CN102476828A - 利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法 - Google Patents
利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102476828A CN102476828A CN2010105561964A CN201010556196A CN102476828A CN 102476828 A CN102476828 A CN 102476828A CN 2010105561964 A CN2010105561964 A CN 2010105561964A CN 201010556196 A CN201010556196 A CN 201010556196A CN 102476828 A CN102476828 A CN 102476828A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- eider down
- eiderdown
- solution
- template
- lagging material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 title abstract 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 18
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 241000272525 Anas platyrhynchos Species 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 241000272814 Anser sp. Species 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- LBVWQMVSUSYKGQ-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+) tetranitrite Chemical compound [Zr+4].[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O.[O-]N=O LBVWQMVSUSYKGQ-UHFFFAOYSA-J 0.000 abstract 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 2
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005554 pickling Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，属于材料科学领域，以天然羽绒为制备模板，以硝酸锆溶液为浸渍剂，制备保持羽绒树状分支结构的氧化锆隔热材料，其步骤为：配制浓度为5～10％的硝酸锆(Zr(NO3)4)溶液；采用浸泡的方法，将羽绒浸入Zr(NO3)4溶液5分钟～48小时；将浸渍有Zr(NO3)4溶液的羽绒在烘箱中50～100℃范围内干燥3～48小时；将干燥的羽绒置于烧结炉中600～1000℃范围内烧结，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的氧化锆(ZrO2)隔热材料。本发明工艺简单，所得ZrO2具有羽绒原有树状分支结构，具有优异的隔热效果和广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于一种制备氧化锆隔热材料的方法，特别是一种利用鸟类羽绒制备氧化锆隔热材料的方法。
背景技术
随着材料制备技术的不断发展，利用动植物材料为模板制备新型材料备受研究者关注。鸟类羽绒结构呈现出一种树状分支构造，每一根羽绒纤维以绒丝作为主干，绒小枝分布于绒丝周围作为分支，绒小枝上又分布着大小不同的丫形和三角形螯合物。这种结构可含蓄大量静止空气，而空气是热的不良导体，因此此结构对羽绒具有优异的隔热性能起到重要作用。从化学成分来看，羽绒属于蛋白质类纤维，主要由氨基酸组成。氧化锆(ZrO2)是一种重要的工业产品，其中纤维状ZrO2主要用于隔热保温材料，如可用于航空器、航天器绝热部件，电池隔膜，各种加热炉、等静压炉、保温均热炉炉衬，原子能反应堆隔热材料等。传统的ZrO2纤维制备方法较多，如可用浸渍法、混合法、溶胶-凝胶法等制得。通过传统方法制得的纤维呈丝状，纤维表面光滑无分叉物，构造比较简单。这些纤维堆积在一起虽然具有较好的保温性能，但其构造形貌却不利于锁定空气和获得优异的绝热性能。目前很少有人研究其他形貌的ZrO2隔热材料的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉、工艺简单、操作简便、制成品性能优良的利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，步骤如下：
(1)以硝酸锆Zr(NO3)4为原料配制Zr(NO3)4溶液；
(2)将羽绒浸入Zr(NO3)4溶液浸泡；
(3)将浸渍有Zr(NO3)4溶液的羽绒在烘箱中烘烤干燥；
(4)将经步骤三干燥的羽绒置于烧结炉中烧结，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的ZrO2隔热材料。
本发明与现有技术相比，其显著优点：工艺简单，所需制备温度较低，所制备的ZrO2具有羽绒原有树状分支结构，此结构有利于含蓄大量静止空气，可有效发挥ZrO2的隔热作用，具有广阔的研究和应用前景。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明中利用羽绒作模板制得的ZrO2隔热材料的微观形貌图。
图2是测得的羽绒状ZrO2与传统纤维状ZrO2导热系数的比较图。
具体实施方式
本发明利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，步骤如下：
(1)以硝酸锆Zr(NO3)4为原料配制Zr(NO3)4溶液；硝酸锆(Zr(NO3)4)溶液的质量浓度为5～10％。
(2)将羽绒浸入Zr(NO3)4溶液浸泡；羽绒为鸭绒、鹅绒、野鸭绒或天鹅绒，浸泡羽绒的时间为5分钟～48小时。
(3)将浸渍有Zr(NO3)4溶液的羽绒在烘箱中烘烤干燥；羽绒在烘箱中的烘烤温度为50～100℃，干燥时间为3～48小时。
