專利名稱：二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可作為光催化劑或者催化劑載體的二氧化鈦纖維的制備方法，屬于功能纖維材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1972年，F(xiàn)ujishima和Honda發(fā)現(xiàn)受光輻射的TiO2微?？梢允顾掷m(xù)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。此后，眾多的研究者對(duì)光催化氧化技術(shù)進(jìn)行了探索，經(jīng)過三十多年的研究，它作為一種高級(jí)氧化技術(shù)在化學(xué)化工、建筑材料等領(lǐng)域中占據(jù)了重要的地位。在各種用于光催化的半導(dǎo)體氧化物中，二氧化鈦被證實(shí)是一種最有效的光催化劑。作為綠色環(huán)保型的光催化凈化劑的二氧化鈦，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，抗磨損性，低成本，安全無毒等特點(diǎn)，使其在環(huán)境保護(hù)和石油化工等領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。
二氧化鈦的晶型和晶粒尺寸對(duì)二氧化鈦的光催化活性有重要的影響。二氧化鈦有三種晶型(相)銳鈦礦相(Anatase)、金紅石相(Rutile)和板鈦礦相(Brookite)。作為光催化劑的二氧化鈦有銳鈦礦相和金紅石相，其中銳鈦礦相光催化活性較高。目前，二氧化鈦光催化劑的實(shí)際應(yīng)用形式主要為超細(xì)粉末，如納米粉等，形成顆粒懸浮體系，雖然具有高的反應(yīng)活性，但是反應(yīng)后期二氧化鈦細(xì)粉分離回收十分困難，催化劑流失嚴(yán)重，因而限制了其實(shí)際應(yīng)用；或?qū)iO2固定在某種載體上，如硅膠、玻璃、金屬載體等，這些方法雖然可使TiO2易于分離，但是，由于固定化技術(shù)還不成熟，存在催化劑脫落問題，同時(shí)也使催化劑的表面積和體積比大大降低，嚴(yán)重影響了其催化活性。以上的應(yīng)用形式均存在難以克服的缺陷，導(dǎo)致以二氧化鈦為基礎(chǔ)的光催化技術(shù)還存在諸多的難題，工業(yè)化應(yīng)用受到極大制約。因此，尋找一種既能充分發(fā)揮TiO2光催化活性，又適宜快速分離的催化劑是目前人們致力于研究的一個(gè)方向。二氧化鈦纖維正是適合這種需求的最佳的一種二氧化鈦的應(yīng)用形式。
二氧化鈦纖維是一種具有多晶結(jié)構(gòu)的陶瓷纖維材料，因其形態(tài)上的優(yōu)勢(shì)，可以方便地解決分離回收的問題，同時(shí)，因其具有納米尺度的晶粒，合適的晶相(銳鈦礦相或金紅石相或兩相復(fù)合相)和較大的比表面積和氣孔體積，以及高的光利用效率，使其具有很高的光催化活性，因此可以有效地實(shí)現(xiàn)二氧化鈦的光催化功能在環(huán)保領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
現(xiàn)有的二氧化鈦纖維的制備方法主要有三種，分別是鈦酸鹽脫堿法(KDC法)，浸漬法和溶膠-凝膠法。鈦酸鹽脫堿法即通過熔融M2O·nTiO2，這里M為Na、K、Rb、Cs，n＝1-5，獲得纖維狀鈦酸鹽結(jié)晶，酸洗脫堿獲得二氧化鈦纖維，該法雖然工藝簡(jiǎn)單，但是只能獲得長(zhǎng)度為微米量級(jí)的二氧化鈦纖維，嚴(yán)格意義上講，不應(yīng)稱為二氧化鈦纖維，而應(yīng)稱為纖維狀二氧化鈦，因此纖維的實(shí)際應(yīng)用仍受限制。浸漬法制備二氧化鈦纖維是通過將有機(jī)絲浸入鈦的醇鹽溶液中，吸足后取出干燥、煅燒、灼去有機(jī)物的方法獲得二氧化鈦纖維，由于前驅(qū)體纖維中的有機(jī)物的含量太高，采用該方法獲得的二氧化鈦纖維強(qiáng)度很低。采用溶膠-凝膠法來制備二氧化鈦纖維，以鈦的醇鹽為原料，經(jīng)水解或酸解和縮聚反應(yīng)，獲得溶膠紡絲液，紡絲煅燒獲得二氧化鈦纖維，這種方法雖然較以往的技術(shù)有了很大的進(jìn)展，但仍然存在紡絲液制備工藝復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作條件易于實(shí)施和控制，耗能低(不需高溫加熱的)的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法。
本發(fā)明采用以下解決方案該制備方法是首先合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦?zhàn)鳛榍膀?qū)體，按照聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃＝100g∶400ml～800ml的比例，將合成制取的聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體溶入四氫呋喃中，配制成粘度為5Pa·s～100Pa·s的紡絲液，再將粘度為5Pa·s～50Pa·s的紡絲液通過離心甩絲獲得前驅(qū)體短纖維，粘度為50Pa·s～100Pa·s的紡絲液通過干法紡絲獲得連續(xù)前驅(qū)體長(zhǎng)纖維，最后對(duì)獲得的前驅(qū)體纖維進(jìn)行水蒸汽活化熱處理燒結(jié)。
下面對(duì)本發(fā)明的二氧化鈦纖維的制備方法作更為具體的說明1、合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體按照鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯＝1mol∶1.5mol～3mol∶0.5mol～2mol的比例量取以上三種液體試劑，將鈦酸四丁酯稀釋于一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的體積稀釋倍數(shù)為2倍～4倍，再將乙酰乙酸乙酯放入其中，在0℃～40℃條件下混合攪拌60min，獲得混合稀釋液A；將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，體積稀釋倍數(shù)為20倍～30倍，獲得混合稀釋液B；然后在攪拌和0℃～40℃條件下，將一種混合稀釋液逐滴加入到另一種混合稀釋液中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃～40℃下攪拌1h～48h，獲得泥漿狀溶液，蒸干可獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。
