CN113105248A - 一种柔性钛酸锆纤维膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性钛酸锆纤维膜及其制备方法，属于陶瓷纤维领域。其中，柔性钛酸锆纤维膜主要由下述重量份的原料制成：含锆化合物2~10份，含钛化合物2~10份，乙酸20~40份，水5~15份，模板剂3~6份，溶剂30~50份；所述含锆化合物、含钛化合物、乙酸、水、模板剂和溶剂的重量份总和为100份；所述含锆化合物可溶于水，所述含钛化合物可水解。实施本发明，可制备得到纤维丝径为5~10μm，杨氏模量≥55MPa，弹性应变≥0.8%的钛酸锆纤维膜。

Description

一种柔性钛酸锆纤维膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷纤维领域，具体涉及一种柔性钛酸锆纤维膜及其制备方法。
背景技术
ZrTiO4陶瓷具有高的介电常数，可有效减少电讯介电损耗，广泛用于微波通信介质谐振器；此外，由于其断裂韧性高、耐磨性好、导热系数低，该材料也被用作功能陶瓷（如作为湿度传感器中的陶瓷材料），其还被广泛应用于高温颜料和功能催化剂领域。并且，ZrTiO4还具有一定的光催化作用，将其作为新型的光催化剂具有较大的研究意义。当采用ZrTiO4作为光催化剂时，要求其比表面积较大、纯度高，且力学性能优异。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种柔性钛酸锆纤维膜，其力学性能优异。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种柔性钛酸锆纤维膜的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性钛酸锆纤维膜，其主要由下述重量份的原料制成：
含锆化合物2~10份，含钛化合物2~10份，乙酸20~40份，水5~15份，模板剂3~6份，溶剂30~50份；
所述含锆化合物、含钛化合物、乙酸、水、模板剂和溶剂的重量份总和为100份；
所述含锆化合物可溶于水，所述含钛化合物可水解。
作为上述技术方案的改进，所述含锆化合物选用氯化锆、乙酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述含钛化合物选用钛酸四丁酯、四氯化钛、异丙醇钛中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述模板剂选用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述溶剂选用甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲苯中的一种或多种。
作为上述技术方案的改进，所述含锆化合物选用乙酸锆，所述含钛化合物选用钛酸四丁酯，所述模板剂选用聚乙烯醇，所述溶剂选用乙醇。
作为上述技术方案的改进，其由以下重量份的原料制成：
乙酸锆3~8份，钛酸四丁酯3~8份，乙酸25~35份，水10~15份，聚乙烯醇4~5份，乙醇33~42份。
相应的，本发明还公开了一种上述的柔性钛酸锆纤维膜的制备方法，其包括：
（1）将模板剂、溶剂、水、含锆化合物、乙酸混合均匀，得到溶液；
（2）将含钛化合物加入所述溶液中，含钛化合物水解后得到溶胶液；
（3）将所述溶胶液采用静电纺丝工艺纺成纤维膜前驱体；
（4）将所述纤维膜前驱体在1000~1200℃下热处理，即得到柔性钛酸锆纤维膜成品。
作为上述技术方案的改进，步骤（3）中，静电纺丝工艺的工艺参数为：电压5~20kV，进样速度1~5mL/h，环境湿度为20~50%，环境温度为20~30℃。
作为上述技术方案的改进，步骤（1）包括：将聚乙烯醇、乙醇、水和乙酸混合，在冷凝回流的条件下于60~70℃水浴中搅拌1~2h；然后加入乙酸锆，搅拌30~90min，使得乙酸锆充分溶解，即得到溶液。
实施本发明，具有以下有益效果：
1. 本发明采用含锆化合物、含钛化合物、乙酸、水、模板剂、溶剂制备钛酸锆纤维膜，其中，乙酸可与水解后的Ti粒子络合形成Ti(OR)x·(CH3COO)4−x，进而溶解后的Zr4+附着在该胶体上，从而为生成钛酸锆纤维膜提供良好的基础。
2. 本发明通过配方中各原料的含量控制，使得制备得到的钛酸锆纤维膜中纤维的丝径在5~10μm，其杨氏模量≥55MPa，且其弹性应变≥0.8%。
附图说明
