微生物生长载体磁性PCL/PAN复合纳米纤维膜的制备及性能研究

以聚己内酯(PCL)和聚丙烯腈(PAN)为溶质,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和三氯甲烷(TCM)为溶剂,加入磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米粒子,利用静电纺丝技术制备磁性PCL/PAN复合纳米纤维膜,将其作为微生物生长载体应用于污水处理中。试验结果表明:PAN的加入改变了纤维内部结晶的位置,复合纳米纤维直径较小,直径分布较均匀,基本无粘连现象;复合纳米纤维膜力学性能较好,其作为微生物生长载体对污水处理的效果较好,可重复利用。     

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...     

电纺丝技术制备无机/有机复合纳米纤维的研究进展

静电纺丝法是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝的加工技术,是获得纳米尺寸长纤维的有效方法之一。目前电纺丝技术逐渐转移到无机/有机纳米复合纤维的制备方面。回顾了近年来电纺丝技术制备无机/有机复合纳米纤维的研究进展,包括:半导体纳米粒子/聚合物复合纳米纤维的制备,无机氧化物纳米粒子/聚合物复合纳米纤维的制备以及贵金属纳米粒子/聚合物复合纳米纤维的制备。     

聚乙烯吡咯烷酮/银纳米复合纤维膜的制备及抗菌性

通过液相原位还原法(用乙醇还原硝酸银)获得了合有银纳米粒子的溶胶,从而制得聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/银纳米粒子/乙醇纺丝液;再利用静电纺丝技术,得到了含有银纳米粒子的PVP纳米复合纤维膜.利用紫外光谱仪(UV-vis)对溶胶内银纳米粒子进行了表征,运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纤维及其内部的纳米粒子的形貌结构和分布进行了表征,并且测试了该样品对大肠埃希菌的抗菌性能.结果表明:利用静电纺丝方法可制取PVP/银纳米粒子复合纤维膜,该膜具有抗菌性.     

ZnO/PAN基纳米碳纤维膜的制备及其光催化性能的研究（英文）

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为极性溶剂溶解醋酸锌(Zn(Ac)_2·2H_2O),然后加入聚丙烯腈(PAN)制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PAN/Zn(Ac)_2复合纳米纤维膜,将PAN/Zn(Ac)_2复合纳米纤维膜在真空管式炉中经过高温煅烧得到PAN基碳纤维/氧化锌(CF/ZnO)纳米纤维膜,以CF/ZnO纳米纤维膜为光催化剂,亚甲基蓝为污染物,进行光催化降解实验,研究了Zn(Ac)_2含量对PAN/Zn(Ac)_2复合纳米纤维形貌、性能的影响,以及CF/ZnO纳米纤维膜的光催化性能。结果表明:Zn(Ac)_2的掺入并未对PAN的化学结构产生影响,二者属于物理结合,Zn(Ac)_2能较均匀地分布在纤维的内部;随着Zn(Ac)_2含量的增加,CF/ZnO纳米纤维膜对亚甲基蓝的降解率会提高,当Zn(Ac)_2质量分数(相对PAN)为60%时,可见光照射80 min后CF/ZnO纳米纤维膜对亚甲基蓝的降解率达到91.6%。     

PAN/TiO_2纳米纤维膜的制备及性能研究

将聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛(TiO_2)溶于N,N-二甲基甲酰胺中,配制成混合溶液,通过静电纺丝制备PAN/TiO_2纳米纤维膜,研究了纳米TiO_2含量对PAN/TiO_2纳米纤维膜的结构与性能的影响。结果表明:随着TiO_2含量增加,PAN/TiO_2纳米纤维膜的平均直径稍许增大,但其外观形貌越来越差;TiO_2的加入对PAN/TiO_2纳米纤维膜的分子结构没有影响;随着TiO_2含量的增加,PAN/TiO_2纳米纤维膜的玻璃化转变温度和熔融温度升高,表面接触角下降,即耐热性能和润湿性能提高。     

