12多孔纤维内部孔洞形貌扫描电镜图如图3所示；制得的S12多孔纤维犯吸附脱吸附等温线图如图4所示；制得的S12多孔纤维吸附亚甲基蓝不同时间后，亚甲基蓝溶液紫外吸收特征峰变化图如图5所示。
[0032]实施例2
[0033]以模数为3，35波美度的钾水玻璃为纺丝原液，以0.2mol/L的稀硫酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸钠纤维以0.5m/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.005mol/L的稀硫酸10天进行陈化，实现由原硅酸/硅酸盐纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中偶尔有断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为335.lm2/g，最可几孔径为12nm，5min即可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的48 %。
[0034]实施例3
[0035]以模数为3，35波美度的钾水玻璃为纺丝原液，以0.4mol/L的稀硫酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸钾纤维以lm/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.lmol/L的稀硫酸5天进行陈化，实现由原硅酸/硅酸盐纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中偶尔有断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为350.2m2/g，最可几孔径为llnm，5min即可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的51 %。
[0036]实施例4
[0037]以九水硅酸钠直接加热得溶液为纺丝原液，以0.4mol/L的稀盐酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸盐纤维以2m/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.0lmol/L的稀盐酸10天进行陈化，实现由原硅酸/硅酸钠纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中时常发生断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为202.2m2/g，最可几孔径为16nm，5min即可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的32 %。
[0038]实施例5
[0039]以九水硅酸钠直接加热得溶液为纺丝原液，以0.8mol/L的稀盐酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸盐纤维以lm/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.2mol/L的稀盐酸2天进行陈化，实现由原硅酸/硅酸钠纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中偶尔发生断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为228.4m2/g，最可几孔径为18nm，5min即可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的38 %。
[0040]实施例6
[0041 ]以正硅酸乙酯加稀盐酸水解成黏度0.0lPa.S、含硅量12wt%的溶胶为纺丝原液，以12mol/L的醋酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸盐纤维以lm/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.005mol/L的草酸10天进行陈化，实现由原硅酸纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中偶尔发生断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为352.3m2/g，最可几孔径为8nm，5minSP可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的51 %。
[0042]实施例7
[0043]以甲基三乙氧基硅烷加稀盐酸水解成黏度0.05Pa.S、含硅量18wt%的溶胶为纺丝原液，以15mol/L的醋酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸盐纤维以lm/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.lmol/L的草酸5天进行陈化，实现由原硅酸纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中不发生断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为520.7m2/g，最可几孔径为5nm，5minSP可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的64%。
[0044]实施例8
[0045]以甲基三甲氧基硅烷加稀盐酸水解成黏度0.1Pa.S、含硅量22wt%的溶胶为纺丝原液，以15mol/L的冰醋酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸盐纤维以lm/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.lmol/L的草酸5天进行陈化，实现由原硅酸纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中不发生断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为535.2m2/g，最可几孔径为6nm，5minSP可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的64%。
[0046]实施例9
[0047]以苯基三甲氧基硅烷加稀盐酸水解成黏度0.08Pa.S、含硅量20wt%的溶胶为纺丝原液，以15mol/L的冰醋酸溶液为凝固浴，进行反应湿法纺丝。将凝固浴中形成的原硅酸/硅酸盐纤维以lm/s的卷绕速度进行卷绕。卷绕后的纤维浸入0.lmol/L的草酸5天进行陈化，实现由原硅酸纤维向S12纤维转变，同时形成大量孔洞。陈化后，将纤维用去离子水洗涤，直至中性。使用无水乙醇置换纤维中的溶液，在自然条件下干燥即得S12多孔纤维。纺丝过程中不发生断丝现象。制得的S12多孔纤维比表面积为491.5m2/g，最可几孔径为4nm，5min即可达到吸附亚甲基蓝最大吸附量的61 %。
【主权项】
1.一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，包括: (1)将硅酸盐或硅醇溶胶配制成纺丝原液； (2)在凝固槽内加入酸性溶液作为凝固浴； (3)将步骤(I)中的纺丝原液加入到步骤(2)中的凝固浴中，进行反应湿法纺丝，得到原硅酸/硅酸盐纤维； (4)将步骤(3)中的原硅酸/硅酸盐纤维卷绕，然后浸入陈化溶液中常温陈化2?10天，然后用去离子水洗涤至中性，用乙醇进行溶剂置换，自然干燥，得到高比表面积连续S12多孔纤维。2.根据权利要求1所述的一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，其特征在于，所述步骤(I)中硅酸盐为钠水玻璃、钾水玻璃或九水硅酸钠;硅醇溶胶为正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或苯基三甲氧基硅烷在稀酸条件下的水解溶胶。3.根据权利要求1所述的一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，其特征在于，所述步骤(I)中纺丝原液的规格:钠水玻璃、钾水玻璃的模数为2?3，波美度为35?50，九水硅酸钠直接加热成溶液无需再加溶剂，硅醇溶胶的粘度为0.01?0.1Pa.S，硅含量大于10wt%。4.根据权利要求1所述的一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，其特征在于，所述步骤(2)中酸性溶液为浓度为0.2mol/L?0.4mol/L的稀硫酸溶液、浓度为0.4mol/L?0.8mol/L的稀盐酸溶液或浓度为12mol/L?15mol/L的醋酸。5.根据权利要求1所述的一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，其特征在于，所述步骤(3)中反应湿法纺丝的条件为常温常压。6.根据权利要求1所述的一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，其特征在于，所述步骤(4)中卷绕的速度为0.1?2m/s。7.根据权利要求1所述的一种自然干燥法制备高比表面积连续S12多孔纤维的方法，其特征在于，所述步骤(4)中陈化溶液为浓度为0.005mol/L?0.1mo 1/L的稀硫酸溶液、浓度为.0.01mol/L?0.2mol/L的稀盐酸溶液或浓度为0.005mol/L?0.lmol/L的草酸。
【专利摘要】本发明涉及一种自然干燥法制备高比表面积连续SiO2多孔纤维的方法，方法包括：将硅酸盐或硅醇溶胶配制成纺丝原液；将纺丝原液加入到酸性溶液凝固浴中，进行反应湿法纺丝，得到原硅酸/硅酸盐纤维，卷绕，常温陈化，然后用去离子水洗涤至中性，用乙醇进行溶剂置换，自然干燥，即得。本发明的方法具有设备简单、原料便宜易得、反应过程简单、可纺性好的特点，解决了无机多孔纤维难以纺制成纤的难题，同时用自然干燥就实现多孔纤维的干燥。本发明制备的SiO2多孔纤维具有丰富的孔洞、超高的比表面积、耐高温、耐化学腐蚀，同时纤维比表面积可调，可用于催化剂载体领域及吸附过滤等领域。
【IPC分类】D01F9/08
【公开号】CN105603578
【申请号】CN201511029848
【发明人】朱美芳, 孟思, 陈文萍, 江晓泽
【申请人】东华大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月31日