[发明专利]一种用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料，其特征在于，包括多孔纳米纤维，所述的多孔纳米纤维经水解后与含氨基化合物或聚合物进行水热反应，得到用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料。

2.权利要求1所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：制作多孔纳米纤维；

步骤2：配制含有质量分数为60～78％无水乙醇、20～30％去离子水和2～20％氢氧化钠的混合溶液，将多孔纳米纤维浸入上述混合溶液中，在70～100℃下水浴加热反应5～15min，将反应后的纤维在0.05～0.15mol/L盐酸中浸泡2～10min后用去离子水洗涤至中性，50～70℃下烘干，得到水解多孔纳米纤维；

步骤3：将水解多孔纳米纤维置于质量分数为5～50％的含氨基化合物或聚合物的水溶液中，在80～100℃条件下水热反应3～6h后取出，用去离子水洗涤至中性，50～70℃下烘干，制得用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料。

3.如权利要求2所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的多孔纳米纤维的孔径为5～50nm，孔隙率为80～95％。

4.如权利要求2所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的多孔纳米纤维的制备方法包括：

第一步：在室温下，在搅拌釜中将纺丝用的至少一种水溶性聚合物和至少一种非水溶性聚合物搅拌溶解于溶剂中，得到质量分数为8～40％的电纺原料，将得到的电纺原料加入到静电纺丝装置中进行静电纺丝，得到复合纳米纤维模板材料；

第二步：将第一步得到的复合纳米纤维模板材料置于水热反应釜中，加入适量去离子水，在80～120℃下水热反应6～12h，以去除复合纳米纤维模板材料中所含的水溶性聚合物，50～70℃下烘干，得到多孔纳米纤维。

5.如权利要求4所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的所述第一步中的搅拌速度为100～2500r/min，搅拌时间为8～24h。

6.如权利要求4所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的所述第一步中的静电纺丝条件为：静电压为15～40kV，注射泵流速为0.5～4mL/h，喷丝头距接收屏距离为8～30cm。

7.如权利要求4所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乳酸、聚己内酯、聚羟基乙酸、聚羟基链烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丙烯酸树酯、羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚氨基酸中的一种或两种以上的混合物。

8.如权利要求4所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的非水溶性聚合物为聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚吡咯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯中的一种或两种以上的混合物。

9.如权利要求4所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙醇、二甲基亚砜、丙酮、六氟异丙醇、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、甲酸、乙酸、乙醚、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、三氯乙烷、1，1，2-三氯乙烯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2，3，4-四氢化萘、环丁砜、嘧啶、甲酰胺、正己烷、氯苯、二氧杂环己烷、乙腈、乙烯基乙二醇、甲苯、甲基环己烷、1，2-二氯乙烯、二甲苯、环己烷、N-甲基吡咯烷酮、戊烷、苯甲醚、乙酸丁酯、三丁甲基乙醚、乙酸异丙酯、甲基四氢呋喃、石油醚、三氯乙酸、三氟乙酸以及吡啶中的一种或两种以上的混合物。

10.如权利要求2所述的用于二氧化碳吸附的多孔纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，所述的含氨基化合物或聚合物为二乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、单氨基硅烷、二氨基硅烷、三氨基硅烷、三聚氰胺、尿素、聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺中的一种或两种以上的混合物。