一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块及其制备方法和应用技术

一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块及其制备方法和应用，将聚乙烯吡咯烷酮溶解在乙醇中作为纺丝前驱液；向前驱液中添加陶瓷材料的物质源以及相应的溶剂、助剂，形成均匀的电纺液，收集电纺所得纤维膜，膜厚为10‑30μm。同时在湿度为40‑60 wt.%的条件下，将电纺纤维膜通过折叠、剪裁等方式简单叠加，利用纤维膜自身溶剂挥发性进行黏连，随后在空气或其他气氛中煅烧，得到三维陶瓷纤维体块。所得的三维陶瓷纤维体块具有丰富的孔结构，结合陶瓷纤维本身的优异的热稳定性、化学稳定性，可应用于空气净化尤其是及高温废气处理等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块及其制备方法和应用
本专利技术属于三维陶瓷纳米纤维体块
，具体涉及一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块及其制备方法和应用。
技术介绍
陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。近几年由于全球能源价格的不断上涨，节能已成为中国国家战略，在这样的背景下，比隔热砖与浇注料等传统耐材节能达10-30％的陶瓷纤维在中国国内得到了更多更广的应用，发展前景十分看好。目前通过静电纺丝得到的陶瓷纤维多为低维材料，并且由于纤维制备过程中不可避免的收缩，难以得到大尺寸陶瓷纤维膜，并且由于陶瓷纤维膜的力学性能限制，难以在空气过滤等领域工业化化发展。虽然通过溶胶-凝胶法等方法可将低维陶瓷纤维组装成三维块体(如气凝胶等)，但是制备方法复杂，耗时较长，成本较高。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术提供一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块及其制备方法和应用，利用纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块的制备方法，其特征在于步骤为：a.配制10 wt.%-30 wt.%的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的乙醇溶液，将陶瓷材料物质源及其良溶剂、助剂依次加入上述溶液中，室温搅拌使其完全溶解，得到均匀的前驱体溶液，其中PVP的乙醇溶液、良溶剂、助剂的体积比例为9:(5-15):(2-10)；所述陶瓷材料物质源为钛酸异丙酯和乙酰丙酮铝，其中乙酰丙酮铝的质量分数为5-50 wt.%，钛酸异丙酯与乙醇的体积比为(2-5):9；b. 利用静电纺丝装置，将前驱体溶液制成电纺纳米纤维膜； c. 将得到的电纺纳米纤维膜撕下后通过折叠和剪裁方式组装得到三维纤维体块，随后将该体块在马...

【技术特征摘要】
1.一种超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块的制备方法，其特征在于步骤为：a.配制10wt.%-30wt.%的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的乙醇溶液，将陶瓷材料物质源及其良溶剂、助剂依次加入上述溶液中，室温搅拌使其完全溶解，得到均匀的前驱体溶液，其中PVP的乙醇溶液、良溶剂、助剂的体积比例为9:(5-15):(2-10)；所述陶瓷材料物质源为钛酸异丙酯和乙酰丙酮铝，其中乙酰丙酮铝的质量分数为5-50wt.%，钛酸异丙酯与乙醇的体积比为(2-5):9；b.利用静电纺丝装置，将前驱体溶液制成电纺纳米纤维膜；c.将得到的电纺纳米纤维膜撕下后通过折叠和剪裁方式组装得到三维纤维体块，随后将该体块在马弗炉中500-900℃焙烧1-2h，升温速率为2.0℃/min，得到三维复合陶瓷纳米纤维体块。


2.根据权利要求1所述超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块的制备方法，其特征在于所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为1300000。


3.根据权利要求1所述超弹柔性三维复合陶瓷纳米纤维体块的制备方法，其特征在于所述乙酰丙酮铝和钛酸异丙酯高温分解后Al2O3和TiO2质量比为(1-19):19。

【专利技术属性】
技术研发人员：代云茜，徐婉琳，孙岳明，
申请(专利权)人：东南大学，南京金思博纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32