蒸干的方法是將獲得的泥漿狀溶液轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，調(diào)節(jié)水浴溫度為40℃～60℃，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物。
上述反應(yīng)原料鈦酸四丁酯、乙酰乙酸乙酯和溶劑異丙醇、四氫呋喃等試劑的純度，可以是工業(yè)純、或化學(xué)純、或分析純，這主要依據(jù)應(yīng)用要求而定。
2、配制紡絲液按照聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃＝100g∶400ml～800ml的比例，將上述制取的聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體溶入四氫呋喃中，并摻入質(zhì)量比為5％～30％的有機(jī)硅試劑，轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，調(diào)節(jié)水浴溫度為35℃～55℃，通過蒸發(fā)溶劑的方法濃縮溶液，使其粘度達(dá)到5Pa·s～100Pa·s，即可獲得透明、均勻、穩(wěn)定的紡絲液。
上述有機(jī)硅試劑為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯等可溶于四氫呋喃的硅酸酯類試劑。
上述有機(jī)硅試劑也可以在合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦時(shí)加入到反應(yīng)溶液中。
3、紡絲采用離心甩絲可以獲得前驅(qū)體短纖維，采用干法紡絲則可以獲得連續(xù)的前驅(qū)體長(zhǎng)纖維。
離心甩絲的步驟是將粘度為5Pa·s～50Pa·s的紡絲液注入甩絲機(jī)，在溫度為15℃～40℃，相對(duì)濕度為25％～70％，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10000r/min～15000r/min的條件下，將紡絲液從孔徑為0.1mm～0.5mm的紡絲孔高速甩出，經(jīng)專用收集裝置收集，獲得無序堆積的、長(zhǎng)度為5cm～50cm的前驅(qū)體短纖維。
干法紡絲的步驟是將粘度為50Pa·s～100Pa·s的紡絲液移入干法紡絲裝置中的液料罐，真空脫泡5min～10min，在溫度為10℃～30℃和相對(duì)濕度為20％～80％條件下，用鋼瓶氮?dú)饣蛴?jì)量泵的方式來對(duì)紡絲液施加0.5MPa～2.0MPa的壓力，使其從孔徑為0.06mm～0.15mm的鈮鉭合金紡絲板噴出，經(jīng)牽伸和轉(zhuǎn)鼓收絲，獲得任意長(zhǎng)度的、透明、有序的連續(xù)前驅(qū)體長(zhǎng)纖維。
4、熱處理將前驅(qū)體短纖維或連續(xù)長(zhǎng)纖維置于升溫爐中，進(jìn)行25℃～1100℃的水蒸汽活化熱處理，升溫速率為20℃/h～300℃/h，處理時(shí)間4h～48h，處理壓力0.3atm～20atm，并在最高溫度點(diǎn)保溫30min～24h，然后自然降溫。
通過上述過程獲得可拉伸強(qiáng)度100MPa～1.2GPa，直徑10μm～25μm，單絲連續(xù)長(zhǎng)度5cm～50cm或1m以上，BET比表面積100m2/g～200m2/g，氣孔直徑5nm～10nm，晶粒粒徑10nm～30nm，晶相為銳鈦礦相、或金紅石相、或兩相共存的二氧化鈦短纖維或連續(xù)纖維。
通過控制熱處理的最高溫度，可以獲得晶相是銳鈦礦相，也可以是金紅石相，也可以是銳鈦礦相和金紅石相共存的二氧化鈦纖維，這主要依據(jù)應(yīng)用要求的不同而定。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢(shì)(1)采用常見的化工原料和簡(jiǎn)單的合成工藝即能合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。
(2)常溫常壓下即可得到光催化功能纖維，以機(jī)械攪拌代替加熱回流，大大減小能耗及循環(huán)水量。
(3)反應(yīng)中所需的溶劑異丙醇和四氫呋喃等均可重復(fù)利用，符合“綠色化學(xué)”的要求。
(4)通過控制離心甩絲機(jī)的噴絲孔孔徑及紡絲液粘度可以方便得到不同長(zhǎng)度及直徑的前驅(qū)體纖維。
(5)以旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的油浴等方式，可以快速得到前驅(qū)體粉末，并且受熱均勻避免碳化現(xiàn)象。
(6)無氧條件下，對(duì)前驅(qū)體纖維進(jìn)行水蒸汽活化熱處理，并在不同的溫度段采用不同的升溫速率，可使獲得的二氧化鈦纖維具有高的氣孔率、高的比表面積和較高的強(qiáng)度。
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作條件易于實(shí)施和控制，耗能低。


圖1是采用本發(fā)明獲得的二氧化鈦短纖維照片。
圖2是采用本發(fā)明獲得的二氧化鈦連續(xù)纖維照片。
