本发明专利技术提供一种以含棉布料为模板制备氧化锆（3mol%氧化钇）纤维布的简单方法，属于陶瓷纤维材料制备技术领域，其特征在于采用以下步骤：（1）把锆盐、硝酸钇、尿素、辅助剂溶解到蒸馏水中配制成溶液；将含棉布料浸到上述溶液中浸泡10分钟，然后取出并拧出多余的水分，并在50℃下干燥20小时。（2）把所述的浸泡、干燥后的布料放入隧道窑内，快速加热升温到400-800℃，然后在大气气氛下缓慢加热升温到1200-1650℃并保温0.5-1小时烧结。本发明专利技术工艺、设备简单、能耗低、成本低、易于操作、便于实现工业化规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，属于陶瓷纤维材料制备
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技术介绍
氧化锆纤维布具有耐高温、强度高、韧性好、孔隙率高、比表面积大、隔热保温等优点，可作为高温耐火保温材料、有毒物质的吸附剂、催化剂载体、薄膜支撑体及化工填料等。传统纤维布的制备方法是把原始配料加热到高温并使其熔融，用甩丝、拉丝等工艺制备纤维，然后再利用纺丝或编织等技术制成纤维布制品。由于氧化锆的熔点高达2700 °C，如果使用传统的熔融法制备高纯度的氧化锆纤维布，则具有能耗高、设备复杂、成本高等缺点，这极大限制了高纯度氧化锆纤维布在高温耐火保温材料、催化剂载体、有毒物质吸附剂及薄膜支撑体等方面的应用。此外，国内外用湿化学方法(主要是溶胶一凝胶法)制备氧化锆纤维的工艺过程和设备复杂，成本高；如果纺织成布，成本会进一步提高，这严重阻碍了氧化锆纤维布的广泛应用和推广。 另一方面，随着我国经济的发展和人口数量的增多，纺织品的消耗量迅速增加，大量废旧纺织品被作为垃圾掩埋、焚烧、既造成了资源的浪费，也造成了环境污染。因此，开发对废旧纺织品的有效利用技术，既能产生经济效益，还具有巨大的社会效益。本专利技术提供的是。该方法可用新含棉布料为模板，但更具有意义是可直接用洗涤干净的废旧含棉布料作为模板，也可使用再生的含棉布料作为模板。具体选择那一种含棉布料作为模板，取决于所生产的氧化锆纤维布的应用领域。如本专利技术生产的氧化锆纤维布作为化工填料或一般的保温材料(应用的环境温度不超过1500°C)，可直接采用洗涤干净的废旧含棉布料为模板；如本专利技术生产的氧化锆纤维布作为高温(高于1800°C )耐火保温材料，则需选用新的含棉布料或高纯度的再生含棉布料作为模板。因此，本专利技术提供的以含棉布料为模板生产氧化锆纤维布的方法，除了具有广阔的经济前景外，还具有巨大的社会效益。 本专利技术提供的是一种以含棉布料为模板制备氧化锆纤(3mol%氧化钇)维布的简单方法，该方法具有设备简单、能耗低、成本低、便于操作等优点，便于实现工业化规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种工艺简单、操作方便，能耗低、成本低、可规模化生产的氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布，即ZrO2 (3% mo I Y2O3)纤维布的制备方法，其技术方案为:一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布简单方法，其特征在于采用以下步骤:(I)把锆盐、硝酸钇、尿素、辅助剂溶解到蒸馏水中配制成溶液；将含棉布料浸到上述溶液中浸泡10分钟，然后取出并拧出多余的水分，并在50°C下干燥20小时。(2)把所述的浸泡、干燥后的布料放入隧道窑内，快速加热升温到400-800°C，然后在大气气氛下缓慢加热升温到1200-1650 °C并保温0.5-1小时烧结。 所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于步骤(I)中所述的锆盐主要是硝酸锆、硝酸氧锆、氧氯化锆中的一种。 所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于步骤(I)中所述的溶液中Zr4+的浓度为0.3-0.8 mol/L, Y3+的浓度是Zr4+的浓度的6 %，尿素的浓度为0.5-2.0 mol/L。 所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于步骤(I)中的辅助剂指的是聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙二醇中的一种；辅助剂的加入量是尿素质量的广5 %。 所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于步骤(I)中的含棉布料是指布料中棉纤维的质量百分含量为80-90 %，涤纶纤维的质量百分含量为5-15%,氨纟仑纤维的质量百分含量为5-10 %。 所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于步骤(I)中的含棉布料可以是新的含棉布料，也可以是废旧含棉布料，还可以是再生含棉布料。 所述的一种简单的氧化铝(3 mol%氧化钇)纤维布的制备方法，其特征在于步骤 (2)中的快速加热升温是指升温速度为20-50 0C /min。 