图1是本发明实施例3所得的钛酸锆纤维的SEM图；
图2是本发明实施例3所得的钛酸锆纤维的XRD图；
图3是本发明对比例1所得的纤维的XRD图；
图4是本发明对比例2所得的纤维的XRD图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明提供了一种柔性钛酸锆纤维膜，其主要由以下重量份的原料制成：
含锆化合物2~10份，含钛化合物2~10份，乙酸20~40份，水5~15份，模板剂3~6份，溶剂30~50份；含锆化合物、含钛化合物、乙酸、水、模板剂和溶剂的重量份总和为100份；
其中，含钛化合物是钛源，其可水解形成偏钛酸，进而形成Ti-O-Ti配位胶体，进而与乙酸反应形成Ti(OR)x·(CH3COO)4−x，进而充分吸附Zr4+，为ZrTiO4纤维的形成提供良好基础。具体的，含钛化合物可选用钛酸四丁酯、四氯化钛、异丙醇钛中的一种或多种，但不限于此。优选的，含钛化合物选用钛酸四丁酯。含钛化合物的用量为2~10份，优选的为3~8份，示例性的为4份、5份、6份、7份，但不限于此。
其中，含锆化合物是锆源，其可溶解在水中，以产生Zr4+，进而吸附在Ti-O-Ti胶体上。具体的，含锆化合物选用氯化锆、乙酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆中的一种或多种。优选的，含锆化合物选用乙酸锆。含锆化合物的用量为2~10份，优选的为3~8份，示例性的为4份、5份、6份、7份，但不限于此。
其中，乙酸可提供部分CH3COO-，与Ti离子形成Ti(OR)x·(CH3COO)4−x。并且乙酸还可起到调节溶液pH的作用，其提供的H+可促进Ti(OR)x·(CH3COO)4−x络合物的形成，该络合物的形成是ZrTiO4纤维形成的关键步骤之一。具体的，乙酸的用量为20~40份，乙酸的用量＞40份时，会导致含钛化合物的水解速度过快，含钛化合物迅速水解形成氧化钛后，锆源附着在氧化钛表面，煅烧后，所得物质不是ZrTiO4，而是氧化锆包覆氧化钛颗粒；乙酸的用量＜20份时，其提供的H+不足以促进络合物Ti(OR)x·(CH3COO)4−x的快速完全的形成，优选的为25-35份，示例性的为27份、28份、29份、30份，但不限于此。
其中，水是用以钛酸丁酯的水解，其对ZrTiO4纤维的形貌以及物相影响较大。具体的，去离子水的用量为5-15份，当其用量＜5份时，含钛化合物的水解速度太慢，很难形成偏钛酸，从而难以构筑Ti-O-Ti配位胶体，使得制备的物质不是ZrTiO4，而是氧化锆和氧化钛固溶体。当其用量＞15份时，含钛化合物水解速度过快，加入钛酸丁酯后，其会被迅速水解为氧化钛，随后锆源附着在氧化钛表面，煅烧后，所得物质不是不是ZrTiO4，而是氧化锆包覆氧化钛颗粒。优选的，水的用量为10~15份，示例性的为10份、11份、12份、13份、14份，但不限于此。
其中，模板剂可选用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种，但不限于此。优选的，模板剂选用聚乙烯醇（PVA）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP），其可作为分散剂和模板剂。在反应体系中加入PVA/PVP，其可通过氢键与Ti的络合物相结合促进结构松弛，并且能有效地稳定缩聚过程。具体的，模板剂的用量为3~6份，当其用量＜3份时，ZrTiO4容易呈现块状，很难获得纤维状ZrTiO4；当其用量＞6份时，虽然可获得很好的纤维状，但其弹性模量不够。优选的，模板剂的用量为4~5份。
其中，溶剂可与水、模板剂、乙酸等协同，形成分散体系，其对ZrTiO4纤维的形貌、丝径、弹性模量等具有较大的影响。具体的，溶剂可选用甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲苯中的一种或多种，但不限于此。优选的，溶剂选用乙醇。溶剂的用量为30~50份，当其用量＞50份时，纺丝用溶胶液容易出现液体滴，从而使得制备的物质结块；当其用量＜30份时，纺丝用溶胶液的粘度过大，所得纤维的丝径较大。优选的，溶剂的用量为33~42份，示例性的可为35份、37份、38份，但不限于此。
相应的，本发明还公开了一种上述的柔性ZrTiO4纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
S1：将模板剂、溶剂、水、含锆化合物、乙酸混合均匀，得到溶液；
