• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 12
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩个位全天计划: 一种制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法.pdf

    关 键 词:
    一种 制备 钙钛矿型 稀土 复合 氧化物 超长 纳米 纤维 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    摘要
    申请专利号:

    CN200810050466.7

    申请日:

    2008.03.12

    公开号:

    CN101235556A

    公开日:

    2008.08.06

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):D01F 9/08公开日:20080806|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: D01F9/08; D01F11/00; D01D1/02; D01D5/00 主分类号: D01F9/08
    申请人: 长春理工大学
    发明人: 王进贤; 董相廷; 曲 震; 刘桂霞
    地址: 130022吉林省长春市朝阳区卫星路7989号
    优先权:
    专利代理机构: 长春科宇专利代理有限责任公司 代理人: 曲 博
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810050466.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2010.11.24|||2008.10.01|||2008.08.06

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法属于无机纤维制备技术领域。现有钙钛矿型稀土复合氧化物呈颗?;蛘弑∧ぷ?,尺度大、比表面积小。现有的静电纺丝方法应用到金属氧化物的纳米纤维制备。本发明包括三个步骤:1.配制纺丝液,将无机盐与高分子模板剂溶于溶剂中;2.制备无机盐/高分子模板剂前驱体纤维,采用静电纺丝方法,技术参数为:电压为10~30kV;喷嘴到接收屏的固化距离为8~20cm;3.制备钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维,采用热处理的方式,技术参数为:升温速率为0.5~3.0℃/min,在600~900℃温度范围内保温5~15h。制备的钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维直径为50~160nm,长度大于100μ。

    权利要求书

    权利要求书
    1、  一种制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法,其特征在于,选用静电纺丝方法,制备产物为钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维,其步骤为:
    一、配制纺丝液
    无机盐采用稀土金属元素或者碱土金属元素的硝酸盐、醇盐或者醋酸盐和过渡金属元素的硝酸盐、醇盐或者醋酸盐,二者的相对量由稀土金属元素或者碱土金属元素与过渡金属元素两种物质的量比等于1∶1的比例决定;高分子模板剂采用聚乙烯醇或者聚乙烯吡咯烷酮;将所述无机盐及高分子模板剂溶于溶剂中形成纺丝液;该纺丝液的各组成部分的重量配比为:无机盐2.5~3.5%,聚乙烯醇8.5~9.5%,或者聚乙烯吡咯烷酮7.0~15.5%,其余为溶剂;
    二、制备无机盐/高分子模板剂前驱体纤维
    采用静电纺丝方法,技术参数为:电压为10~30kV;喷嘴到接收屏的固化距离为8~20cm;
    三、制备钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维
    对所获得的无机盐/高分子模板剂前驱体纤维进行热处理,技术参数为:升温速率为0.5~3.0℃/min,在600~900℃温度范围内保温5~15h,之后随炉体自然冷却至室温,至此得到钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维。

    2、  根据权利要求1所述的制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法,其特征在于,稀土金属元素或者碱土金属元素选用La、Y、Eu、Ce、Nd或者Sr。

    3、  根据权利要求1所述的制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法,其特征在于,过渡金属元素选用Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Zr或者Ti。

    4、  根据权利要求1所述的制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法,其特征在于,溶剂选用去离子水或者乙醇。

    5、  根据权利要求1所述的制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法,其特征在于,高分子模板剂采用分子量为80000的聚乙烯醇或者分子量为1300000或者30000的聚乙烯吡咯烷酮。

