一种多孔杨木微结构的TiO₂陶瓷

摘要

本发明公开了一种多孔杨木微结构的TiO₂陶瓷，本发明意义在于提高了杨木枝丫材的用途，为木材类模板浸渍提供较先进的技术参考，采用两步溶胶-凝胶浸渍和煅烧的方法制备了生物形貌杨木枝丫材模板多孔的TiO₂陶瓷，多孔的TiO₂陶瓷的密度较轻。

主权项

一种多孔杨木微结构的TiO₂陶瓷，其特征在于：制备方法包括以下步骤：（1）试材制备杨树枝丫材气干后，锯切成圆形薄片,将试材加去离子水在电炉上煮沸4‑6次，每次煮沸8‑12min，后去掉杨树枝丫材的树皮，所得试材放入烘箱中逐步升温到100‑105℃，恒温干燥10 h左右，至试材绝干；（2）对试材进行苯醇抽提；（3）钛酸丁酯溶胶浸渍在室温下配制130ml左右钛酸丁酯Ti(OC₄H₉)₄溶胶，密封于烧杯中，溶胶体积分量配比为Ti(OC₄H₉)₄:CH₃COOH:CH₃CH₂OH =34:5‑7:24‑26，磁力搅拌器搅拌2h左右，静置24 h左右，再将步骤（2）所得的试材，沉入所得钛酸丁酯Ti(OC₄H₉)₄溶胶中浸渍5‑7天，即得浸渍溶胶后的试材；利用高压‑真空浸渍装置进行再浸渍，将浸渍后试材和溶胶置于高压‑真空浸渍灌中，先真空负压1.00 kPa，再正压2.00 MPa，并分别保持该压强28‑32 min后，再恢复常压，在常压下放置3.5‑4.5h，取出浸渍后的试材；（4）模板凝胶过程将步骤（3）所得浸渍后的试材，置于空气中凝胶7‑9h后，放入烘箱中，逐步升温至128‑132℃，恒温干燥1.8‑2.2 h，去除乙醇、冰醋酸、丁醇和水分，得到浸渍凝胶后的模板试材；（5）重复上述步骤（3）溶胶浸渍和步骤（4）凝胶过程2次；（6）煅烧木炭/TiO₂的复合材料步骤（5）所得浸渍凝胶Ti(OC₄H₉)₄后的杨木模板置于真空管式炉中，在纯度为99.999%氮气氛围下煅烧，得到杨树枝丫材木炭/TiO₂的复合材料；煅烧时，使用的管式炉先从0℃升温到150℃，升温速率为5℃/min，再由150℃到目标温度790‑810℃，其升温速率2℃/min，到目标温度时保温0.8‑1.2 h，再由目标温度降到400℃,降温速率为‑2℃/min，再在管式炉中自然降温至室温；（7）重复上述步骤（3）溶胶浸渍和步骤（4）凝胶过程2次；（8）煅烧TiO₂陶瓷所得浸渍凝胶Ti(OC₄H₉)₄后的杨木枝丫材木炭/TiO₂的复合材料，置于真空管式炉中，在空气氛围下煅烧，煅烧目标温度为1200‑1300℃，得到多孔杨木微结构的TiO₂陶瓷；煅烧时，使用的管式炉从0℃升温到150℃，升温速率为3℃/min，再由150℃到目标温度，升温速率2℃/min，到目标温度时保温0.8‑1.2h，再由目标温度降到400℃,降温速率为‑2℃/min，再在管式炉中自然降温至室温。