一种通过静电纺丝制备具三维结构纳米纤维气凝胶材料的方法技术

本发明专利技术提供一种通过静电纺丝制备具三维结构纳米纤维气凝胶材料的方法，由如下方法制备得到：将静电纺丝基液添加铝盐制成静电纺丝溶液，将所述静电纺丝溶液进行静电纺丝获得具有三维结构的纳米纤维膜，将所述具有三维结构的纳米纤维膜进行预氧化和煅烧，得到三维结构纳米纤维气凝胶材料。本发明专利技术的优点主要体现在：(1)整体工艺简单，操作方便，只需配置溶液、静电纺丝、煅烧三个步骤。(2)对制备过程具有良好的可控性，适合制备不同致密程度和纤维粗细的三维结构纳米纤维气凝胶材料。(3)本发明专利技术纳米纤维气凝胶材料适用于制备温度传感器、气体传感器、压力传感器和电化学等传感器件。

【技术实现步骤摘要】
一种通过静电纺丝制备具三维结构纳米纤维气凝胶材料的方法
本专利技术涉及制备气凝胶材料领域和碳纤维，尤其涉及一种通过静电纺丝制备具三维结构纳米纤维气凝胶材料的制备方法和在传感器方面的应用。
技术介绍
气凝胶具有多种独特的性质，例如极低的密度、高孔隙率、高比表面积、低导热系数等，在传感器、光学器件、隔热材料、催化剂以及声学阻尼材料等众多领域，都具有广阔的应用前景。目前用于制备气凝胶的干燥方法主要有超临界干燥、常压干燥、冷冻干燥三种。静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。东华大学丁彬课题组使用静电纺丝技术并通过冷冻干燥分散体制备超轻聚合物三维结构的海绵短电纺丝，具有较高的空隙结构并成功用于细胞的培养。而通过静电纺丝直接制备具有三维结构长电纺丝材料，并通过预氧化和绝氧煅烧制备三维结构纳米纤维气凝胶材料目前没有相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维结构纳米纤维气凝胶材料的制备方法。该方法将聚丙烯腈溶于有机溶剂并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过静电纺丝制备具三维结构纳米纤维气凝胶材料的方法，其特征在于，以下几个步骤：步骤一、将聚丙烯腈溶于N,N二甲基甲酰胺中，聚丙烯腈在N,N二甲基甲酰胺中的质量百分数为10‑18wt.％，经过加热搅拌后制成静电纺丝基液；步骤二、将无机铝盐溶于步骤一所述的静电纺丝基液中，所述无机铝盐在上述静电纺丝基液中的质量百分数为2‑4wt.％，经过加热搅拌、静置后制成静电纺丝溶液；步骤三、将上述静电纺丝溶液进行静电纺丝制膜，得到聚丙烯腈铝盐纤维膜；步骤四、将步骤三中得到的聚丙烯腈铝盐纤维膜放入烘箱中加热预氧化，得到预氧化后的聚丙烯腈铝盐纤维膜；步骤五、将步骤四中得到的预氧化后的聚丙烯腈铝盐纤维膜放入真...

【技术特征摘要】
1.一种通过静电纺丝制备具三维结构纳米纤维气凝胶材料的方法，其特征在于，以下几个步骤：步骤一、将聚丙烯腈溶于N,N二甲基甲酰胺中，聚丙烯腈在N,N二甲基甲酰胺中的质量百分数为10-18wt.％，经过加热搅拌后制成静电纺丝基液；步骤二、将无机铝盐溶于步骤一所述的静电纺丝基液中，所述无机铝盐在上述静电纺丝基液中的质量百分数为2-4wt.％，经过加热搅拌、静置后制成静电纺丝溶液；步骤三、将上述静电纺丝溶液进行静电纺丝制膜，得到聚丙烯腈铝盐纤维膜；步骤四、将步骤三中得到的聚丙烯腈铝盐纤维膜放入烘箱中加热预氧化，得到预氧化后的聚丙烯腈铝盐纤维膜；步骤五、将步骤四中得到的预氧化后的聚丙烯腈铝盐纤维膜放入真空管式炉中烧结，最终得到三维结构纳米纤维气凝胶材料。2.根据权利要求1所述的三维结构纳米纤维气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中聚丙烯腈的粘均分子量为80000-250000。3.根据权利要求1所述的三维结构纳米纤维气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中加热搅拌的温度为60摄氏度，所述搅拌速率为120rpm，搅拌时间为4-6小时。4.根据权利要求1所述的三维结构纳米纤维气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中无机铝盐为无水氯化铝，硝酸铝，硫酸铝中的一种或多种。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志强，韩櫂濂，杨桂霞，刘文丛，于晓斌，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22