    说明书

    说明书一种制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法
    技术领域
    本发明涉及一种纳米纤维材料制备方法,属于无机纤维制备技术领域。
    背景技术
    纳米纤维是指在材料的三维空间尺度上有两维处于纳米尺度的线状材料,通常径向尺度为纳米量级,而长度则较大。由于其形貌的不同,有纳米丝、纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带以及纳米电缆等数种。由于纳米纤维的径向尺度小到纳米量级,显示出一系列特性,最突出的是比表面积大,从而其表面能和活性增大,进而产生小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,并因此表现出一系列化学、物理(热、光、声、电、磁等)方面的特异性。在现有技术中,有很多制备纳米纤维的方法,例如抽丝法、模板合成法、分相法以及自组装法等。此外,还有电弧蒸发法,激光高温烧灼法,化合物热解法。这三种方法实际上都是在高温下使化合物(或单质)蒸发后,经热解(或直接冷凝)制得纳米管,从本质上来说,都属于化合物蒸汽沉积法。
    专利号为1975504的美国专利公开了一项有关静电纺丝方法(electro-spinning)的技术方案,该方法是制备连续的、具有宏观长度的微纳米纤维的一种有效方法,由Formhals于1934年首先提出。这一方法主要用来制备高分子纳米纤维,其特征是使带电的高分子溶液或熔体在静电场中受静电力的牵引而由喷嘴喷出,投向对面的接收屏,从而实现拉丝,然后,在常温下溶剂蒸发,或者熔体冷却到常温而固化,得到微纳米纤维。近10年来,在无机纤维制备技术领域出现了采用静电纺丝方法制备无机化合物如氧化物纳米纤维的技术方案,所述的氧化物包括TiO2、ZrO2、NiO、Co3O4、Mn2O3、Mn3O4、CuO、SiO2、Al2O3、V2O5、ZnO、Nb2O5、以及MoO3等金属氧化物。静电纺丝方法能够连续制备大长径比微纳米纤维或者纳米纤维。
    钙钛矿型稀土复合氧化物的通式为ABO3,其中A为稀土金属元素或者碱土金属元素,B为过渡金属元素,O为氧元素。钙钛矿型稀土复合氧化物是一种重要的环境净化催化剂,它对一氧化碳、甲烷、乙烷和氮氧化物都具有良好的催化作用,用于催化燃烧、汽车尾气净化和烟气脱硫等。另外,它还具有优异的铁磁性、铁电性、压电性、热电性、超导性、气敏性、荧光、催化活性和巨磁阻效应等。现有技术采用固相反应法制备钙钛矿型稀土复合氧化物,该方法的特征是在1000℃温度以上长时间焙烧,所获得的产物为颗?;蛘弑∧?,尺度大、比表面积小。现有技术还采用共沉淀法、机械粉碎活化法、热分解法、柠檬酸法以及溶胶-凝胶法制备钙钛矿型稀土复合氧化物纳米粒子。
    发明内容
    在背景技术中的各种制备纳米纤维的方法中,抽丝法的缺点是对溶液粘度要求太苛刻;模板合成法的缺点是不能制备根根分离的连续纤维;分相法与自组装法生产效率都比较低;而化合物蒸汽沉积法由于对高温的需求,所以工艺条件难以控制。并且,上述几种方法制备的纳米纤维长径比小。虽然静电纺丝方法与本发明接近的应用所获得的纳米纤维长径比较大,但是,该产物限于金属氧化物纳米纤维。在背景技术中的各种制备钙钛矿型稀土复合氧化物的方法中,固相反应法所获得的产物为尺度大、比表面积小的颗?;蛘弑∧?;虽然共沉淀法、机械粉碎活化法、热分解法、柠檬酸法以及溶胶-凝胶法获得的产物尺度达到纳米量级,但是,所制备钙钛矿型稀土复合氧化物为纳米粒子,而不是纳米纤维,并且,粉末状的纳米粒子容易发生团聚,降低了比表面积。为了获得具有大长径比钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维,同时,制备方法简单易行,我们提出了一种制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法。
