水热法制备碳纳米纤维与氧化锌复合材料

将静电纺丝技术制备的碳纳米纤维（CNFs）作为衬底材料,利用水热方法,通过改变水热反应温度和反应溶液浓度进行对比实验,得到制备碳纳米纤维（CNFs）与氧化锌（ZnO）复合材料的最佳方法.将获得的产物通过场发射电子扫描显微镜（FE-SEM）和X射线粉末衍射（XRD）检测,结果显示,ZnO纳米粒子成功的生长在CNFs表面上,而没有聚集在一起,生长在CNFs表面上的氧化锌纳米粒子的密度可通过反应溶液的浓度控制.     

Co9S8@CNFs复合材料的制备及其在锂离子电池的应用

静电纺丝是一种使聚合物在高压静电场作用下进行拉伸纺丝的纤维制造工艺。静电纺丝制备方法简单,成本低且易纺出微纳米级的纤维,在材料化学领域被广泛应用。采用硫杂杯芳烃构筑的多硫高核笼簇化合物（Co₄₈）为负载物,以聚丙烯腈（PAN）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）共混物（PAN/PMMA）为纺丝载体,通过静电纺丝技术,制备了负载Co₉S₈纳米颗粒的碳纳米纤维（Co₉S₈@CNFs）。分别以PAN和PMMA质量比为10∶0、7∶3和5∶5的纺丝载体制备复合物纳米纤维,将其热处理后得到的碳纳米纤维复合材料作为电极材料用于锂离子电池材料的研究。与Co₄₈晶体煅烧的产物相比,PAN和PMMA的加入对最终产物的电化学有促进作用。由PAN和PMMA混合物制备的复合物材料兼具较高比容量、良好循环稳定性以及倍率性能。     

静电纺丝法制备PAN/PEO聚合物电解质膜

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚氧化乙烯(PEO)复合纳米纤维膜.利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PEO、PEO纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)和液滴形状分析仪分析了PEO的加入对复合纤维膜热性能及润湿性能的影响.结果表明:在PAN/PEO比例为5∶5时,纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜.     

静电纺丝法制备有序纳米纤维

一维纳米材料由于其独特的光、电、磁等性质,是近年来科学研究的热门．用静电纺丝法对质量分数为12％的聚丙烯腈（PAN）溶液进行纺丝制备电纺纤维,通过采用不同的收集装置,制备出具有一维有序结构的聚丙烯腈纳米纤维;用扫描电镜考察了3种收集装置制备的一维纳米纳米纤维．结果表明：以具有一定间隔对立的铜针尖作为收集装置所制备的纤维有较高的有序度．     

聚丙烯腈基活性炭纤维的制备及其性能

研究了以聚丙烯腈（PAN）纤维为原料制备活性炭纤维（ACF）的工艺过程。通过红外光谱和DTA/TGA分析对ACF的结构变化进行了探讨,并考察了稳定化升温程序、碳化温度及活化工艺条件等对ACF吸附性能的影响。     

静电纺再生纤维素复合纳米纤维的制备及其性能研究

利用静电纺丝制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)复合纳米纤维膜,并依次用0.05mol/L、0.1mol/L NaOH溶液对其进行水解处理,制得聚丙烯腈/再生纤维素(PAN/RC)复合纳米纤维膜.研究表明:纺丝液流量为0.5mL/h,所施加的电压为17kV,接收距离为18cm时,制得的PAN/CA复合纳米纤维直径更均匀,成丝形态更稳定.对PAN/CA复合纳米纤维膜及PAN/RC复合纳米纤维膜分别进行电镜扫描、红外光谱分析及静态接触角测定.结果表明:水解后的复合纳米纤维形态保持稳定,PAN/CA复合纳米纤维中的醋酸纤维素的酯基在碱处理后得到有效水解,复合纳米纤维膜的静态接触角由水解前的124.7°降低为10.1°,亲水性能得到大幅提升.     

聚焦接收电极制备定向排列纳米纤维阵列

以聚丙烯腈（PAN）/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液为纺丝原液,利用静电纺丝方法制备纳米纤维,采用聚焦电极作为纳米纤维接收装置,研究了不锈钢棒数量、接收距离、溶液浓度、溶液流速、电压以及电极转速等参数对于纺丝过程及纤维沉积形态的影响规律。选用聚焦电极作为纳米纤维接收装置不仅可以使获得的纤维集合体呈现悬浮状态,而且使纤维能够定向排列,为扩大静电纺纳米纤维的研究应用提供了便利条件。     

