静电纺丝法制备钛酸钡纳米纤维的工艺研究

以乙酸钡和钛酸四丁酯为原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mw=1 300 000)为粘性剂,采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了高长/径比的钛酸钡纳米纤维(BaTiO3 NFs)。研究了乙酸-乙醇-去离子水、乙酸-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-去离子水和乙酸-DMF-乙酰丙酮3种纺丝溶剂对纤维直径的影响,结果表明,经900℃煅烧处理后的BaTiO3 NFs主相为立方相。当PVP含量为8.7%(质量分数,下同)时,乙酸-DMF-乙酰丙酮为优化的纺丝溶剂,此时制备的BaTiO3 NFs直径最小,为200 nm,长/径比最大,为100:1;在此基础上,又采用正交实验法,考察了针头到接收器的距离、纺丝液流率和纺丝电压等纺丝参数对BaTiO3 NFs纤维长/径比的影响,结果发现,当针头到接收器的距离为21 cm、流率为0.5 mL/h以及纺丝电压为21 kV时,制备的BaTiO3 NFs形貌较均匀,直径为200 nm,长/径比最大,为125:1。