具体的，S1包括：
S11：将模板剂、溶剂、水和乙酸混合，并在预设温度下搅拌1~2h；
其中，预设温度为60~70℃，优选的为70℃。当选用易挥发的溶剂（如乙醇），应在冷凝回流的条件下进行加热、搅拌，以保持配方稳定，同时均匀混合各种物质。
S12：加入含锆化合物，搅拌30~90min，使得含锆化合物充分溶解，得到溶液。
具体的，保持加热，加入含锆化合物，搅拌使其充分溶解。同样的，当选用乙醇为溶剂时，应在冷凝回流的条件下进行加热、搅拌。
S2：将含钛化合物加入所述溶液中，含钛化合物水解后得到溶胶液；
具体的，将含钛化合物少量、分批次地加入上述溶液中，并在60~70℃下搅拌60~120min，使得含钛化合物充分水解，即得到溶胶液。
其中，当含钛化合物为液体时，将其缓慢滴加至溶液之中。
S3：将溶胶液采用静电纺丝工艺纺成纤维膜前驱体；
具体的，静电纺丝工艺的工艺参数为：电压5~20kV，示例性的为5kV，7kV、12kV、14kV，但不限于此。进样速度为1~5mL/h，示例性的为2mL/h，4mL/h，但不限于此。环境湿度为20~50%，示例性的为20%、25%、35%、40%、45%，但不限于此。环境温度为20~30℃，示例性的为20℃、22℃、25℃、28℃，但不限于此。
S4：将纤维膜前驱体进行热处理，即得到柔性ZrTiO4纤维膜成品。
具体的，热处理温度为1000~1200℃，示例性的为1000℃、1050℃、1080℃、1100℃、1150℃，但不限于此。优选的，热处理的温度为1100~1150℃。热处理的时间为2~5h，示例性的为2.5h、3h、4.5h，但不限于此。
下面以具体实施例对本发明进行说明：
实施例1
本实施例提供一种柔性ZrTiO4纤维膜，其由以下重量份的原料制成：
氯化锆5.5份，四氯化钛4.5份，乙酸30份，去离子水10份，PVP 5份，异丙醇45份；
其制备方法为：
（1）将PVP、异丙醇、水、乙酸在60℃加热搅拌60min，然后加入氯化锆，搅拌30min，得到溶液；
（2）在溶液中缓慢滴加四氯化钛，滴加完成后搅拌40min，得到溶胶液；
（3）将溶胶液采用静电纺丝工艺纺成纤维膜前驱体；
具体的，静电纺丝工艺的工艺参数为：电压15kV，进样速度为3.5mL/h，环境湿度为25%，环境温度为30℃。
（4）将纤维膜在1000℃下热处理5h，即得到成品。
通过上述实施例得到的ZrTiO4纤维的丝径为5~8μm，杨氏模量为55.5MPa，弹性应变为0.6%。
实施例2
本实施例提供一种柔性ZrTiO4纤维膜，其由以下重量份的原料制成：
乙酸锆6份，钛酸四丁酯6.5份，乙酸28.5份，去离子水14份，PVA 4份，乙醇41份；
（1）将PVA、乙醇、水、乙酸在冷凝回流的条件下与70℃加热搅拌90min，然后加入乙酸锆，并搅拌45min，得到溶液；
（2）在溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯，滴加完成后搅拌60min，得到溶胶液；
（3）将溶胶液采用静电纺丝工艺纺成纤维膜前驱体；
具体的，静电纺丝工艺的工艺参数为：电压10kV，进样速度为3mL/h，环境湿度为25%，环境温度为25℃。
（4）将纤维膜在1100℃下热处理4h，即得到成品。
通过上述实施例得到的ZrTiO4纤维的丝径为6~10μm，杨氏模量为57.2MPa，弹性应变为0.8%。
实施例3
本实施例提供一种柔性ZrTiO4纤维膜，其由以下重量份的原料制成：
乙酸锆8份，钛酸四丁酯8份，乙酸32份，去离子水12份，PVA 4份，乙醇36份；
其制备方法为：
（1）将PVA、乙醇、水、乙酸在冷凝回流的条件下与70℃加热搅拌90min，然后加入乙酸锆，并搅拌45min，得到溶液；
（2）在溶液中缓慢滴加钛酸四丁酯，滴加完成后搅拌60min，得到溶胶液；
（3）将溶胶液采用静电纺丝工艺纺成纤维膜前驱体；
具体的，静电纺丝工艺的工艺参数为：电压10kV，进样速度为3mL/h，环境湿度为25%，环境温度为25℃。
（4）将纤维膜在1100℃下热处理4h，即得到成品。
通过上述实施例得到的ZrTiO4纤维的丝径为8~10μm（参图1、图2），杨氏模量为59MPa，弹性应变为0.9%。
对比例1
本对比例提供一种ZrTiO4纤维膜的制备方法，其与实施例3的区别在于，其配方中含有水3份，乙醇45份，其余均与实施3相同。
由图3可以看出，该对比例得到的产物为氧化锆（ZrO2）和氧化钛（TiO2）的混合物，并非ZrTiO4纤维。
对比例2