圖3是采用本發(fā)明獲得的二氧化鈦纖維掃描電鏡(SEM)照片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1二氧化鈦短纖維的制備方法，采用以下步驟1、合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。按照鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯＝1mol∶1.5mol∶0.5mol的比例，分別量取以上三種液體試劑(分析純)34ml、2.7ml、6.4ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的體積稀釋倍數(shù)為3倍，在室溫條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌60min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，體積稀釋倍數(shù)為20倍～30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和0℃～40℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在室溫下攪拌1h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，調(diào)節(jié)水浴溫度為50℃，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。
2、配置紡絲液。按照聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃＝100g∶400ml的比例，將上述聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體溶入四氫呋喃中，并按照相當(dāng)于向纖維中摻入質(zhì)量比為15％的SiO2的比例摻入正硅酸乙酯，轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，調(diào)節(jié)水浴溫度45℃，通過蒸發(fā)溶劑的方法濃縮溶液，使其粘度達(dá)到5Pa·s，即可獲得透明、均勻、穩(wěn)定的紡絲液。
3、紡絲。將上述紡絲液注入甩絲機(jī)，在溫度為25℃，相對(duì)濕度為40％，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10000r/min的條件下，將紡絲液從孔徑為0.2mm的紡絲孔高速甩出，經(jīng)收集裝置收絲，獲得無序堆積的、長(zhǎng)度為2cm～90cm的前驅(qū)體短纖維。
4、熱處理。將上述前驅(qū)體短纖維置于升溫爐中，進(jìn)行25℃～700℃的水蒸汽活化熱處理，在不同的溫度段選擇不同的升溫速率，25℃～95℃升溫速率為100℃/h，95℃～250℃升溫速率為200℃/h，250℃～350℃升溫速率為50℃/h，350℃～550℃升溫速率為300℃/h，550℃～650℃升溫速率為50℃/h，650℃～700℃升溫速率為300℃/h，并在700℃保溫1h，然后自然降溫。
通過上.述過程獲得拉伸強(qiáng)度100MPa～1.2Gpa、直徑10μm～25μm、單絲連續(xù)長(zhǎng)度5cm～50cm、BET比表面積100m2/g～200m2/g、氣孔直徑5nm～10nm、晶粒粒徑10nm～30nm、晶相為銳鈦礦相的二氧化鈦短纖維。如圖1照片所示。
實(shí)施例2二氧化鈦多孔短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟4中的升溫程序作如下改動(dòng)25℃～95℃升溫速率為100℃/h，并在95℃保溫24h，95℃～250℃升溫速為率200℃/h，250℃～350℃升溫速率為50℃/h，350℃～550℃升溫速率為300℃/h，550℃～650℃升溫速率為50℃/h，650℃～700℃升溫速率為300℃/h，并在700℃保溫1h，自然降溫。獲得拉伸強(qiáng)度100MPa～1.2Gpa、直徑10μm～25μm、單絲連續(xù)長(zhǎng)度5cm～50cm、BET比表面積250m2/g、氣孔直徑5nm～10nm、晶粒粒徑10nm～30nm、晶相為銳鈦礦相的二氧化鈦多孔短纖維。
實(shí)施例3二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟2中通過蒸發(fā)溶劑的方法濃縮溶液，使紡絲液的粘度達(dá)到75Pa·s，步驟3中紡絲方法改為干法紡絲。將紡絲液移入干法紡絲裝置中的液料罐，真空脫泡10min，在溫度為25℃相對(duì)濕度40％的條件下，對(duì)紡絲液施加2.0MPa的壓力，使其從孔徑為0.15mm的鈮鉭合金紡絲板噴出，經(jīng)牽伸和轉(zhuǎn)鼓收絲，獲得長(zhǎng)度幾乎可任意長(zhǎng)的、透明、有序的連續(xù)前驅(qū)體長(zhǎng)纖維。如圖2照片所示。圖3是其掃描電鏡(SEM)照片。
實(shí)施例4二氧化鈦多孔連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟4中的升溫程序作如下改動(dòng)25℃～95℃升溫速率為100℃/h，并在95℃保溫24h，95℃～250℃升溫速率為200℃/h，250℃～350℃升溫速率為50℃/h，350℃～550℃升溫速率為300℃/h，550℃～650℃升溫速率為50℃/h，650℃～700℃升溫速率為300℃/h，并在700℃保溫1h，再自然降溫。獲得拉伸強(qiáng)度100MPa～1.2Gpa、直徑10μm～25μm、單絲連續(xù)長(zhǎng)度5cm～50cm、BET比表面積250m2/g、氣孔直徑5nm～10nm、晶粒粒徑10nm～30nm、晶相為銳鈦礦相的二氧化鈦多孔短纖維。
實(shí)施例5二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶0.8mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、10.2ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在室溫條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和0℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃條件下攪拌2h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦四氫呋喃的比例改為100g∶500ml。