    本发明是这样实现的,选用静电纺丝方法,制备产物为钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维,其步骤为:
    一、配制纺丝液
    无机盐采用稀土金属元素或者碱土金属元素的硝酸盐、醇盐或者醋酸盐和过渡金属元素的硝酸盐、醇盐或者醋酸盐,二者的相对量由稀土金属元素或者碱土金属元素与过渡金属元素两种物质的量比等于1∶1的比例决定;高分子模板剂采用聚乙烯醇(PVA)或者聚乙烯吡咯烷酮(PVP);将所述无机盐及高分子模板剂溶于溶剂中形成纺丝液。该纺丝液的各组成部分的重量配比为:无机盐2.5~3.5%,聚乙烯醇8.5~9.5%,或者聚乙烯吡咯烷酮7.0~15.5%,其余为溶剂。
    二、制备无机盐/高分子模板剂前驱体纤维
    采用静电纺丝方法,技术参数为:电压为10~30kV;喷嘴到接收屏的固化距离为8~20cm。
    三、制备钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维
    对所获得的无机盐/高分子模板剂前驱体纤维进行热处理,技术参数为:升温速率为0.5~3.0℃/min,在600~900℃温度范围内保温5~15h,之后随炉体自然冷却至室温,至此得到钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维。
    在上述过程中所制备的无机盐/高分子模板剂前驱体纤维的直径为100~250nm,而最终制备的钙钛矿型稀土复合氧化物纳米纤维直径为50~160nm,长度大于100μ,由据此所计算出的长径比判断,这是一种超长纳米纤维,实现了发明目的。
    附图说明
    图1是LaCoO3纳米纤维的SEM照片,该图兼作为摘要附图。图2是LaCoO3纳米纤维的XRD谱图。图3是LaFeO3纳米纤维的SEM照片。图4是LaFeO3纳米纤维的XRD谱图。图5是LaMnO3纳米纤维的SEM照片。图6是LaMnO3纳米纤维的XRD谱图。图7是LaCrO3纳米纤维的SEM照片。图8是LaCrO3纳米纤维的XRD谱图。图9是LaNiO3纳米纤维的SEM照片。图10是LaNiO3纳米纤维的XRD谱图。
    具体实施方式
    稀土金属元素或者碱土金属元素选用La、Y、Eu、Ce、Nd或者Sr,过渡金属元素选用Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Zr或者Ti。溶剂选用去离子水或者乙醇。高分子模板剂采用分子量Mr=80000的聚乙烯醇或者分子量Mr=1300000或者30000的聚乙烯吡咯烷酮。
    实施例1:首先将聚乙烯醇置于锥形瓶中,加入去离子水,静止5h以上使其充分溶胀。然后将锥形瓶置于恒温水浴中,80℃恒温1h,再于室温下磁力搅拌10h,即可得到均一、透明的聚乙烯醇水溶液。将La(NO3)3·6H2O和Co(CH3COO)2·4H2O均匀混合并溶于去离子水中得到无机盐水溶液。一边搅拌一边将此无机盐水溶液逐滴加入到聚乙烯醇水溶液中,于室温下继续搅拌5h,即可得到溶胶状[La(NO3)3+Co(CH3COO)2]/聚乙烯醇纺丝液,其重量配比为:聚乙烯醇9%,[La(NO3)3+Co(CH3COO)2]3%,其余为去离子水。将纺丝液室温陈化24h后静电纺丝,电压18kV,固化距离15cm,喷嘴与水平线的夹角为15°,室温为20℃,相对湿度45%,得到[La(NO3)3+Co(CH3COO)2]/聚乙烯醇前驱体纤维。以2℃/min升温速率将热处理温度升至600℃,将前驱体纤维烧结10h,得到LaCoO3纳米纤维。LaCoO3纳米纤维的直径60~150nm,长度大于100μ,如图1所示。产物为纯相的LaCoO3,属于典型的钙钛矿结构,见图2所示。