纳米雾化技术构筑EVOH/TiO2-TMPS超疏水纤维膜

利用高压静电纺丝构造聚乙烯–乙烯醇(EVOH)纤维膜,在纺丝过程中利用钛酸丁酯(TBT)–乙醇溶液通过纳米雾化原位水解制得TiO_2纳米粒子,并在成膜后利用丙基三甲氧基硅烷(TMPS)表面修饰TiO_2,通过这三种微观结构构筑方法的有机协同,制得EVOH/TiO_2–TMPS纤维膜。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、紫外能谱和接触角测量仪,研究纤维膜的表面形貌、化学结构、紫外光吸收能力及疏水性能。结果表明,纳米雾化技术的复合效果显著,EVOH/TiO_2–TMPS纤维膜微结构化程度明显;TiO_2成功接枝TMPS,构造出疏水TiO_2纳米粒子;原位复合的TiO_2纳米粒子使纤维膜表现出优异的紫外光吸收能力;当TBT溶液浓度为0.1 mol/L时,EVOH/TiO_2–TMPS纤维膜的接触角达到153.4°,表明成功制备了超疏水纤维膜。     

PAN-O/MMT复合纳米纤维膜的制备及染料吸附性能

利用静电纺丝法制备了含有不同质量分数(0、1%、3%、5%)有机改性蒙脱土(O/MMT)的聚丙烯腈复合纳米纤维膜,通过亚甲基蓝吸附分析比较了纤维膜的吸附性能。利用粘度、电导率、表面张力分析了MMT的含量对纺丝液性质的影响,利用扫描电子显微镜分析了不同比例O/MMT的加入对所制备的复合纳米纤维的形貌结构的影响,傅里叶变换红外光谱分析结果证实了O/MMT和PAN形成了纳米复合结构,同时借助热重分析仪分析了O/MMT的加入对复合纳米纤维膜热性能的影响。结果表明,随着O/MMT含量的增加,纤维变细、珠节增加,纤维膜的亚甲基蓝吸附能力也同时提高。     

聚乳酸/肉桂醛复合纳米纤维膜的制备及表征

采用水溶液饱和法制备了肉桂醛/β环糊精包合物,将其添加到聚乳酸（PLA）溶液中,利用静电纺丝技术制备PLA/肉桂醛复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)探讨了静电纺丝条件对PLA纳米纤维膜纤维直径及表面形貌的影响,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)对PLA/肉桂醛复合纳米纤维膜做了特征官能团分析,并对其热力学性能、力学性能及抗菌性能进行了表征。结果表明,制备的PLA/肉桂醛复合纳米纤维膜纤维形态良好,平均直径为175 nm,FT IR研究显示肉桂醛与PLA之间属于物理混合。该复合纳米纤维膜热分解温度265.52 ℃,拉伸强度为2.45 MPa,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都具有抑菌性,其中对金黄色葡萄球菌的抑菌性最强。     

PAN/β-CD复合纳米纤维膜的制备及其对中性红的吸附

采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)/β-环糊精(β-CD)复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜观察PAN/β-CD复合纳米纤维的表面形貌,利用傅里叶变换红外光谱和X射线衍射初步分析复合纳米纤维的结构,采用紫外可见光分光光度计考察复合纳米纤维膜对中性红的吸附性能。结果表明:PAN/β-CD复合纳米纤维表面光滑且直径均匀;在所研究范围内,β-CD较均匀地分散在复合纳米纤维中并保留自身的空腔结构;w(PAN)为10%,w(β-CD)为4%时,所制复合纳米纤维膜对中性红的吸附率高达78.0%;吸附过程是自发进行的,符合Langmuir等温吸附方程。     