實(shí)施例6二氧化鈦多孔短纖維的制備方法如實(shí)施例2所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶0.8mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、10.2ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在室溫條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和0℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在室溫下攪拌2h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶500ml。
實(shí)施例7二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶0.8mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、10.2ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在室溫條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和0℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在室溫下攪拌2h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶500ml。
實(shí)施例8二氧化鈦多孔連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例4所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶0.8mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、10.2ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在室溫條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和0℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在室溫下攪拌2h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶500ml。
實(shí)施例9二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶1.5mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、2.7ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和5℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌1h，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和5℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃條件下攪拌5h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶600ml。
實(shí)施例10二氧化鈦多孔短纖維的制備方法如實(shí)施例2所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶1.5mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、2.7ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和5℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌1h，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和5℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃條件下攪拌5h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶600ml。
實(shí)施例11二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶1.5mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、2.7ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和5℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌1h，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和5℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃條件下攪拌5h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶600ml。
實(shí)施例12二氧化鈦多孔連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例4所述，所不同的是將步驟(1)中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶1.5mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、2.7ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和5℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌1h，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和5℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃條件下攪拌5h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶600ml。
實(shí)施例13二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在攪拌和10℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌30min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和10℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在10℃條件下攪拌12h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶700ml。
實(shí)施例14二氧化鈦多孔短纖維的制備方法如實(shí)施例2所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在攪拌和10℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌30min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和10℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在10℃條件下攪拌12h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶700ml。
實(shí)施例15二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在攪拌和10℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌30min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和10℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在10℃條件下攪拌12h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶700ml。
實(shí)施例16二氧化鈦多孔連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例4所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶2mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、3.6ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為4倍，在攪拌和10℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌30min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為25倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和10℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在10℃條件下攪拌12h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶700ml。
實(shí)施例17二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶3mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、5.4ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和25℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和25℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在25℃條件下攪拌24h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶800ml。
實(shí)施例18二氧化鈦多孔短纖維的制備方法如實(shí)施例2所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶3mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、5.4ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和25℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和25℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在25℃條件下攪拌24h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶800ml。
實(shí)施例19二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶3mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、5.4ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和25℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和25℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在25℃條件下攪拌24h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶800ml。
