聚丙烯腈/羧基化碳纳米管纳米纤维膜制备及对铅离子的吸附效果

为此制备了一种聚丙烯腈(PAN)/羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)复合纳米纤维膜并探究其对废水中Pb²⁺的吸附效果。将MWCNTs-COOH与PAN混合成溶液，通过静电纺丝技术，成功制备了PAN/MWCNTs-COOH复合纳米纤维膜；采用扫描电子显微镜观察其形貌；并在pH=3,5,7的条件下进行吸附实验，探究PAN/MWCNTsCOOH复合纳米纤维膜对Pb²⁺吸附性能及吸附机理，用准一级和准二级动力学模型模拟吸附动力学进一步阐述实验数据；通过过滤吸附实验进一步研究PAN/MWCNTs-COOH复合纳米纤维膜在实际应用中对水中Pb²⁺的清除性能。结果表明所制备的纳米纤维膜具有致密网状结构，形态良好；与pH=3,5条件下相比，在pH=7时，PAN/MWCNTsCOOH复合纳米纤维膜吸附性能最优，对Pb²⁺吸附率达到70%及以上，并在80 min左右达到平衡；吸附动力学研究表明PAN/MWCNTs-COOH复合纳米纤维膜对Pb²⁺可能是化学吸附；过滤实验显示PAN/MWC...     

Sb/Sb2O3/C复合纳米纤维膜制备与储锂性能研究

Sb作为锂离子电池负极材料具有较高的理论容量,但在合金/脱合金化过程中的体积粉化严重影响了其循环稳定性。本文首先合成了含锑MOF纳米片(Sb-MOF),并通过静电纺丝技术将其复合到纳米纤维中,经过热处理后制备了Sb/Sb₂O₃/C复合纳米纤维膜。得益于Sb/Sb₂O₃在碳基质中的高分散性,所得复合纤维膜在锂离子电池中表现出优异的倍率和循环性能,具体表现为：在0.1 A g^-1和4 A g^-1电流密度下,可逆比容量分别为713 m Ah g^-1和352 m Ah g^-1;在1 A g^-1电流密度下循环500次后容量保持率为82.3%。优异的储锂性能、简单的工艺以及自支撑特性使得该Sb/Sb₂O₃/C复合纳米纤维膜作为自支撑电极在锂离子电池领域具有较大的发展潜力。     

石墨烯修饰的碳纳米纤维膜的制备及性能研究

为拓展碳纳米纤维在环境保护与治理领域的应用,提高资源利用率,获得多功能型碳纳米纤维薄膜,利用静电纺丝法将氧化石墨烯(GO)与碳纳米纤维前驱体复合。以聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维为载体,氧化石墨烯(GO)为改性添加剂,通过静电纺丝技术和预氧化、炭化处理制备石墨烯/碳纳米纤维复合纤维膜,研究不同GO含量和炭化温度对复合纤维膜性能的影响。结果表明：复合纤维膜的导电和吸油性能随炭化温度和GO添加量的增加而增强,炭化温度为1 100℃,GO添加量为4%时,复合纤维膜电导率达到1.63 S·cm^-1,是未添加的2.64倍;吸油系数为23.3,是未添加的1.36倍;水接触角均大于90°,表现为疏水性;添加少量GO后复合纤维膜导电、吸油和疏水性能均得到提升。     

静电纺金属氧化物纳米纤维在催化领域的应用研究进展

综述了静电纺金属氧化物纳米纤维在光催化、电化学催化、化学催化三个催化领域的应用研究进展。由于金属氧化物的成分和结构的特异性使其具有一定的催化性能,可通过掺杂金属离子、提高比表面积或复合窄带隙材料来提高二氧化钛基纳米纤维的光催化活性,其他金属氧化物纳米纤维均具有优良的光催化降解有机污染物效果;碳基金属氧化物纤维膜较金属氧化物纳米纤维和纯碳纳米纤维的电催化效果得到有效增强;金属氧化物纳米纤维与导电性良好的电极材料复合的电催化电极材料的电催化效果显著提升,可用于离子电池负极、金属-空气电池负极、生物检测感应器电极等方面;金属氧化物纳米纤维催化剂具有良好的表面效应、体积效应和量子尺寸效应,化学催化效率大大提高,可用于处理汽车尾气、处理水污染物、氧化丙烷脱氢制丙烯等方面。建议通过静电纺丝技术开发具有较高的柔韧性和力学性能、高催化效率、多功能性及高产量的纳米纤维膜催化剂。     

