯吡咯烷酮PVP加入到钛酸丁酯Ti(OC₄H₉)₄和无水乙醇的混合液中，所述的Ti(OC₄H₉)₄和无水乙醇的体积比为1∶4，室温下磁力搅拌3～6h，并静置2～3h，即形成壳层纺丝液，壳层纺丝液中各物质的质量百分比为：PVP 10～15％，乙醇+钛酸丁酯占85～90％；

(2)制备[PVP+Zn(NO₃)₂]@[PVP+Ti(OC₄H₉)₄]复合纳米纤维

采用同轴静电纺丝技术，参数为：同轴喷嘴的构成采用内喷针为截平后的10#不锈钢注射针，所述的10#不锈钢注射针的外径＝1.0mm、内径＝0.7mm，外喷针为12#不锈钢针头，所述的12#不锈钢针头的外径＝1.4mm、内径＝1.2mm，将两个喷针套好后固定，将配制好的壳层纺丝液置于同轴纺丝装置的外管中，内管中加入芯层纺丝液，调节内外喷嘴的间隙以保证外液顺利地流出，电压为12～15kV；喷嘴到接收屏的固化距离为10～15cm；室内温度22～28℃，相对湿度为45％～55％；

(3)制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆

对所获得的[PVP+Zn(NO₃)₂]@[PVP+Ti(OC₄H₉)₄]复合纳米纤维进行热处理，技术参数为：升温速率为1～2℃/min，在800℃保温8～10h，自然降至室温，至此得到钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆。

2.根据权利要求1所述的一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法，其特征在于，钛源使用的是钛酸丁酯，锌源使用的是六水硝酸锌。

3.根据权利要求1所述的一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法，其特征在于，高分子模板剂为分子量Mr＝1300000的聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求1所述的一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法，其特征在于，壳层纺丝液中，钛酸丁酯与无水乙醇的体积比为1∶4。

5.根据权利要求1所述的一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法，其特征在于，静电纺丝电压为12～15kV范围内的1个。

6.根据权利要求1所述的一种制备钛酸锌@二氧化钛多晶纳米电缆的方法，其特征在于，升温速率为1～2℃/min范围内的1个。