氧化锆@生物活性玻璃/碳纳米纤维复合膜的制备及其性能

将静电纺丝技术与热处理工艺相结合,制备了柔性氧化锆@生物活性玻璃/碳纳米纤维(ZrO_2@BG/CNFs)复合膜,并对复合膜的结构和性能进行了系统表征。结果表明:随着碳化保温时间的延长,ZrO_2@BG/CNFs复合膜表面的BG粒子先增大后变小,BG主要以β-CaSiO_3和Ca_3(Si_3O_9)的形式存在,ZrO_2纳米粒子的主要结晶相为四方晶相(T-ZrO_2);通过添加ZrO_2纳米粒子,ZrO_2@BG/CNFs复合膜表现出柔性可弯曲性能。通过体外培养小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1)实验,发现ZrO_2@BG/CNFs复合膜上细胞生长、增殖良好。文章制备得到了既有良好的生物相容性又有一定柔韧性和可塑性的ZrO_2@BG/CNFs复合膜,解决了CNFs的脆性问题,进一步拓展了以BG/CNFs为基础的纳米纤维复合材料在骨组织工程领域中的应用。     

等离子体引发PVDF纳米纤维薄膜丙烯酸的研究

采用静电纺丝制备了聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜,利用Ar气氛等离子体为引发手段对PVDF纳米纤维膜进行表面接枝改性,最终实现了在PVDF纳米纤维膜表面接枝丙烯酸,以改善其亲水性能．并借助静态接触角测定仪、扫描电子显微镜以及红外光谱等分析手段对接枝后纳米纤维膜的表面性能进行了研究．结果表明．等离子引发丙烯酸改性能有效改善PVDF纳米纤维膜的润湿性能．     

水热法制备碳纳米纤维与二氧化钛复合材料及其光催化性质的研究

通过静电纺丝技术和水热方法的结合,制备碳纳米纤维(CNFs)与二氧化钛(TiO2)复合材料.通过扫描电镜检测,TiO2纳米粒子成功生长在碳纳米纤维的表面.制备的CNFs/TiO2复合材料在紫外光照射下降解罗丹明B,其降解效率高于用同样水热方法制备的单纯的TiO2纳米粒子的光催化效果.复合材料光催化活性被增强主要归因于碳纳米纤维好的导电性,将光生电子及时转移,延长了TiO2电子——空穴对的分离时间.复合材料可以通过沉降被简单的回收再利用,且其光催化活性没有明显降低.     

Synthesis of carbon nanofibers by ethanol catalytic combustion technique

A general, simple and economic synthetic method for synthesizing carbon nanofibers was presented. In the method, ethanol was employed as carbon source; metal salts such as nickel nitrate, ferric nitrate and ferric chloride were used as catalyst precursor respectively; copper plate was employed as the support material. A lot of products were obtained by catalytic combustion deposition of ethanol vapor. Then the as-prepared carbon nanofibers were characterized by field-emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, energy dispersion X-ray spectroscopy and selected-area electron diffractometry. By analyzing the results of characterization, the conclusions are as follows： 1） the large catalyst particles tend to form large-diameter CNFs, small catalyst particles are inclinable to form small-diameter CNFs; 2） the morphology of the catalyst can affect the final morphology of the CNFs. Moreover, the possible growth mechanisms were proposed and the degree of graphitization of samples was estimated by Raman spectroscopy characterization.     

Y3Al5O12：Ce^3＋发光纳米纤维的制备

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Y（NO3）3＋Ce（NO3）3＋Al（NO3）3]复合纳米纤维,对其进行焙烧,得到了结构新颖的Y3Al5O12：Ce^3＋（简称为YAG：Ce^3＋）纳米纤维。XRD分析表明,PVP/[Y（NO3）3＋Ce（NO3）3＋Al（NO3）3]复合纳米纤维为非晶态,经900℃焙烧8h,获得单相石榴石型的YAG：Ce^3＋纳米纤维,属于立方晶系,空间群为Ia3d。SEM分析表明,PVP/[Y（NO3）3＋Ce（NO3）3＋Al（NO3）3]复合纳米纤维表面光滑,直径为210-300nm;YAG：Ce^3＋纳米纤维直径为90~125nm,长度大于100μm。荧光光谱分析表明,在460nm蓝光激发下,YAG：Ce^3＋纳米纤维发射出波长为525nm的黄光,属于Ce^3＋的5D0→7F1跃迁。     

基板法催化生长纳米碳纤维薄膜

以乙炔(C2H2)为碳源,铜溶胶和硫化铜为催化剂前躯体,采用化学气相沉积法(CVD)在玻璃基板上生长纳米碳纤维薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对产物的形貌与结构进行了表征。结果表明:在反应温度为350℃时,制备出了纤维直径为100～200nm,厚度为3～20μm的均匀的纳米碳纤维薄膜;随着反应温度升高或者反应时间的延长,纳米碳纤维薄膜的膜厚增厚。     

加工工艺条件对PA6/LDPE共混纺制PA6纳米纤维的影响

以聚乙烯接枝马来酸酐(PE-g-MAH)作为反应型增容剂,采用熔体共混直接纺丝的方法制备出PA6/LDPE共混纤维,溶出LDPE基体相,获得不同直径的PA6纳米纤维.通过扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)测试,研究了牵伸倍数、相容剂以及混流板对共混纤维的剥离性能、PA6纳米纤维的直径以及结晶度的影响.结果表明:加入3.5%的相容剂能使PA6超细纤维的直径降低到180 nm以下;增加混流板的组数,导致PA6纳米纤维之间粘连,不易剥离;提高共混纤维拉伸倍数,PA6纤维的直径降低且结晶度增加.在PA6质量分数为55%、相容剂质量分数为3.5%条件下,加入一组混流板,可制备出纤维平均直径在100 nm左右且分布均匀的PA6纳米纤维.     

