[发明专利]一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法

权利要求书

1.一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于以下步骤：

步骤一:纺丝液的配制:

按重量份,将10-30份的高分子载体加入100-120份的良溶剂，于50-80℃油浴下持续搅拌8-16h，得到高分子聚合物溶液，然后加入2-5份的二氧化锆前驱体，于室温下搅拌4-12h，得到静电纺丝溶液；

步骤二:含二氧化锆前驱体纳米纤维的制备：

将步骤一中的纺丝液注入静电纺丝装置，经静电纺丝制备得到含有二氧化锆前驱体的纳米纤维；

步骤三:纳米纤维的表面包覆：

将步骤二中含有二氧化锆前驱体的纳米纤维置于70-90℃真空烘箱中烘干8-24h后，浸入质量百分比浓度10-14％沉淀剂溶液，在一定温度下陈化12-24h，经洗涤后得到表面被氢氧化锆包覆的纳米纤维；

步骤四:纳米纤维的硫酸化：

将步骤三中表面被氢氧化锆包覆的纳米纤维置于210-280℃的烘箱中一定时间后，浸入0.7-1.8mol/L的硫酸溶液，室温下静置或轻微搅拌20-30h；置于90-108℃烘箱12-24h后，进行高温煅烧，得到中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中，所述的高分子载体的制备方法为：按重量份数，

1)在密闭反应釜中加入30-60份N,N-二甲基甲酰胺和15-30份的聚乙烯醇，搅拌分散20-40min，加入1-8份甲基丙烯酰异氰酸酯和0.1-0.5份三乙胺，升温30-50℃，然后加入0.1-0.5份二月桂酸二丁基锡，氮气保护反应4-8h，然后150℃旋转蒸发1-2h，得到活性聚乙烯醇；

2)在高压密闭反应釜中加入30-50份1)中的活性聚乙烯醇，30-50份N,N-二甲基甲酰胺，5-10份甲基丙烯酸羟乙酯，1-5份2-甲基烯丙醇，0.05-0.1份的乙烯基冠醚和0.01-0.05份的乙烯基二茂铁，搅拌升温60-90℃，加入0.01-1份的偶氮二异丁腈，反应2-6h后，加入0.005-0.01份氯仿，继续反应30min后结束，150℃旋转蒸发1-2h后得到所述的高分子载体。

3.根据权利要求1所述的一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中，所述的二氧化锆前驱体为正丁醇锆，八水合氧氯化锆，正丙醇锆，硝酸锆，硝酸氧锆或异丙醇锆中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中，所述的溶剂为丁酮，二甲基亚砜，N,N-二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，四氢呋喃溶剂，氯仿，丙酮，二氯甲烷，正丁醇，异丙醇，甲酸或乙醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中，所述的高分子聚合物浓度为0.01-1g/mL，二氧化锆前驱体的含量为0.01-1g/mL。

6.根据权利要求1所述的一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤二中，所述的静电纺丝条件为：纺丝液以0.2-2.0mL/h的进料速率进入纺丝金属针头,金属纺丝头尺寸为17-27G,纺丝头接8-32kV的高压直流电源，纺丝头距接收装置距离为8-30cm；环境温度为15-30℃，环境湿℃为20-50％。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述的静电纺丝接收装置为金属导电平板,旋转圆盘,框架,相对圆环,尖端接收或圆柱滚轮中的一种。

8.根据权利要1所述的一种中空多孔硫酸化二氧化锆固体超强酸纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述的步骤三中，所述的沉淀剂为氨水或尿素水溶液的一种，沉淀剂浓度为5-15％；所述的一定温度为20-80℃。