[发明专利]一种热粘合加固纳米纤维组装的3D多孔交联复合气凝胶制备方法

摘要

本发明提出了一种热粘合加固纳米纤维组装的3D多孔交联复合气凝胶制备方法，具体是以聚丙烯腈(PAN)和热塑性高分子共混静电纺丝，与二氧化硅(SiO2)纳米纤维在非溶剂中均质分散，分散体经过冷冻成型‑干燥和简单热固定型，纤维表面的相对低熔点的热塑性高分子热熔后冷却作为原位粘结点，纳米纤维形成各向同性分布的3D多孔网络结构，其中PAN纳米纤维作为回弹单元和SiO2纳米纤维作为刚性支撑单元，从而组装成高回弹的3D多孔交联复合气凝胶。该气凝胶材料具有高比表面积、多孔结构、高孔隙率、超疏水性、超轻、超弹、可重复利用的优异特性，在能源、环境、医疗卫生、航空航天等领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种热粘合加固纳米纤维组装的3D多孔交联复合气凝胶制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)将5～10％的聚丙烯腈和不同含量的热塑性高分子混合，在溶剂中完全溶解，得到PAN纺丝液；(2)将步骤(1)得到的PAN纺丝液进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；(3)配制聚乙烯醇的水溶液和以有机硅源为前体的二氧化硅溶胶，将两者以一定质量比混合，得到中间混合物；(4)将步骤(3)得到的中间混合物静电纺制备PVA/SiO2纳米纤维，搅拌4～8h，进行静电纺丝，煅烧得到SiO2纳米纤维作为刚性支撑单元，得到纳米纤维膜；(5)将步骤(2)和步骤(4)得到的纳米纤维膜在水和叔丁醇的混合液中进行匀浆处理，得到不同浓度的分散液；(6)将步骤(5)得到的分散液放入不同形状的模具中，低温冷冻定型后经冷冻干燥、热粘合加固，制备得到3D多孔交联复合气凝胶。