聚丙烯腈螯合纳米纤维膜对重金属离子的选择性吸附研究

利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,在盐酸羟胺溶液中对PAN纳米纤维膜进行化学改性,得到PAN螯合(A-PAN)纳米纤维膜。结果表明:反应温度的升高使PAN分子中腈基转化为偕胺肟基团的转化率增大,但同时会在一定程度上破坏A-PAN的结晶结构,纤维膜柔韧性降低。A-PAN纤维膜对Fe~(3+),Cu~(2+),Pb~(2+)混合离子的吸附具有选择性,吸附过程可用伪二级动力学方程描述,表明偕胺肟基团对金属离子的吸附过程受金属离子的扩散和两者的配位反应共同控制,为化学吸附。其中,A-PAN纤维膜对Fe~(3+)的吸附量最大,平衡吸附量可达117.42 mg/g。A-PAN纤维膜在重金属污染治理、贵金属的富集与回收等方面具有潜在的应用价值。     

碳纳米管-聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及对亚甲基蓝的吸附

采用静电纺丝技术制备碳纳米管-聚丙烯腈(CNT-PAN)复合纳米纤维膜,以期利用CNT增强PAN纳米纤维的力学性能和染料吸附性能。通过扫描电子显微镜、物理吸附仪和电子万能试验机等对不同CNT含量的复合纤维膜的微观结构、孔隙率、比表面积以及力学性能进行了表征分析。以亚甲基蓝为模板分子研究了不同条件下纳米纤维膜对染料的吸附效果。结果表明,随着CNT含量的增加,纳米纤维的直径略微增大,膜孔隙率和孔径变化不大。CNT的加入明显提高了PAN的力学性能和对染料的吸附性能,CNT的质量分数为10%时CNT-PAN复合纳米纤维膜的性能最佳,与纯PAN纤维膜相比,断裂强度提高了152%,染料吸附率提高了将近30%。     

磁场辅助静电纺PAN纳米纤维有序度的研究

采用磁场辅助静电纺丝法制备了有序聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,分析了PAN/二甲基甲酰胺(DMF)溶液浓度、纺丝电压、注射速度、磁铁间距和溶剂DMF及DMF与二甲基亚砜(DMSO)混合溶剂等因素对PAN纤维有序度的影响。结果表明:随着PAN/DMF溶液中PAN浓度增大,PAN纤维有序度逐渐增大;注射速度对纤维有序度影响不明显;随着纺丝电压和磁铁间距增大,PAN纤维有序度先增大后减小;DMSO的加入,使溶液可纺性降低,不利于纤维有序排列;对于PAN/DMF溶液体系,适宜的磁场辅助静电纺丝的工艺参数为PAN质量分数12%,纺丝距离12 cm,电压14 k V,注射速度0.5 m L/h,磁铁间距2.5 cm,纺丝得到的PAN纳米纤维的有序度为92%。     

运用静电纺丝技术制备金/壳聚糖/PVP复合纳米纤维

在加热条件下,以乙酸作为溶剂,用壳聚糖还原氯金酸制备了金纳米粒子。壳聚糖分子还保护了生成的金纳米颗粒,因此壳聚糖既为还原剂又是保护剂。紫外吸收光谱证实了溶液内金纳米粒子的存在。采用静电纺丝技术制备了含有金纳米粒子的壳聚糖/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纳米纤维。运用透射电镜(TEM)对纤维的表面形貌及纤维内的金纳米粒子的分布进行了表征。     

静电纺丝法制备聚酰亚胺/碳化硅复合纳米纤维

利用聚酰胺酸(PAA)溶液和纳米碳化硅(SiC)混合物作为纺丝液,通过静电纺丝法制备聚酰胺酸/碳化硅(PAA/SiC)复合纳米纤维,PAA/SiC复合纳米纤维亚胺化后得到聚酰亚胺/碳化硅(PI/SiC)复合纳米纤维。研究了PAA溶液中PAA含量、纺丝电压、纺丝距离及SiC含量对PAA/SiC复合纳米纤维形貌的影响,利用热重法分析了PI/SiC复合纳米纤维的热稳定性。结果表明,使用固含量为15%的PAA溶液作为基体材料,再将纳米SiC以6%的含量均匀分散于基体材料中制备出纺丝液,在纺丝电压为10～18kV左右、纺丝距离为15cm时,可制备出直径250nm左右、光滑、连续、SiC分布均匀的PAA/SiC复合纳米纤维。PI/SiC复合纳米纤维热稳定性优异,氮气气氛中热分解温度为550℃。     