實(shí)施例20二氧化鈦多孔連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例4所述，所不同的是將步驟1中鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯的比例換為1mol∶3mol∶1mol，分別量取以上三種液體試劑34ml、5.4ml、12.8ml，并分別稀釋于兩份異丙醇中，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯稀釋于同一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的稀釋倍數(shù)為3倍，在攪拌和25℃條件下，將鈦酸四丁酯和乙酰乙酸乙酯的異丙醇稀釋液混合攪拌45min，獲得混合稀釋液A。將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，稀釋倍數(shù)為30倍，獲得混合稀釋液B。之后在攪拌和25℃條件下，將混合稀釋液B或A逐滴加入到混合稀釋液A或B中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在25℃條件下攪拌24h，獲得泥漿狀溶液，隨后轉(zhuǎn)移至甘油介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物，至干，獲得黃色粉末，即為聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體。并將步驟2中聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃的比例改為100g∶800ml。
實(shí)施例21二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟2中按照相當(dāng)于向纖維中摻入質(zhì)量比為5％的Si02的比例摻入正硅酸乙酯，并將紡絲液的粘度調(diào)至10Pa·s。
實(shí)施例22二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟2中按照相當(dāng)于向纖維中摻入質(zhì)量比為5％的SiO2的比例摻入正硅酸乙酯，并將紡絲液的粘度調(diào)至60Pa·s。
實(shí)施例23二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟2中按照相當(dāng)于向纖維中摻入質(zhì)量比為30％的SiO2的比例摻入正硅酸乙酯，并將紡絲液的粘度調(diào)至20Pa·s。
實(shí)施例24二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟2中按照相當(dāng)于向纖維中摻入質(zhì)量比為30％的SiO2的比例摻入正硅酸乙酯，并將紡絲液的粘度調(diào)至75Pa·s。
實(shí)施例25二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是將步驟3中的離心甩絲條件改為溫度35℃，相對(duì)濕度為70％，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為8000r/min，紡絲孔孔徑為0.1mm。
實(shí)施例26二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟3中干法紡絲的條件改為紡絲液粘度60Pa·s，真空脫泡5min，溫度30℃，相對(duì)濕度60％，紡絲壓力1.0MPa，紡絲孔徑0.1mm。
實(shí)施例27二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例3所述，所不同的是將步驟3中干法紡絲的條件改為紡絲液粘度100Pa·s，真空脫泡5min，溫度40℃，相對(duì)濕度60％，紡絲壓力1.2MPa，紡絲孔徑0.15mm。
實(shí)施例28二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是步驟4中25℃～95℃升溫速率改為50℃/h，95℃～250℃升溫速率為300℃/h，250℃～350℃升溫速率為30℃/h，350℃～550℃升溫速率為250℃/h，550℃～650℃升溫速率為20℃/h，650℃～700℃升溫速率為300℃/h，并在700℃保溫2h。
實(shí)施例29二氧化鈦連續(xù)纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是步驟4中25℃～95℃升溫速率改為50℃/h，95℃～250℃升溫速率為300℃/h，250℃～350℃升溫速率為30℃/h，350℃～550℃升溫速率為250℃/h，550℃～650℃升溫速率為20℃/h，650℃～700℃升溫速率為300℃/h，并在700℃保溫4h。
實(shí)施例30二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是步驟4中對(duì)前驅(qū)體短纖維進(jìn)行25℃～700℃的水蒸汽熱處理后繼續(xù)以120℃/h的升溫速度，將纖維燒至1000℃，并在1000℃保溫0.5h，獲得晶粒粒徑30nm～50nm，晶相為銳鈦礦相和金紅石相兩相共存的二氧化鈦短纖維。
實(shí)施例31二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是步驟4中對(duì)前驅(qū)體短纖維進(jìn)行25℃～700℃的水蒸汽熱處理后繼續(xù)以150℃/h的升溫速度，將纖維燒至1100℃，并在1100℃保溫20min，獲得晶粒粒徑40nm～70nm，晶相為金紅石相的二氧化鈦短纖維。
實(shí)施例32二氧化鈦短纖維的制備方法如實(shí)施例1所述，所不同的是步驟4中對(duì)前驅(qū)體短纖維進(jìn)行25℃～600℃的水蒸汽熱處理后繼續(xù)以180℃/h的升溫速度，將纖維燒至1200℃，并在1200℃保溫10min，獲得晶粒粒徑50nm～80nm，晶相為金紅石相的二氧化鈦短纖維。