(4)将经步骤三干燥的羽绒置于烧结炉中烧结，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的ZrO2隔热材料。其中，干燥羽绒在烧结炉中的烧结温度为600～1000℃。
本发明利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法的原理为：羽绒经Zr(NO3)4溶液浸泡并烘干后，Zr(NO3)4溶质会均匀包裹于羽绒表面；包裹有Zr(NO3)4的羽绒在加热过程中，Zr(NO3)4会首先发生分解反应并在羽绒表面形成均匀的ZrO2，而羽绒在随后的升温过程中被烧蚀，从而可获得保持羽绒天然树枝状构造的ZrO2隔热材料。
实施例1
配制质量百分比浓度为5％Zr(NO3)4溶液，将干燥后的羽绒浸泡在溶液中5分钟，并加以轻微搅拌，达到加速溶液在羽绒中的分散速度的目的，将浸泡后的羽绒在滤网中挤除多余溶液，然后放入干燥箱中在50℃温度范围内干燥48小时，将干燥后的羽绒置于坩埚中，在电炉中600℃温度下烧结氧化，制得羽绒状ZrO2隔热材料。制得的ZrO2微观形貌的扫描电镜照片如图1所示，由图可见，该材料保持了羽绒的树枝状构造。测得的该羽绒状ZrO2与传统纤维状ZrO2导热系数如图2所示，由图可见，羽绒状ZrO2(5％溶液，600℃烧结)的导热系数明显低于传统纤维状ZrO2，说明具有更好的隔热效果。
实施例2
配制质量百分比浓度为10％Zr(NO3)4溶液，将干燥后的羽绒浸泡在溶液中48小时，并加以轻微搅拌，达到加速溶液在羽绒中的分散速度的目的，将浸泡后的羽绒在滤网中挤除多余溶液，然后放入干燥箱中在100℃温度范围内干燥3小时，将干燥后的羽绒置于坩埚中，在电炉中1000℃温度下烧结氧化，制得羽绒状ZrO2隔热材料。测得的该羽绒状ZrO2与传统纤维状ZrO2导热系数如图2所示，由图可见，羽绒状ZrO2(10％溶液，1000℃烧结)的导热系数明显低于传统纤维状ZrO2，说明具有更好的隔热效果。
实施例3
配制质量百分比浓度为7％Zr(NO3)4溶液，将干燥后的羽绒浸泡在溶液中24小时，并加以轻微搅拌，达到加速溶液在羽绒中的分散速度的目的，将浸泡后的羽绒在滤网中挤除多余溶液，然后放入干燥箱中在75℃温度范围内干燥25小时，将干燥后的羽绒置于坩埚中，在电炉中800℃温度下烧结氧化，制得羽绒状ZrO2隔热材料。测得的该羽绒状ZrO2与传统纤维状ZrO2导热系数如图2所示，由图可见，羽绒状ZrO2(7％溶液，800℃烧结)的导热系数明显低于传统纤维状ZrO2，说明具有更好的隔热效果。
Claims (5)
1.一种利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，其特征在于步骤如下：
(1)以硝酸锆Zr(NO3)4为原料配制Zr(NO3)4溶液；
(2)将羽绒浸入Zr(NO3)4溶液浸泡；
(3)将浸渍有Zr(NO3)4溶液的羽绒在烘箱中烘烤干燥；
(4)将经步骤三干燥的羽绒置于烧结炉中烧结，即制得具有羽绒原有树状分支结构形态的ZrO2隔热材料。
2.根据权利要求1所述的利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，其特征在于：在步骤(1)中，硝酸锆(Zr(NO3)4)溶液的质量浓度为5～10％。
3.根据权利要求1所述的利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，其特征在于：在步骤(2)中，羽绒为鸭绒、鹅绒、野鸭绒或天鹅绒，浸泡羽绒的时间为5分钟～48小时。
4.根据权利要求1所述的利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，其特征在于：在步骤(3)中，羽绒在烘箱中的烘烤温度为50～100℃，干燥时间为3～48小时。
5.根据权利要求1所述的利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法，其特征在于：在步骤(4)中，干燥羽绒在烧结炉中的烧结温度为600～1000℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010556196 CN102476828B (zh) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010556196 CN102476828B (zh) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102476828A true CN102476828A (zh) | 2012-05-30 |
| CN102476828B CN102476828B (zh) | 2013-08-14 |
Family
ID=46089621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010556196 Expired - Fee Related CN102476828B (zh) | 2010-11-24 | 2010-11-24 | 利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102476828B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106187117A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-12-07 | 南京理工宇龙新材料科技股份有限公司 | 一种基于分支构造氧化铝的隔热材料及其制备方法 |
| CN106242587A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-21 | 南京理工宇龙新材料科技股份有限公司 | 一种高性能的隔热材料组合物及其制备方法 |
| CN106350898A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-25 | 南京理工大学 | 一种中空氧化锆纤维的制备方法 |
| CN109942312A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-06-28 | 南京理工大学 | 一种利用柚子皮获得多孔二氧化锆隔热陶瓷的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1522794A (zh) * | 2003-09-05 | 2004-08-25 | 同济大学 | 用蛋膜作模板制备仿生纳米超结构材料的方法 |