纳米碳纤维掺杂量与取向对纳米碳纤维/乙烯-醋酸乙烯酯复合材料介电性能的影响

通过微波法化学镀镍对纳米碳纤维(CNFs)进行表面改性,采用熔融共混法将表面改性的CNFs与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)复合制备CNFs/EVA复合材料,在模压交联过程中对复合材料施加磁场,使表面镀镍的CNFs在复合材料基体中沿磁场方向取向;用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)观察表面改性前后CNFs表面形貌和结构、复合材料内部微观结构及取向情况;用宽频介电谱仪与阻抗谱仪对复合材料进行介电谱测试,研究了CNFs的取向与掺杂量对复合材料介电性能的影响,并用四探针法测量复合材料的体电阻率。研究结果表明,掺杂量和是否取向对复合材料介电性能影响较大;CNFs掺杂质量分数为0.5%时,取向复合材料相对介电常数最低,施加磁场取向不会增加复合材料的介电损耗,少量掺杂即可大幅降低复合材料的体电阻率。     

Porosity and pore size distribution measurement of cement/carbon nanofiber composites by 1H low field nuclear magnetic resonance

The dispersion effect of carbon nanofibers （CNFs） in aqueous solution and the mechanical properties, porosity, pore size distribution and microstructure of CNFs reinforced cement-based composites were investigated in this paper. To achieve effective dispersion of CNFs, a method utilizing ultrasonic processing and a commercially surfactant were employed. CNFs were incorporated to cementitious materials with the addition of 0.1 wt% and 0.2 wt% of cement with a water/cement ratio of 0.35. The mechanical properties of CNFs/ cement composites were analyzed, the porosity and pore size distribution were characterized by ^1H low field nuclear magnetic resonance （NMR）, and the microstructure was observed by scanning electron microscopy （SEM）. The results indicate that the optimum concentration ratio of MC to CNFs is 2：1 for dispersing in aqueous solution. Moreover, in the field of mechanical properties, CNFs can improve the flexural strength and compressive strength. The increased mechanical properties and the decreased porosity of the matrices correspond to the increasing CNFs content and CNFs act as bridges and networks across cracks and voids.     

SiO2/TiO2共混电纺纤维的制备及光催化性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)为原料,采用静电纺丝技术制备了SiO2/TiO2共混纤维膜,经过煅烧后得到了SiO2/TiO2无机纳米纤维.采用TG-DTA对SiO2/TiO2共混无机纤维的热行为进行了表征,并对不同电压、不同纺丝液配比以及不同煅烧温度条件下得到的样品进行了SEM表征,研究不同条件对纤维形貌和光催化性能的影响.结果表明:当纺丝电压+17 kV、接收距离13.5 cm时,纺丝液最佳配比是4.0 g PVP、11 mL EtOH、1.0 mL HAc、1.3 mL TEOS和1.0 mL Ti(OC4H9)4.为了得到形貌和组成兼备的SiO2/TiO2共混无机纤维,确定最佳热处理条件是450℃保温3 h,样品在紫外光照射下对亚甲基蓝的最高去除率达到51%.     

Surface functionalized carbon nanofibers and their effect on the dispersion and tribological property of epoxy nanocomposites

Surface functionalization of carbon nanofibers (CNFs) was carried out, i e, CNFs were firstly oxidized and then the surface was silanized by 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES) via an assembly method. A new kind of high wear resistance s-CNFs/epoxy composite was fabricated by in-situ reaction. FTIR spectroscopy was used to detect the changes of the functional groups produced by silane on the surface of CNFs. The tribological properties and microstructures of modified and unmodified CNFs/epoxy composites were studied, respectively. The expremental results indicate that APTES is covalently linked to the surface of CNFs successfully and improves the dispersion of CNF in epoxy matrix. The friction coefficients and the wear rates of s-CNFs/epoxy composites are evidently lower than those of u-CNFs/epoxy composites under the same loads. Investigations also indicate that abrasive wear is the main wear mechanism for u-CNFs/epoxy composite, with slight adhesive wear for s-CNFs/epoxy composite under the same sliding wear condition.     

基板法铜粒子催化定向生长纳米碳纤维阵列

以乙炔(C2H2)为碳源,铜溶胶为催化剂前躯体,采用化学气相沉积法(CVD)在黄铜基板上定向生长纳米碳纤维阵列。通过扫描电子显微镜(SEM)、X光衍射(XRD)和红外光谱(IR)等手段对产物的形貌、成分进行了表征。结果表明:在反应温度为400～500℃时,制备出了纤维直径为150～200 nm,长度为几到几十个微米的纳米碳纤维阵列;随着反应温度升高或者反应时间的延长,纤维长度增加,负载时间的延长有利于阵列形貌的生成。