PFSA-PES-纳米颗粒复合纳米纤维的制备及催化性能

利用静电纺丝法制备了全氟磺酸(PFSA)-聚醚砜(PES)-纳米颗粒(SiO₂、TiO₂和Al₂O₃)复合纳米纤维,比较了SiO₂、TiO₂和Al₂O₃等不同纳米颗粒对磺酸基团在纤维表面分布的影响,并利用乙酸乙酯合成反应考察了纤维结构对表面磺酸基团活性的关系。结果表明:静电纺复合纳米纤维的比表面积可达85.6 m²·g^-1,纳米颗粒均匀分布在纤维表面,表面酸性中心占PFSA酸性基团总量最高达71.2%。酯化反应实验表明,复合纳米纤维具有很好的催化性能,纳米颗粒的存在可以提高酸中心的活性;同时,所得复合纳米纤维膜表现出很好的回收与可再生性能,有望作为一种对环境友好的固体酸催化剂。     

光学复合纳米纤维的研究进展

由于单一纳米纤维材料逐渐呈现出性能缺陷,复合纳米纤维材料受到人们的关注。光学复合纳米纤维因其独特的光学特性被广泛深入地研究。光学复合纳米纤维包括电化学发光复合纳米纤维和光致发光复合纳米纤维。综合近年来国内外光学复合纳米纤维光学特性的相关研究,介绍了应用广泛的联吡啶钌(Ru(bpy)2+3)、稀土元素、量子点及晶格或发光中心吸收发光的光学复合纳米纤维的制备、材料特点及应用。指出光学复合纳米纤维材料面临的一些亟需解决的问题,纳米纤维的光电特性的进一步提高,光学复合纳米纤维的应用领域的进一步扩大等;光学复合纳米纤维在生物传感、芯片实验室、纳米器件及医学等领域的应用前景广阔。     

静电纺丝纳米纤维在水体重金属及染料吸附中的研究进展

概述了在静电纺丝纳米纤维膜生产中,对含有重金属及有机染料的工业污水处理的应用研究进展。基于材料本身特性以及材料复合技术对各种纳米纤维吸附材料进行了总结,表明复合纳米纤维膜制备和化学改性是实现高吸附性材料的主要途径。展望了未来纳米纤维材料的研究方向,包括采用生物复合纳米纤维作为吸附材料、提高静电纺丝效率及提高纳米纤维的力学性能等。     

多孔有机笼在聚丙烯腈纳米纤维表面固载及其复合质子交换膜

质子交换膜（PEM）是质子交换膜燃料电池的核心部件,需具备选择性地快速传递质子的特性。多孔有机笼具有高比表面积、良好的化学稳定性和高吸水特性以及三维连通的质子传递路径,可提升PEM的质子传导性能。本文将多孔有机笼（CC3）原位固载到聚丙烯腈（PAN）纳米纤维表面,与Nafion复合制备了CC3/PAN-Nafion复合质子交换膜,对其结构和性能进行了研究,结果表明：CC3的固载改变了纤维的微观形貌,增加了纤维直径,使纳米纤维比表面积从9.57m²/g增加到113.6m²/g;将CC3/PAN引入复合膜显著提升了CC3/PAN-Nafion的热稳定性、吸水性、阻醇性以及质子传导性能,其中CC3/PAN-Nafion12在100%RH,80℃时质子传导率可达0.165S/cm,较Nafion膜提升了一倍。     

P123对聚醚砜纳米纤维膜结构和性能的影响

通过静电纺丝法制备了聚醚砜(PES)/聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123,PEO₂₀PPO₇₀PEO₂₀,M_a=5800)纳米纤维膜,考察了P123含量对纺丝液的黏度和表面张力的影响,以及对所制备的纳米纤维膜的结构和性能的影响。实验结果表明:P123含量从3%(质量)增至9%时,其纺丝液的黏度由300 mPa·s增至1000 mPa·s,表面张力在36.5～37.8 mN·m^-1范围内;P123改性的PES纳米纤维直径约为360 nm,分布均匀,其表面也比较光滑,取向趋于一致;此外,该纳米纤维膜具有良好的机械性能和耐溶胀性能,较大的比表面积(>39 m²·g^-1),孔隙率,可用作催化剂载体。     

IL/GO/PVP/PVDF改性膜处理重金属离子的研究

将离子液体（IL）1-乙基-3-甲基咪■六氟磷酸盐（[EMIM]PF₆）、氧化石墨烯（GO）、聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP）、聚偏氟乙烯（PVDF）、二甲基甲酰胺（DMF）共混制备IL/GO/PVP/PVDF改性超滤膜。以IL/GO复合添加剂为变量,测试了膜对Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺ 3种重金属离子的截留率和抗污染率,并探究了离子浓度和pH对膜截留性能的影响。结果表明,IL/GO的添加降低了超滤膜接触角,有效提高了膜表面的亲水性。当IL/GO复合添加剂质量分数为4%/0.6%时膜的综合性能最佳,对Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺的截留率可达96.31%、97.72%、96.47%,受污染后通量恢复率为79.24%、85.70%、82.28%。     

