一种Si-M-O-C超细纤维的制备方法

摘要

一种Si-M-O-C超细纤维的制备方法，包括以下步骤：（1）配制纺丝溶液：将原料按一定的顺序加入反应器配制纺丝溶液；（2）静电纺丝：调节合适的静电纺丝参数，对纺丝溶液进行静电纺丝，制得Si-M-O-C原纤维；（3）干燥：将原纤维置于烘箱中干燥；（4）高温烧成：将干燥的纤维置于惰性气氛保护下高温烧成，冷却至室温即成。本发明所用原料来源广泛，成本低廉；在静电纺丝过程中纺丝溶液可纺性好，生产周期较短，便于实现扩大化生产；Si-M-O-C纤维呈无纺布状态分布，直径分布均匀，直径大小可控范围约为0.5～5μm，比表面积大，Si-M-O-C超细纤维在隔热隔声、催化剂载体、高温催化等领域有着广泛的应用前景。

主权项

一种Si‑M‑O‑C超细纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将聚乙烯吡咯烷酮、乙醇、酸溶液按质量配比为0.5～2.0:10:6的比例混合搅拌3‑6h，超声分散成PVP溶液；将原料M源、硅氧烷、改性硅氧烷加入到PVP溶液中，搅拌0.5‑2.0h，其中M源与乙醇的质量比为0.1～2.0:1.0，硅氧烷与乙醇的质量比为1～3:1，改性硅氧烷与乙醇的质量比为1～3:1，配制成纺丝溶液；所述M源为掺杂元素M的前驱体，元素M为B、Ti、Zr、Hf、Ta或Nb；所述硅氧烷的分子通式如下所示：(R¹O)_pSi(OR²)_4‑p其中，烷基R¹及R²=甲基、乙基、丙基、丁基；R¹及R²相同或不同；p = 0、1、2、3；所述改性硅氧烷的分子通式如下所示：R³_mSi(OR⁴)_4‑m其中，烷基R³及R⁴=甲基、乙烯基、乙基、丙基、丁基；R³及R⁴相同或不同；m = 1、2、3；（2）将步骤（1）所得的纺丝溶液进行静电纺丝，收集Si‑M‑O‑C原纤维；（3）将步骤（2）所得的Si‑M‑O‑C原纤维置于干燥箱中进行干燥处理；（4）将步骤（3）所得的干燥的Si‑M‑O‑C原纤维置于惰性气氛保护下的高温炉中，按照1～10℃/h升温，升温至800～1600℃，保温1～10h，冷却至室温，即得超细Si‑M‑O‑C纤维；步骤（2）中，静电纺丝工艺参数包括：采用内径为0.5～1.5mm的针头、纺丝电压12～30kV、收丝距离10～30cm、供料速率5～30μL/min、纺丝温度为10～60℃、空气相对湿度为20RH%～80RH%。