[发明专利]一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维及其制备方法

说明书

本发明提供一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维的制备方法，包括以下步骤：将高分子量的PVP溶于去离子水中，搅拌均匀，滴加钛的前驱体溶液，充分搅拌，形成静电纺丝液；将静电纺丝液置于注射器中，施加高压，利用锡箔纸接收得到二氧化钛纳米纤维；将液态金属粉末熔融形成液态金属溶液，将二氧化钛纳米纤维转移到液态金属溶液中，高温烧结，取出，静置，得到液态金属/二氧化钛纳米连续纤维。本发明的制备方法简单，制备的纤维为纳米级，既具有纳米材料的特性，又具有液态金属和二氧化钛的高强度、导热导电、抗静电、抗菌、光催化等性能。

技术领域

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维及其制备方法。

背景技术

二氧化钛是由氧元素与钛元素组成的二元化合物，具有优异的光响应性、无毒、稳定、成本低、对环境好，还具有抗菌除臭抗紫外等多种性能，而且有研究表明，纳米级的二氧化钛的具有块体材料所不具有的性能，如小尺寸效应，表面效应和量子尺寸效应等。

二氧化钛纳米纤维是一种具有多晶结构的氧化钛纤维，经纺丝、烧结/溶解制备的二氧化钛纤维为网状多孔型纳米纤维连续的二氧化钛纤维具有强度高、韧性好、耐水流气流冲击等性能，可以被运用于服装、光催化、污染防控等多个领域。但是二氧化钛也具有带隙宽等缺点，将二氧化钛与其他载体相复合有望得到性能更加优异的二氧化钛复合材料。

中国专利CN 103121712B公开的一种以纤维素纤维为模板制备超长纤维状二氧化钛的方法，将天然纤维分散液中依次加入四氯化钛、硫酸铵、盐酸和氨水，加热搅拌陈化，得到附着二氧化钛的天然纤维，将附着二氧化钛的天然纤维经清洗干燥后，高温烧结，出去天然纤维，得到超长纤维状二氧化钛。该方法制备的超长状二氧化钛受然然纤维的长度和直径限制，长度为毫米或厘米级，直径为微米级，二氧化钛的应用仍受到很大程度的限制。中国专利CN 104549201A公开的光催化剂氧化石墨烯掺杂二氧化钛纳米纤维及其制备方法和应用，将二氧化钛凝胶纤维经高温烧结得到二氧化钛纳米纤维，再将二氧化钛纳米纤维分散在乙醇中，并加入氧化石墨烯，得到氧化石墨烯掺杂的二氧化钛纳米纤维，利用氧化石墨烯提高光催化反应中的光电转化效率。中国专利CN 104383947A公开的一种磷酸银/二氧化钛纳米复合材料及其制备方法，首先利用静电纺丝技术将酞酸丁酯、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基甲酰胺及酸溶液制备形成二氧化钛纳米纤维，将二氧化钛纳米纤维分散于去离子水中，加入银盐和磷酸二氢盐，避光搅拌，得到负载磷酸银纳米颗粒的二氧化钛纳米纤维，使材料在紫外光和可见光区域都具有较强的催化活性。

由上述现有技术可知，目前对二氧化钛纳米纤维的改性大多是在二氧化钛纳米纤维附着功能性物质提高二氧化钛的光催化性能，对于二氧化钛纳米纤维本身的机械性能方面研究的很少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维及其制备方法，利用高分子量的PVP与二氧化钛前驱体作为原料，经静电纺丝技术纳米二氧化钛连续纤维，然后纳米二氧化钛连续纤维浸渍于液体金属中进行烧结，得到液态金属/二氧化钛纳米纤维。本发明的制备方法简单，制备的纤维既具有纳米材料的特性，又具有液态金属和二氧化钛的高强度、导热导电、抗静电、抗菌、光催化等性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维，所述液态金属/二氧化钛纳米连续纤维包括液态金属和二氧化钛，所述二氧化钛形成网状结构，所述液态金属填充于网状结构的缝隙，所述液态金属为钠钾铝镁的混合物。

作为上述技术方案的优选，所述液态金属/二氧化钛纳米连续纤维是经静电纺丝、浸渍和高温烧结方法制备而成。

本发明还提供一种液态金属/二氧化钛纳米连续纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将高分子量的PVP溶于去离子水中，搅拌均匀，滴加钛的前驱体溶液，充分搅拌，形成静电纺丝液；