电纺纳米纤维取向对其特性的影响

传统静电纺丝技术制备的纳米纤维在收集装置中随机排列，取向度较低，性能较弱，限制了其应用。通过改进收集装置可获得有序排列的取向纳米纤维，取向纳米纤维在组织工程、传感器、增强材料和能源等领域具有极大地应用潜力，得到研究工作者们的广泛关注。制备高性能、低成本的纳米纤维材料已成为目前的研究目标和趋势。通过增加纤维取向度，纳米纤维分别在导电性能、压电性能、热稳定性、力学性能和光学性能上得到增强。指出借助纤维的取向，促使复合纳米纤维材料的性能改善及其在材料领域的应用。总结取向纳米纤维的特性优于随机排列纳米纤维的原理。     

蜈蚣草燃烧过程中As迁移转化规律

蜈蚣草是砷（As）的高富集植物,为研究蜈蚣草燃烧过程中As的迁移规律及形态演变,在管式炉中对蜈蚣草进行了燃烧实验,实验发现：蜈蚣草中As挥发率随温度的升高先增加后减小,在500℃达到最高。500℃之前挥发率升高是由于低温区无机As的挥发;温度高于500℃时挥发率下降,是由于As的快速氧化使挥发的As³⁺减少以及灰中元素对As的固定作用。蜈蚣草燃烧后底灰中的水溶As主要是As⁵⁺,其含量随着温度的升高先降低再增加,800℃到达峰值,占原样品As含量的81%。在400~500℃之间,水溶As⁵⁺含量下降主要是由于As的挥发率增加;在500~700℃之间,As的固定主要为灰的物理吸附;当温度到800℃,As的固定主要为化学吸附。水溶As⁵⁺的比例在900℃时有所下降,可能是因为温度过高使生物质灰烧结,As⁵⁺无法充分溶解,使测量到的As⁵⁺含量减少。综合考虑As的回收再利用工艺,推荐800℃为蜈蚣草的最佳燃烧温度。     

最新专利

<正>吸波复合纳米纤维材料纺织组合物及制备方法 本发明涉及复合纤维材料,组合物含聚丙烯腈基碳 80％-96％,纳米碳化硅4％-20％,镍粉为纤维重量的 6％-20％,助剂5％-8％。步骤:纳米碳化硅与聚丙烯 腈基碳和助剂经超声波震荡、混合、挤出生产复合母粒, 共聚单体聚合、共混制成聚丙烯腈基碳吸波纤维;碳化 硅/镍纤维进行纺丝;纺好的丝预氧化,炭化,石墨化,表 面镍处理,纺织、产品。屏蔽波段范围宽、电磁波吸收率 高、性能独特,不产生二次污染。     

静电纺丝法制备碳包覆分级多孔Na3V2(PO4)3/C纳米纤维及电化学性能研究

Na₃V₂(PO₄)₃具有稳定的高共价三维骨架和高钠离子电导率，能够满足高性能钠离子电池正极材料的大多数要求。然而，聚阴离子基团的宽带隙特性导致其电子导电率低，极大地限制了其倍率性能。针对此问题，本工作通过静电纺丝法对Na₃V₂(PO₄)₃进行碳包覆和纳米化改性，制备出具有分级多孔结构的复合纳米纤维。研究发现，热处理的时间是构建稳定碳结构框架及控制纳米颗粒在纤维内部的尺寸和分散的关键因素。碳化时间为4 h制备的复合纳米纤维由均匀直径的200 nm左右纤维组成，表面有丰富的孔洞，Na₃V₂(PO₄)₃颗粒被纤维包裹在内部。该复合纤维表现出优异的电化学性能：在1 C倍率下，初始放电比容量为95.5 mAh g^-1,600次循环后，容量保持率为83.4%；在50和100 C的高倍率下，其放电比容量也能分别高达4...     

聚酰亚胺(PI)锂电池隔膜材料的研究进展

介绍了聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜和多种PI复合材料纳米纤维膜,包括共聚型PI纳米纤维膜,含特殊基团的PI纳米纤维膜以及PI与金属或金属氧化物等复合而成的纳米纤维膜,并详细介绍了这几种纳米纤维膜作为锂电池隔膜的优越性和PI纳米纤维膜的几种制备方法,最后综述了近几年来PI锂电池隔膜材料在国内外的发展状况,并对其作出了展望。     