| JP2007153736A (ja) * | 2002-07-12 | 2007-06-21 | Shimane Univ | 安定化ジルコニア繊維製造方法、および、安定化ジルコニア繊維 |
| CN101265100A (zh) * | 2008-04-25 | 2008-09-17 | 北京工业大学 | 一种制备大孔－介孔Ce1－xZrxO2固溶体的方法 |
-
2010
- 2010-11-24 CN CN 201010556196 patent/CN102476828B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007153736A (ja) * | 2002-07-12 | 2007-06-21 | Shimane Univ | 安定化ジルコニア繊維製造方法、および、安定化ジルコニア繊維 |
| CN1522794A (zh) * | 2003-09-05 | 2004-08-25 | 同济大学 | 用蛋膜作模板制备仿生纳米超结构材料的方法 |
| CN101265100A (zh) * | 2008-04-25 | 2008-09-17 | 北京工业大学 | 一种制备大孔－介孔Ce1－xZrxO2固溶体的方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| WANG ZHANG ET AL.: "Morphosynthesis of hierarchical ZnO replica using butterfly wing scales as templates", 《MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS》 * |
| 张旺玺等: "氧化锆纤维的制备、性能和应用", 《合成技术及应用》 * |
| 罗民等: "生物模板法制备木材陶瓷", 《化学进展》 * |
| 胡利明等: "氧化锆纤维布的研究", 《硅酸盐通报》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106187117A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-12-07 | 南京理工宇龙新材料科技股份有限公司 | 一种基于分支构造氧化铝的隔热材料及其制备方法 |
| CN106187117B (zh) * | 2016-07-12 | 2019-05-24 | 南京理工宇龙新材料科技股份有限公司 | 一种基于分支构造氧化铝的隔热材料及其制备方法 |
| CN106242587A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-12-21 | 南京理工宇龙新材料科技股份有限公司 | 一种高性能的隔热材料组合物及其制备方法 |
| CN106350898A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-25 | 南京理工大学 | 一种中空氧化锆纤维的制备方法 |
| CN109942312A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-06-28 | 南京理工大学 | 一种利用柚子皮获得多孔二氧化锆隔热陶瓷的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102476828B (zh) | 2013-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102476828B (zh) | 利用羽绒作为模板制备氧化锆隔热材料的方法 | |
| CN103988931B (zh) | 一种蒙顶山名优红茶的加工方法 | |
| Hou et al. | An easy method for the synthesis of ordered microporous carbons by the template technique | |
| WO2014019458A1 (zh) | 阻燃防腐纤维竹制基材及其制备工艺 | |
| CN102511572B (zh) | 一种高香卷曲型红茶的加工方法 | |
| CN102503355A (zh) | 纤维/ZrO2气凝胶复合材料的制备方法 | |
| CN102417205A (zh) | 用蚕丝制备氧化锆隔热材料的方法 | |
| CN102492165B (zh) | 一种魔芋海绵的防腐杀菌方法 | |
| CN105272259B (zh) | 一种碳化钛泡沫陶瓷的制备方法 | |
| CN110938411A (zh) | 一种木质基碳气凝胶复合相变储热材料的制备方法 | |
| CN105480975A (zh) | 一种以汉麻秆为碳源制备高比表面积多孔碳的方法 | |
| CN103498208A (zh) | 蓄热纤维及其制备方法 | |
| CN105220485B (zh) | 一种基于离子液体的婴幼儿用改性棉纤维及其制备方法 | |
| CN107150387A (zh) | 一种疏水性热处理竹材的制备方法 | |
| CN101690528A (zh) | γ-氨基丁酸红茶的加工方法 | |
| CN108236155A (zh) | 一种假发曲发的热定形方法 | |
| CN104831411A (zh) | 一种多功能防蛀羽绒复合纤维及其制作方法 | |
| CN103181612B (zh) | 一种卷烟加工方法 | |
| CN106757766A (zh) | 一种胶原蛋白纤维素纤维水刺无纺布及其生产方法 | |
| CN104911734A (zh) | 一种可释放负氧离子的保健羊绒复合纤维及其制作方法 | |
| CN106592195B (zh) | 一种气凝胶纤维毡复合材料及其制备方法 | |
| CN109295548A (zh) | 一种氧化锆空心纤维及其制备方法 | |
| CN104323415A (zh) | 一种烤烟烟叶的调制方法 | |
| CN107712118A (zh) | 一种黄金茶饼的制作方法 | |
| CN103668545A (zh) | 依柔丝纤维及由其制得的功能性纤维 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130814 |