一种纳米纤维负载纳米二氧化钛介孔材料的制备方法

摘要

一种纳米纤维负载纳米二氧化钛介孔材料的制备方法，该发明采用大比表面积、高长径比的生物质纤维素纳米纤丝为负载体，通过溶胶凝胶反应借助氢键将纳米二氧化钛枝接于纳米纤维表面。由于纳米纤维在水溶液中相互交织呈网状，不仅能提供有效的反应面积，还能阻止凝胶二氧化钛粒子快速成核长大，促使其与纤维表面羟基等基团充分反应。通过调控混合体系中水分含量可以调节介孔孔径，从而获得力学性能强、负载效果好、比表面积大的介孔复合气凝胶材料。该方法操作简单、可控性强，原料来源广泛，是一种高效、绿色、可持续的加工手段。

主权项

一种纳米纤维负载纳米二氧化钛介孔材料的制备方法，其特征在于，采用大比表面积、高长径比的生物质纤维素纳米纤丝负载纳米二氧化钛微粒，具体通过溶胶凝胶反应借助氢键将纳米二氧化钛枝接于纳米纤维表面，经过低温冷冻干燥释放混合体系中的水分，获得力学性能强、负载效果好、比表面积大的介孔复合气凝胶材料，其具体制作过程包括以下步骤：第1步：室温下量取一定量的前驱体钛酸正丁酯，高速搅拌条件下，缓慢滴入到无水乙醇中，其中钛酸正丁酯与无水乙醇的体积比为1:3~1:5；第2步：将上述搅拌均匀的混合液缓慢添加到纤维素纳米纤丝溶液中（钛酸正丁酯溶液与纤维素纳米纤丝固体质量比为1:0.05~1:0.2），加入催化剂稀盐酸调节体系pH值至2~3，高速搅拌30min后，在超声波分散条件下凝胶反应24h；第3步：冷冻干燥处理，充分凝胶反应的上述溶液在低温条件下迅速冷冻固化，抽真空中速冷冻干燥；第4步：后期陈化干燥，冷冻后的复合气凝胶在室温条件陈化1周，在100~105℃加热条件下真空干燥至绝干，即制得成品。