權(quán)利要求
1.一種二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于該制備方法是首先合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦?zhàn)鳛榍膀?qū)體，按照聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃＝100g∶400ml～800ml的比例，將合成制取的聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體溶入四氫呋喃中，配制成粘度為5Pa·s～100Pa·s的紡絲液，再將粘度為5Pa·s～50Pa·s的紡絲液通過離心甩絲獲得前驅(qū)體短纖維，粘度為50Pa·s～100Pa·s的紡絲液通過干法紡絲獲得連續(xù)前驅(qū)體長(zhǎng)纖維，最后對(duì)獲得的前驅(qū)體纖維進(jìn)行水蒸汽活化熱處理燒結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦的具體步驟如下按照鈦酸四丁酯∶蒸餾水∶乙酰乙酸乙酯＝1mol∶1.5mol～3mol∶0.5mol～2mol的比例量取以上三種液體試劑，將鈦酸四丁酯稀釋于一份異丙醇中，其中鈦酸四丁酯的體積稀釋倍數(shù)為2倍～4倍，再將乙酰乙酸乙酯放入其中，在0℃～40℃條件下混合攪拌60min，獲得混合稀釋液A；將蒸餾水稀釋于另一份異丙醇中，體積稀釋倍數(shù)為20倍～30倍，獲得混合稀釋液B；然后在攪拌和0℃～40℃條件下，將一種混合稀釋液逐滴加入到另一種混合稀釋液中進(jìn)行反應(yīng)，滴完后繼續(xù)在0℃～40℃下攪拌1h～48h，獲得泥漿狀溶液，蒸干可獲得黃色粉末。
3.如權(quán)利要求2所述的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于蒸干的方法是將獲得的泥漿狀溶液轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，調(diào)節(jié)水浴溫度為40℃～60℃，蒸去反應(yīng)液中的溶劑異丙醇及反應(yīng)副產(chǎn)物。
4.如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于配制紡絲液的具體步驟如下按照聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃＝100g∶400ml～800ml的比例，將制取的聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體溶入四氫呋喃中，并摻入質(zhì)量比為5％～30％的有機(jī)硅試劑，轉(zhuǎn)移至旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，調(diào)節(jié)水浴溫度為35℃～55℃，通過蒸發(fā)溶劑的方法濃縮溶液，使其粘度達(dá)到5Pa·s～100Pa·s即可。
5.如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于所述離心甩絲的步驟是將粘度為5Pa·s～50Pa·s的紡絲液注入甩絲機(jī)，在溫度為15℃～40℃，相對(duì)濕度為25％～70％，離心機(jī)轉(zhuǎn)速為10000r/min～15000r/min的條件下，將紡絲液從孔徑為0.1mm～0.5mm的紡絲孔高速甩出，經(jīng)專用收集裝置收集，獲得無序堆積的、長(zhǎng)度為5cm～50cm的前驅(qū)體短纖維。
6.如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于所述干法紡絲的步驟是將粘度為50Pa·s～100Pa·s的紡絲液移入干法紡絲裝置中的液料罐，真空脫泡5min～10min，在溫度為10℃～30℃和相對(duì)濕度為20％～80％條件下，用鋼瓶氮?dú)饣蛴?jì)量泵的方式來對(duì)紡絲液施加0.5MPa～2.0MPa的壓力，使其從孔徑為0.06mm～0.15mm的鈮鉭合金紡絲板噴出，經(jīng)牽伸和轉(zhuǎn)鼓收絲，獲得長(zhǎng)度幾乎可任意長(zhǎng)的、透明、有序的連續(xù)前驅(qū)體長(zhǎng)纖維。
7.如權(quán)利要求1所述的二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法，其特征在于所述水蒸汽活化熱處理的步驟如下將前驅(qū)體纖維置于升溫爐中，進(jìn)行25℃～1100℃的水蒸氣活化熱處理，在不同的溫度段選擇不同的升溫速率，升溫速率20℃/h～300℃/h，處理時(shí)間4h～48h，處理壓力0.3atm～20atm，并在最高溫度點(diǎn)保溫30min～24h，然后自然降溫。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二氧化鈦纖維光催化功能材料的制備方法。該制備方法是首先合成聚乙酰乙酸乙酯合鈦?zhàn)鳛榍膀?qū)體，按照聚乙酰乙酸乙酯合鈦∶四氫呋喃＝100g∶400ml～800ml的比例，將合成制取的聚乙酰乙酸乙酯合鈦前驅(qū)體溶入四氫呋喃中，配制成粘度為5Pa·s～100Pa·s的紡絲液，再將粘度為5Pa·s～50Pa·s的紡絲液通過離心甩絲獲得前驅(qū)體短纖維，粘度為50Pa·s～100Pa·s的紡絲液通過干法紡絲獲得連續(xù)前驅(qū)體長(zhǎng)纖維，最后對(duì)獲得的前驅(qū)體纖維進(jìn)行水蒸汽活化熱處理燒結(jié)。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作條件易于實(shí)施和控制，耗能低。
文檔編號(hào)B01J35/00GK1772373SQ200510104390
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者包南, 張鋒, 張成祿, 孫劍, 馬東 申請(qǐng)人:山東大學(xué)