溶液参数对静电纺丝PAN@PS复合纳米纤维形貌及结构的影响

采用同轴静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)溶液为核层、聚苯乙烯(PS)溶液为壳层,制备了PAN@PS复合纳米纤维。研究了纺丝液浓度、溶剂种类对PAN@PS复合纳米纤维形貌和结构的影响。结果表明:PS/四氢呋喃(THF)作为壳层溶液的复合纳米纤维(PAN@PS/THF)可获得相界面清晰的同轴纤维。随PS纺丝液浓度的增加,纤维的直径先增大后有所减小,整体呈现递增的趋势,当PS/THF质量分数为20%时,纤维直径约为693 nm且表面光滑。而以质量分数为20%的PS/二甲基甲酰胺(DMF)为壳层溶液的复合纳米纤维(PAN@PS/DMF)直径有所增加且纤维表面凹凸不平,呈现双相连续的结构。因此,在静电纺丝过程中,可以通过改变纺丝液的参数来调节纤维的形貌和结构。     

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。     

PAN/β-CD复合纳米纤维膜的制备及吸附性能研究

以聚丙烯腈(PAN)和β-环糊精(β-CD)为原料,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,通过静电纺丝制备出不同β-CD含量的PAN/β-CD复合纳米纤维膜。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、孔径及比表面积测定仪、紫外分光光度计对纳米纤维膜的形貌、结构、比表面积以及吸附性能进行了表征。结果表明:PAN/β-CD复合纳米纤维膜中,β-CD和PAN之间为简单的物理共混,β-CD保留了空腔结构;随着β-CD含量的增加,PAN/β-CD复合纳米纤维膜的直径增加,比表面积减小,对亚甲基蓝的吸附率增加;当β-CD相对PAN质量分数为40%时,PAN/β-CD复合纳米纤维膜的纤维直径粗细均匀,比表面积较小,为9.652 m2/g,对亚甲基蓝的吸附率较大,为97.48%。     

不同相对湿度下亲疏水纳米纤维膜空气过滤性能实验研究

利用静电纺丝法制备了表面静态接触角为23.6°的具有亲水功能的PAN/PVP复合纳米纤维膜、接触角为81.2°的PAN纳米纤维膜、接触角为131.9°的具有疏水功能的PAN/PVDF复合纳米纤维膜。利用自行搭建的空气过滤实验台,在40%、55%、70%三种相对湿度下对三种纳米纤维膜进行空气过滤实验,对纳米纤维膜的过滤效率、阻力损失及品质因子进行分析。结果表明：三种纳米纤维膜的过滤效率随着相对湿度的增大而升高,PAN/PVP膜和PAN膜的阻力损失随着相对湿度的增大而增加,PAN/PVDF的阻力损失随着相对湿度的增大而减小;PAN/PVP膜和PAN膜的品质因子随着相对湿度的增大而减小,PAN/PVDF膜的品质因子随着相对湿度的增大而增大,湿度越大,PAN/PVDF纳米纤维膜的过滤性能越显著。     

水性聚氨酯/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及结构研究

将水性聚氨酯(WPUR)与聚乙烯醇(PVAL)按照不同质量比制备质量分数为8%的纺丝溶液,通过静电纺丝制备WPUR/PVAL复合纳米纤维。运用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对WPUR与PVAL质量比不同的纺丝溶液制备的复合纳米纤维的微观形貌和结构进行分析。实验结果表明,PVAL的含量对复合纳米纤维的形成和形貌起着决定性的作用,随着溶液中PVAL含量的增加,纺丝过程中纺丝液逐渐从不连续复合纳米纤维转变为连续均匀的复合纳米纤维,纤维直径逐渐增大,当纺丝液中WPUR与PVAL的质量比为30∶70时,得到的复合纳米纤维形貌最佳,其平均直径为330.8 nm,具有最小标准差,为22 nm,同时随着纺丝溶液中PVAL含量的增加,所得复合纳米纤维的结晶性能增强。