    实施例2:首先将聚乙烯醇置于锥形瓶中,加入去离子水,静止5h以上使其充分溶胀。然后将锥形瓶置于恒温水浴中,80℃恒温1h,再于室温下磁力搅拌10h,即可得到均一、透明的聚乙烯醇水溶液。将La(NO3)3·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O均匀混合并溶于去离子水中得到无机盐水溶液。一边搅拌一边将此无机盐水溶液逐滴加入到聚乙烯醇水溶液中,于室温下继续搅拌5h,即可得到溶胶状[La(NO3)3+Fe(NO3)3]/聚乙烯醇纺丝液,其重量配比为:聚乙烯醇9.5%,[La(NO3)3+Fe(NO3)3]3.5%,其余为去离子水。将纺丝液室温陈化24h后静电纺丝,电压10kV,固化距离8cm,喷嘴与水平线的夹角为15°,室温为20℃,相对湿度50%,得到[La(NO3)3+Fe(NO3)3]/聚乙烯醇前驱体纤维。以0.5℃/min升温速率将热处理温度升至750℃,将前驱体纤维烧结12h,得到LaFeO3纳米纤维。LaFeO3纳米纤维的直径50~150nm,长度大于100μ,如图3所示。产物为纯相的LaFeO3,属于典型的钙钛矿结构,见图4所示。
    实施例3:首先将聚乙烯醇置于锥形瓶中,加入去离子水,静止5h以上使其充分溶胀。然后将锥形瓶置于恒温水浴中,80℃恒温1h,再于室温下磁力搅拌10h,即可得到均一、透明的聚乙烯醇水溶液。将La(NO3)3·6H2O和Mn(CH3COO)2·4H2O均匀混合并溶于去离子水中得到无机盐水溶液。一边搅拌一边将此无机盐水溶液逐滴加入到聚乙烯醇水溶液中,于室温下继续搅拌5h,即可得到溶胶状[La(NO3)3+Mn(CH3COO)2]/聚乙烯醇纺丝液,其重量配比为:聚乙烯醇8.5%,[La(NO3)3+Mn(CH3COO)2]3.5%,其余为去离子水。将纺丝液室温陈化24h后静电纺丝,电压25kV,固化距离20cm,喷嘴与水平线的夹角为15°,室温为20℃,相对湿度50%,得到[La(NO3)3+Mn(CH3COO)2]/聚乙烯醇前驱体纤维。以3℃/min升温速率将热处理温度升至900℃,将前驱体纤维烧结5h,得到LaMnO3纳米纤维。LaMnO3纳米纤维的直径90~160nm,长度大于100μ,如图5所示。产物为纯相的LaMnO3,属于典型的钙钛矿结构,见图6所示。
    实施例4:首先将聚乙烯醇置于锥形瓶中,加入去离子水,静止5h以上使其充分溶胀。然后将锥形瓶置于恒温水浴中,80℃恒温1h,再于室温下磁力搅拌10h,即可得到均一、透明的聚乙烯醇水溶液。将La(NO3)3·6H2O和Cr(NO3)3·9H2O均匀混合并溶于去离子水中得到无机盐水溶液。一边搅拌一边将此无机盐水溶液逐滴加入到聚乙烯醇水溶液中,于室温下继续搅拌5h,即可得到溶胶状[La(NO3)3+Cr(NO3)3]/聚乙烯醇纺丝液,其重量配比为:聚乙烯醇9%,[La(NO3)3+Fe(NO3)3]2.5%,其余为去离子水。将纺丝液室温陈化24h后静电纺丝,电压30kV,固化距离8cm,喷嘴与水平线的夹角为15°,室温为17℃,相对湿度55%,得到[La(NO3)3+Cr(NO3)3]/聚乙烯醇前驱体纤维。以2℃/min升温速率将热处理温度升至600℃,将前驱体纤维烧结10h,得到LaCrO3纳米纤维。LaCrO3纳米纤维的直径50~140nm,长度大于100μ,如图7所示。产物为纯相的LaCrO3,属于典型的钙钛矿结构,见图8所示。
    实施例5:首先将聚乙烯醇置于锥形瓶中,加入去离子水,静止5h以上使其充分溶胀。然后将锥形瓶置于恒温水浴中,80℃恒温1h,再于室温下磁力搅拌10h,即可得到均一、透明的聚乙烯醇水溶液。将La(NO3)3·6H2O和Ni(CH3COO)2·4H2O均匀混合并溶于去离子水中得到无机盐水溶液。一边搅拌一边将此无机盐水溶液逐滴加入到聚乙烯醇水溶液中,于室温下继续搅拌5h,即可得到溶胶状[La(NO3)3+Ni(CH3COO)2]/聚乙烯醇纺丝液,其重量配比为:聚乙烯醇9%,[La(NO3)3+Mn(CH3COO)2]3%,其余为去离子水。将纺丝液室温陈化24h后静电纺丝,电压18kV,固化距离15cm,喷嘴与水平线的夹角为15°,室温为19℃,相对湿度50%,得到[La(NO3)3+Ni(CH3COO)2]/聚乙烯醇前驱体纤维。以2℃/min升温速率将热处理温度升至600℃,将前驱体纤维烧结10h,得到LaMnO3纳米纤维。LaNiO3纳米纤维的直径50~100nm,长度大于100μ,如图9所示。产物为纯相的LaNiO3,属于典型的钙钛矿结构,见图10所示。
