[发明专利]一种适用于制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂

说明书

本发明涉及一种适用于制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂。该助剂是在静电纺丝工艺结合溶胶‑凝胶法制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的流程中使用，其特征在于：所述纺丝助剂由聚乙烯醇缩丁醛(简称PVB)和乙醇和/或甲醇构成；所述纺丝助剂中聚乙烯醇缩丁醛的浓度为4～6wt％。该助剂来源广泛、价格低廉、绿色安全环保、可适用范围广，同时，用其制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的工艺流程简单，操控容易，对生产环境和设备要求较低，适于工业性生产。

技术领域

本发明涉及一种适用于制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂，具体涉及一种用于静电纺丝工艺制备多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂，属于无机非金属材料技术领域。

背景技术

作为一种常见的工程材料，氧化铝基陶瓷产品因其优异的化学稳定性和结构稳定性，已经被广泛应用于吸附剂、催化剂以及催化剂载体等领域。其中多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维由于具有更多的孔道结构和更高的比表面积，受到了广泛的关注。

静电纺丝是一种新型的制备微纳米级纤维的方法，最开始仅用于聚合物纤维的制备，近年来随着静电纺丝技术的发展，其他种类的纳米纤维产品已经被成功研制出来，对于制备多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维产品，一般是采用静电纺丝技术与溶胶凝胶法相结合的方法进行制备，其中纺丝助剂的种类及特性对多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的性能至关重要。Liu等报道了利用静电纺丝法制备多孔中空氧化铝纳米纤维的研究，该研究使用了聚丙烯晴(PAN)作为纺丝助剂，这一纺丝助剂需用价格昂贵的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)做溶剂才能溶解使用，增加了多空氧化铝纳米纤维的制备成本，有报道称这一助剂很难完全分解，可能会在纤维中残留碳元素等，从而影响最终产品的性能。专利CN103011778A公布了一种多孔氧化铝纳米纤维及其制备方法，该方法选择了异丙醇铝、硝酸铝、氯化铝及铝粉为铝源，聚乙二醇(PVA)和嵌段聚合物(P123或F127)作为造孔剂、聚氧化乙烯(PEO)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为纺丝助剂，得到了多孔氧化铝纳米纤维，但其原料种类较多，势必会增加工艺控制难度，同时该专利也未公开实现产品高比表面积和高模量有机统一的方案。因此，开发一种适用于制备多种高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的新型纺丝助剂、尤其是有助于实现产品高比表面积和高模量有机统一新型纺丝助剂的意义重大。

发明内容

本发明提供了一种来源广泛、价格低廉、可适用范围广、绿色安全环保的适用于静电纺丝工艺制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂，应用该助剂制备多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维时，流程简单、操作容易、适于工业性生产，得到多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维直径均匀且保持连续，纤维表面和内部存在大量孔洞结构，且具有较高的比表面积。

本发明的使用方案如下：

一种用于静电纺丝工艺制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂，该助剂是在静电纺丝工艺结合溶胶-凝胶法制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的流程中使用。

该纺丝助剂在前驱体纤维煅烧过程中的分解导致了所制备的连续氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的多孔结构的形成。

使用本发明所述的纺丝助剂制备的高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维包括多孔氧化铝超细/纳米纤维、多孔硼酸铝超细/纳米纤维和多孔莫来石超细/纳米纤维。

本发明一种适用于制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的纺丝助剂；该助剂是在静电纺丝工艺结合溶胶-凝胶法制备高均质连续多孔氧化铝基陶瓷超细/纳米纤维的流程中使用，所述纺丝助剂由聚乙烯醇缩丁醛(简称PVB)和乙醇和/或甲醇构成；所述纺丝助剂中聚乙烯醇缩丁醛的浓度为4～6wt％。