本对比例提供一种ZrTiO4纤维膜的制备方法，其与实施例3的区别在于，其配方中含有乙酸42份，水8份，乙醇30份，其余均与实施3相同。
由图4可以看出，该对比例得到的产物为氧化锆（ZrO2）、氧化钛（TiO2）和钛酸锆（ZrTiO4）的混合物，其ZrTiO4含量较低，且整体微观形态并非ZrTiO4纤维。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，其主要由下述重量份的原料制成：
含锆化合物2~10份，含钛化合物2~10份，乙酸20~40份，水5~15份，模板剂3~6份，溶剂30~50份；
所述含锆化合物、含钛化合物、乙酸、水、模板剂和溶剂的重量份总和为100份；
所述含锆化合物可溶于水，所述含钛化合物可水解。
2.如权利要求1所述的柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，所述含锆化合物选用氯化锆、乙酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，所述含钛化合物选用钛酸四丁酯、四氯化钛、异丙醇钛中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，所述模板剂选用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，所述溶剂选用甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲苯中的一种或多种。
6.如权利要求1~5任一项所述的柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，所述含锆化合物选用乙酸锆，所述含钛化合物选用钛酸四丁酯，所述模板剂选用聚乙烯醇，所述溶剂选用乙醇。
7.如权利要求6所述的柔性钛酸锆纤维膜，其特征在于，其由以下重量份的原料制成：
乙酸锆3~8份，钛酸四丁酯3~8份，乙酸25~35份，水10~15份，聚乙烯醇4~5份，乙醇33~42份。
8.一种如权利要求1~7任一项所述的柔性钛酸锆纤维膜的制备方法，其特征在于，包括：
（1）将模板剂、溶剂、水、含锆化合物、乙酸混合均匀，得到溶液；
（2）将含钛化合物加入所述溶液中，含钛化合物水解后得到溶胶液；
（3）将所述溶胶液采用静电纺丝工艺纺成纤维膜前驱体；
（4）将所述纤维膜前驱体在1000~1200℃下热处理，即得到柔性钛酸锆纤维膜成品。
9.如权利要求8所述的柔性钛酸锆纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，静电纺丝工艺的工艺参数为：电压5~20kV，进样速度1~5mL/h，环境湿度为20~50%，环境温度为20~30℃。
10.如权利要求8所述的柔性钛酸锆纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）包括：将聚乙烯醇、乙醇、水和乙酸混合，在冷凝回流的条件下于60~70℃水浴中搅拌1~2h；然后加入乙酸锆，搅拌30~90min，使得乙酸锆充分溶解，即得到溶液。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185817A (zh) * 2007-12-12 2008-05-28 天津工业大学 一种纳米氧化铝纤维膜材料的制备方法
CN110512354A (zh) * 2019-08-15 2019-11-29 东华大学 一种柔性钛酸钡陶瓷纳米纤维膜的制备方法
CN110528173A (zh) * 2019-08-13 2019-12-03 华南理工大学 一种柔性铝镁复合氧化物纳米纤维膜及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101185817A (zh) * 2007-12-12 2008-05-28 天津工业大学 一种纳米氧化铝纤维膜材料的制备方法
CN110528173A (zh) * 2019-08-13 2019-12-03 华南理工大学 一种柔性铝镁复合氧化物纳米纤维膜及其制备方法与应用
CN110512354A (zh) * 2019-08-15 2019-11-29 东华大学 一种柔性钛酸钡陶瓷纳米纤维膜的制备方法

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