    实施例6:将聚乙烯吡咯烷酮(Mr=1300000)加入无水乙醇,搅拌1h,得到均匀、透明的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液。将Sr(CH3COO)2·H2O和[CH3(CH2)3O]Ti均匀混合并溶于无水乙醇中得到无机盐乙醇溶液。将所述两种乙醇溶液混合,在室温下磁力搅拌2h,然后陈化0.5h,最终得到均匀、乳白色且有一定粘度的溶胶状[Sr(CH3COO)2+[CH3(CH2)3O]Ti]/聚乙烯吡咯烷酮纺丝液,其重量配比为:聚乙烯吡咯烷酮7%,[Sr(CH3COO)2+[CH3(CH2)3O]Ti]2.5%,其余为无水乙醇。将纺丝液静电纺丝,电压15kV,固化距离20cm,喷嘴与水平线的夹角为30°,得到[Sr(CH3COO)2+[CH3(CH2)3O]Ti]/聚乙烯吡咯烷酮前驱体纤维。以1℃/min升温速率将热处理温度升至600℃,将前驱体纤维烧结10h,得到SrTiO3纳米纤维。SrTiO3纳米纤维的直径60~100nm,长度大于100μ。产物为纯相的SrTiO3,属于典型的钙钛矿结构。
    实施例7:将聚乙烯吡咯烷酮(Mr=300000)加入无水乙醇,搅拌1h,得到均匀、透明的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液。将La(NO3)3·6H2O和Ti(OC3H7)4均匀混合并溶于无水乙醇中得到无机盐乙醇溶液。将所述两种乙醇溶液混合,在室温下磁力搅拌2h,然后陈化0.5h,最终得到均匀、乳白色且有一定粘度的溶胶状[La(NO3)3+Ti(OC3H7)4]/聚乙烯吡咯烷酮纺丝液,其重量配比为:聚乙烯吡咯烷酮15.5%,[La(NO3)3+Ti(OC3H7)4]3%,其余为无水乙醇。将纺丝液静电纺丝,电压15kV,固化距离18cm,喷嘴与水平线的夹角为30°,得到[La(NO3)3+Ti(OC3H7)4]/聚乙烯吡咯烷酮前驱体纤维。以1℃/min升温速率将热处理温度升至600℃,将前驱体纤维烧结10h,得到LaTiO3纳米纤维。LaTiO3纳米纤维的直径70~120nm,长度大于100μ。产物为纯相的LaTiO3,属于典型的钙钛矿结构。
    上述方案所选用的聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、Co(CH3COO)24H2O、Fe(NO3)39H2O、Mn(CH3COO)24H2O、Cr(NO3)39H2O、Ti(OC3H7)4、[CH3(CH2)3O]Ti、Sr(CH3COO)2·H2O和Ni(CH3COO)24H2O均为市售分析纯产品,La(NO3)36H2O纯度为99.99%。

    关于本文
    本文标题:一种制备钙钛矿型稀土复合氧化物超长纳米纤维的方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5790061.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
  • 体彩11选5玩法 福建11选5彩票走势图 篮球竞彩胜分差技巧 山西11选5前三组选走势 宝马线上娱乐 陕西快乐10分直3走势 山东11选5走势图基本走势图 球探体育网球比分直播 tbc版本怎么赚钱 2014上证指数预测 白小姐资料一肖中特马一 微乐辽宁麻将辅助工具 吉祥棋牌官网免费下载 斯诺克录像 吃鸡游戏怎么改名字 体育彩票36选7开奖结果查询