[发明专利]无需添加聚合物模板的柔性陶瓷纳米纤维制备方法

权利要求书

1.一种无需添加聚合物模板的柔性陶瓷纳米纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将单齿配体、桥联配体和无机前驱体加入复合溶剂中，进行多重配位反应，获得双官能度前驱体的均相透明溶液，所述均相透明溶液中无机前驱体含量为10～50wt％，单齿配体含量为0.1～10wt％，桥联配体含量为0.1～10wt％；

第二步：对所得均相透明溶液进行分层逆向搅拌，在溶液中产生多股相互冲击的微湍流，使物料均匀碰撞分散；

第三步：将冷湿气通入上述分层逆向搅拌的溶液中，促进双官能度前驱体发生水解-缩聚反应，获得线性生长的预聚体；

第四步：提高对第三步所得溶液的粘度，获得具有非牛顿流体特性的线性无机聚合物溶胶；

第五步：对所述线性无机聚合物溶胶通过温度/碱蒸汽辅助静电纺丝工艺制备无机凝胶纳米纤维；

第六步：将所得无机凝胶纳米纤维引入解析浴中，进行加压解析处理，获得脱有机组分纤维；

第七步：将所得脱有机组分纤维引入预烧区中，对脱有机组分纤维保持差速牵伸张力补偿处理，获得热缩聚纤维；

第八步：将所述热缩聚纤维引入交变氛围煅烧区中，获得具有小晶粒尺寸的柔性陶瓷纳米纤维；所述交变氛围煅烧区是由氧化区与抑制区交替排列构成，由进样方向依次为氧化区、抑制区、氧化区和抑制区。

2.根据权利要求1所述的一种无需添加聚合物模板的柔性陶瓷纳米纤维制备方法，其特征在于，第一步中，所述单齿配体为能够提供1对孤对电子的配体，所述桥联配体为能够提供2～4对孤对电子的有机配体；

所述单齿配体选自含有氯离子、硫离子、溴离子、叠氮根离子、氢氧根离子、异硫氰酸根离子或亚硝酸根离子的物质中的一种或几种；所述桥联配体选自乙酸、草酸、柠檬酸、氨基三乙酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸铵、双硫腙、乙酰丙酮、乙二胺或邻二氮菲中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种无需添加聚合物模板的柔性陶瓷纳米纤维制备方法，其特征在于，第一步中，所述无机前驱体为包含3个及以上的可水解配位基团的金属醇盐；

所述金属醇盐选择硅源、钛源、锆源或铝源中的一种或多种组合；所述硅源选自正硅酸四乙酯、四正丁氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、乙酸三甲基硅酯或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种组合；钛源选自四甲醇钛、四乙醇钛、正丙醇钛、异丙醇钛、正丁醇钛、异丁醇钛、叔丁醇钛、四戊醇钛或异辛醇钛中的一种或多种组合；锆源选自四甲醇锆、四乙醇锆、正丙醇锆、异丙醇锆、正丁醇锆、异丁醇锆、叔丁醇锆或四戊醇锆中的一种或多种组合；铝源选自三甲氧基铝、三乙醇铝、三正丙氧基铝、异丙醇铝、正丁醇铝、仲丁醇铝或叔丁醇铝中的一种或多种组合；

所述复合溶剂为醇溶剂和非极性溶剂的复合溶剂，其中非极性溶剂的占比为5～20wt％；

所述醇溶剂选择甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、乙二醇、丁二醇、己二醇或丙三醇中的一种或几种的组合；所述非极性溶剂选自四氯化碳、苯、甲苯、二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、乙醚、二苯醚、乙酸乙酯、丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的一种无需添加聚合物模板的柔性陶瓷纳米纤维制备方法，其特征在于，第三步中，所述冷湿气组成为空气和水，其中水含量为1～10wt％，冷湿气温度低于10℃，冷湿气流速为10～100mL/min，水通入总量为无机前驱体质量的5～20wt％；

第三步中，发生水解-缩聚反应的条件为在恒温条件下进行，优选的，所述恒温条件为60～100℃，反应时间为1～8h；

第三步中，所述线性生长的预聚体支化度低于0.2，聚合度为10～50。

5.根据权利要求1所述的一种无需添加聚合物模板的柔性陶瓷纳米纤维制备方法，其特征在于，第四步中，所述线性无机聚合物溶胶的支化度低于0.2，聚合度为50～500，电导率为0.1～1000μC/cm，表面张力为30～60mN/m。