固相法制备掺杂型高色度CoxM1-xAl2O4/高岭土复合颜料

为了制备低成本、高色度的钴蓝颜料,本文以高岭土为载体,以Al₂O₃和Co₃O₄为主要原料,通过引入ZnO、CaO及MgO不同金属氧化物,采用固相法制备了高色度(Co_xM_1-xAl₂O₄)/高岭土复合颜料(M为Ca²⁺、Mg²⁺或Zn²⁺)。系统考察了研磨时间、煅烧温度、煅烧时间和不同金属氧化物掺量对复合颜料呈色性能的影响规律。研究表明,在煅烧温度1 200 ℃、研磨时间12 h和n(Co²⁺)/n(M²⁺)为3:2时,制得的复合颜料具有最好的呈色性能(L^*=53.68,a^*=7.58,b^*=-62.89)。同时,引入不同的金属元素,可实现对复合颜料颜色的调控,引入Ca²⁺后,所制备的Co_xCa_1-xAl₂O₄复合颜料偏红相,而引入Zn²⁺后,所制备的Co_xZn_1-xAl₂O₄复合颜料偏绿相。通过相关表征,提出了复合颜料的呈色机理,在颜料制备过程中,引入与Co²⁺离子半径接近的Mg²⁺或Zn²⁺,Mg²⁺或Zn²⁺可进入CoAl₂O₄的四面体配位中,部分替代Co²⁺,形成MgAl₂O₄-CoAl₂O₄或ZnAl₂O₄-CoAl₂O₄的固溶体,而引入离子半径较大的Ca²⁺,形成CaAl₂O₄和CoAl₂O₄的均相混合物。最后,将制得复合颜料应用到有机硅耐热涂料中,可以明显提高有机硅涂料的热稳定性。     

碳纤维包裹金属氧化物的电容器用柔性电极及制备方法

正本发明公开一种碳纤维包裹金属氧化物的电容器用柔性电极及制备方法,通过对金属氧化物纳米粒子表面修饰等,可利用静电纺丝技术制备碳纳米纤维(一维碳材料)腔内包裹金属氧化物纳米粒子柔性膜,用于柔性超级电容电极。不仅柔性好,而且碳纳米纤维可为金属氧化物那纳     

基于静电纺丝技术的PLGA载药纳米纤维膜的制备工艺

同轴静电纺丝法制备的聚乳酸-乙醇酸(PLGA)纳米纤维具有良好的生物相容性和生物可降解性, 加之其高孔隙率和高透氧率, 使其能成为优良的药物载体。本文初步摸索了PLGA的同轴静电纺丝的工艺条件, 并通过同轴静电纺丝法制备了PLGA载氟比洛芬酯(FA)的纳米纤维膜, 应用扫描电子显微镜、红外光谱分析观察纤维的表观形貌并确定其微观结构。重点探究了不同溶剂配比的混合溶剂对载药纤维膜药物释放性能影响。研究结果表明在U⁺为+15.00kV, U^-为-2.50kV, 接受距离为15cm, 壳层推进速度为0.4mm/min, 芯层推进速度为0.1mm/min进行静电纺丝时, 所制备的PLGA(壳)/PVP+FA(核)复合载药纤维膜壳核结构良好, 且成功载了约0.5%的FA。当改变壳层混合溶剂(DCM和DMF)和芯层混合溶剂(无水乙醇和DMF)体积比时, 纤维直径会随着DMF的减少而增大。     

电纺zein-SLS纤维膜的制备及其离子吸附性能研究

选用玉米醇溶蛋白（zein）作为鞘层包裹材料、木质素磺酸钠（SLS）作为芯层强化材料，采用同轴电纺技术制备了可有效吸附重金属离子的zein-SLS纤维膜。优化了膜制备工艺条件，确定纺丝电压适宜为14 kV，芯鞘层进料速率比适宜为1∶1。TEM证实，SLS被成功包埋于zein纤维膜中，但其负载量、包埋率和流失率受溶液pH的影响。离子吸附测试结果表明，SLS的加入可强化zein纤维膜对三种金属离子Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的吸附效果，其中对Zn²⁺吸附能力的强化效果最为显著，上述吸附过程符合准二级吸附动力学模型。同时，在酸性条件下，随着pH的上升，zein纤维膜对Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺的吸附能力逐渐提高。     

SF/PHBV复合纳米纤维膜的制备及其性能研究

研究了丝素蛋白/聚羟基丁酸戊酸酯(SF/PHBV)复合纳米纤维膜的性能,探讨了该纳米纤维作为组织工程支架的可行性。通过静电纺丝技术制备了三种质量比例的SF/PHBV复合纳米纤维膜,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、差示扫描量热仪和单立柱材料试验机研究了它们的形态结构、热学及力学性能。结果表明:三种质量比例的SF/PHBV复合纳米纤维膜均具有多孔、比表面积大、结构稳定、热稳定及力学性能良好等特性,且随着SF组分的增加,SF/PHBV复合纳米纤维膜孔隙逐渐变小,纤维膜成形效果更好,熔点逐渐降低,断裂强度降低,断裂伸长率增大。