[发明专利]一种NiO/γ-Al2O3复合陶瓷纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合陶瓷纳米纤维的制备领域，特别涉及一种NiO/γ-Al₂O₃复合陶瓷纳米纤维的制备方法。

背景技术

静电纺丝是一种利用带电的聚合物溶液或熔体在强电场驱动下进行喷射成丝的超细纤维制备技术，所制备的纤维直径一般在几十纳米到几微米之间，是目前获得连续长纳米纤维最简单而有效的制备方法。静电纺丝其实就是高分子化合物流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质形式不是微小液滴，而是聚合物的微小射流，可以在电场中运行相当长的距离，最终溶剂挥发，聚合物被拉伸为亚微米级的纤维。由静电纺丝技术制备的材料一般呈多孔结构、低密度、小孔径的由连续长纳米纤维组成的纤维膜，比面积比传统膜高1～2个数量级，十分适合催化应用。在传统意义上，因为无机物在溶液或熔融状态下达不到静电纺丝所需的粘度要求，静电纺丝技术通常只能用于制备各种高分子聚合物纳米纤维。但是，过去几年中越来越多的研究工作表明可以将静电纺丝技术结合溶胶-凝胶化学方法来制备有机-无机混杂的复合材料纳米纤维，再进一步将其经热处理或者焙烧的方法去除有机成份得到功能性陶瓷纳米纤维用于催化、光电磁、环境等领域。

目前国内外已有众多的研究者在这方面做了大量的研究工作，以求获得一系列的无机纳米纤维。比如，美国华盛顿大学的Li和Xia将四异丙氧基钛溶解于醋酸和含有聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的乙醇溶液中，经搅拌后制成PVP/Ti(OiPr)₄的前驱体溶液，通过电纺工艺就形成了直径为78±9nm的有机-无机杂化纤维，再经脱除有机物处理后就可得到纯TiO₂纳米纤维。[D.Li，Y.N.Xia.Fabrication of titania nanofibers by electrospinning.Nano Letters 2003，3(4)：555-560]国内东北师范大学的邵长路等在电纺制备无机氧化物纳米纤维方面做了大量的工作，制备了一系列无机氧化物纳米纤维包括ZrO₂纳米纤维[C.L.Shao，H.Y.Guan，et al.A novel method for making ZrO₂ nanofibres via an electrospinning technique.Journal of Crystal Growth 2004，267(1-2)：380-384]、NiO纳米纤维[H.Y.Guan，C.L.Shao，et al.Preparation and characterization of NiO nanofibres via an electrospinning technique.Inorganic Chemistry Communications 2003，6(10)：1302-1303]、Co₃O₄纳米纤维[H.Y.Guan，C.L.Shao，et al.A novel method for preparing Co₃O₄ nanofibers by using electrospun PVA/cobalt acetate composite fibers as precursor.Materials Chemistry and Physics 2003，82(3)：1002-1005]、Mn₂O₃与Mn₃O₄纳米纤维[C.L.Shao，H.Y.Guan，et al.Preparation of Mn₂O₃ and Mn₃O₄ nanofibers via an electrospinning technique.Journal of Solid State Chemistry 2004，177(7)：2628-2631]、CuO纳米纤维[H.Y.Guan，C.L.Shao，et al.A novel method for making CuO superfine fibres via an electrospinning technique.Inorganic Chemistry Communications 2003，6(11)：1409-1411]等。另外，还有许多研究者使用不同类型的溶液作为前驱体制备了SiO₂、V₂O₅、SnO₂、GeO₂、NiFe₂O₄、LiCoO₂、氧化铟锡(ITO)、BaTiO₃纳米纤维和复合氧化物纳米纤维，并对它们在不同的领域的应用进行了一定的探索。