所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布的简单方法，步骤(2)中的缓慢加热升温是指升温速度为0.Γ1.0 V /min。 本专利技术与现有技术相比，具有如下优点:1.本专利技术提供的是一种制备氧化锆(3mol%氧化钇)纤维布的湿化学方法，无需把原始配料加热到高温并使其熔融，也没有成丝和织布等工艺过程，因此工艺简单，操作安全，能耗低，总成本低，且易于实现工业化；2.本专利技术所制备的氧化锆(3mol%氧化钇)纤维布和所述的作为模板的布料具有完全相同的纹理结构，氧化锆纤维布的形状、尺寸以及纤维的长度与直径等，主要取决于含棉布料的形状、尺寸以及布料中的纤维长度与直径等。因此，本专利技术所制备的氧化锆纤维布的形状、尺寸以及纤维的长度与直径等能根据实际需要而灵活控制；3.本专利技术所提供的氧化锆(3mol%氧化钇)纤维布的制备方法中，可用洗涤干净的废旧含棉布料或再生含棉布料为模板，实现废旧布料的回收利用，具有巨大的经济效益和社会效益。 【具体实施方式】 实施例1把氯氧化锆、硝酸钇、尿素与聚乙烯醇(辅助剂)溶解到蒸馏水中配制成溶液，控制Zr4+和尿素的浓度分别是0.3 mol/L、0.018 mol/L和0.5 mol/L。其中，聚乙烯醇的添加量是尿素质量的1%。将新的含棉布料(棉含量80wt%，涤纶10 wt%，氨纶10 wt%)放入到溶液中浸泡10分钟，取出并拧出多余的水分。在50°C下干燥20小时后，把所述的浸泡、干燥后的布料置于隧道窑内，用20 °C/min的速度加热到400 °C，然后在以0.1 °C /min的速度加热升温到1650 °C并保温0.5小时烧结；冷却后即可制备出出氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布。 实施例2把硝酸氧锆、硝酸钇、尿素与聚乙二醇(辅助剂)溶解到蒸馏水中配制成溶液，控制Zr4+、Y3+和尿素的浓度分别是0.6 mol/L、0.036 mol/L和1.2 mol/L。其中，聚乙二醇的添加量是尿素质量的2 %。将新的含棉布料(棉含量87wt%，涤纶5 wt%，氨纶8 wt%)放入到溶液中浸泡10分钟，取出并拧出多余的水分。在50°C下干燥20小时后，把所述的浸泡、干燥后的布料置于隧道窑内，用30 V /min的速度加热到600 °C，然后以I V /min的速度加热升温到1200 °C并保温I小时烧结；冷却后即可制备出出氧化锆(3mol%氧化钇)纤维布。 实施例3把氯氧化锆、、硝酸钇、尿素与聚丙二醇(辅助剂)溶解到蒸馏水中配制成溶液，控制Zr4+、Y3+和尿素的浓度分别是0.8 mol/L、0.048 mol/L和2 mol/L。其中，聚丙二醇的添加量是尿素质量的3%。将再生含棉布料(棉含量90 wt%，涤纶5 wt%，氨纶5 wt%)放入到溶液中浸泡10分钟，然后取出并拧出多余的水分。在50°C下干燥20小时后，把所述的浸泡、干燥后的布料置于隧道窑内，用40 °C/min的速度加热到500 °C，然本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种以含棉布料为模板制备氧化锆（3 mol%氧化钇）纤维布简单方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把锆盐、硝酸钇、尿素、辅助剂溶解到蒸馏水中配制成溶液；将含棉布料浸到上述溶液中浸泡10分钟，然后取出并拧出多余的水分，并在50℃下干燥20小时;（2）把所述的浸泡、干燥后的布料放入隧道窑内，快速加热升温到400‑800℃，然后在大气气氛下缓慢加热升温到1200‑1650 ℃并保温0.5‑1小时烧结。
【技术特征摘要】
1.一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3 mol%氧化钇)纤维布简单方法，其特征在于采用以下步骤:(1)把锆盐、硝酸钇、尿素、辅助剂溶解到蒸馏水中配制成溶液；将含棉布料浸到上述溶液中浸泡10分钟，然后取出并拧出多余的水分，并在50°C下干燥20小时；(2)把所述的浸泡、干燥后的布料放入隧道窑内，快速加热升温到400-800°C，然后在大气气氛下缓慢加热升温到1200-1650 °C并保温0.5-1小时烧结。2.如权利要求1所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于:步骤(I)中所述的锆盐主要是硝酸锆、硝酸氧锆、氧氯化锆中的一种。3.如权利要求1所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3mol%氧化钇)纤维布的简单方法，其特征在于步骤(I)中所述的溶液中Zr4+的浓度为0.3-0.8 mo I/L7Y3+的浓度是Zr4+的浓度的6 %，尿素的浓度为0.5-2.0 mol/L。4.如权利要求1所述的一种以含棉布料为模板制备氧化锆(3mol%氧化钇...
【专利技术属性】
技术研发人员：白佳海，唐钰栋，李国昌，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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