纳米石墨粉改善定形相变复合纤维膜的储热和放热速率

采用静电纺丝法制备了负载不同含量纳米石墨粉(NG)的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸(CA-LA-MA)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-LA-MA/PAN/NG定形相变复合纤维膜。分别采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和传热测试装置对定形相变复合纤维膜的化学性能、形貌结构、储热性能、热能储存和释放速率进行深入分析。研究结果表明,CA-LA-MA三元低共熔物成功地被吸附到PAN基复合纤维膜中。制备的定形相变复合纤维膜的相变融化温度约为19℃,相变焓值约为114～131kJ/kg。由于添加了具有高导热系数的NG使定形相变复合纤维膜的热能储存和释放效率明显提高了43%和42%。     

纳米石墨粉改善定形相变复合纤维膜的储热和放热速率EI北大核心CSCD

采用静电纺丝法制备了负载不同含量纳米石墨粉(NG)的聚丙烯腈(PAN)基复合纤维膜作为支撑材料,以癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸(CA-LA-MA)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CA-LA-MA/PAN/NG定形相变复合纤维膜。分别采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和传热测试装置对定形相变复合纤维膜的化学性能、形貌结构、储热性能、热能储存和释放速率进行深入分析。研究结果表明,CA-LA-MA三元低共熔物成功地被吸附到PAN基复合纤维膜中。制备的定形相变复合纤维膜的相变融化温度约为19℃,相变焓值约为114～131kJ/kg。由于添加了具有高导热系数的NG使定形相变复合纤维膜的热能储存和释放效率明显提高了43%和42%。     

CA-LA-MA-PA-SA/PAN/MWNTs-COOH相变复合纤维膜的结构与热性能

以脂肪酸五元低共熔物(CA-LA-MA-PA-SA)为固-液相变材料,以聚丙烯腈/羧基化多壁碳纳米管(PAN/MWNTs-COOH)复合纤维膜为支撑载体,其中PAN/MWNTs-COOH的质量比例为95/5和90/10,通过物理吸附法制备CA-LA-MA-PA-SA/PAN/MWNTs-COOH定形相变复合纤维膜。系统分析了复合纤维膜的形态结构、相变温度和焓值、储放热速率。SEM观察结果表明CA-LAMA-PA-SA五元低共熔物被成功地吸附到静电纺PAN/MWNTs-COOH复合纤维膜的多孔网络结构中。DSC测试结果表明制备的纤维膜的相变融化温度和焓值约为19℃和121～129kJ/kg。传热测试结果表明添加MWNTs-COOH后复合纤维膜的储热和放热效率得到显著提高。     

沉积Ag纳米层改善定型相变复合纤维膜的传热性能

以癸酸(CA)、月桂酸(LA)和肉豆蔻酸(MA)为原料制备了新型的脂肪酸三元低共熔物(CA-LA-MA),并将其作为固-液相变材料,以沉积2 h银(Ag)纳米颗粒的静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜为支撑材料,通过物理吸附法制备了新型的CA-LA-MA/PAN和CA-LA-MA/PAN/Ag定型相变复合纤维膜。研究了磁控溅射Ag纳米层对定型相变复合纤维传热性能的影响。结果表明,沉积Ag纳米层后定型相变复合纤维膜的储热和放热时间分别缩短了31%和25%。制备的CA-LA-MA/PAN/Ag定型相变复合纤维膜的融化温度和结晶温度分别为19.87℃和11.63℃,融化焓值和结晶焓值分别为123.1 kJ/kg和121.5 kJ/kg。     

磁控溅射法提高定型相变材料的储热和放热速率

首先采用磁控溅射法在静电纺聚氨酯(PU)纤维膜表面沉积纳米银(Ag)导热金属薄膜,并将其作为支撑材料,通过物理吸附法吸附癸酸-月桂酸-肉豆蔻酸-棕榈酸四元低共熔物(CA-LA-MA-PA),制备出新型的CALA-MA-PA/PU/Ag定型相变复合纤维膜。EDX测试结果显示Ag纳米颗粒已经被成功地沉积到静电纺PU纤维膜上。SEM图像显示经过磁控溅射后静电纺PU纤维的直径明显增加,CA-LA-MA-PA四元低共熔物被均匀地吸附到PU和PU/Ag纤维膜的孔隙结构中。热分析结果表明CA-LA-MA-PA/PU/Ag定型相变复合纤维膜的融化温度和融化焓值分别为17℃和94.81kJ/kg。与CA-LA-MA-PA/PU定型相变复合纤维膜相比较,CALA-MA-PA/PU/Ag定型相变复合纤维膜的储热和放热时间分别缩短了约42%和24%。     

纳米碳化硅改善CPS/PAN相变复合纤维膜的传热速率

以不同质量比例的聚丙烯腈/纳米碳化硅(PAN/SiC)复合纤维膜为支撑材料,以癸酸-棕榈酸-硬脂酸(CPS)三元低共熔物为固-液相变材料,通过物理吸附法制备CPS/PAN/SiC定形相变复合纤维膜。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和传热测试装置研究不同含量纳米SiC对定形相变复合纤维膜的形貌特征、储热性能、热能储存和释放速率的影响。SEM图像显示负载不同含量纳米SiC对CPS/PAN/SiC定形相变复合纤维膜的形貌结构没有显著影响。DSC测试结果表明随着支撑纤维膜中SiC颗粒含量的增加,定形相变复合纤维膜的相变温度和相变焓值没有明显变化。根据传热测试数据显示随着纳米SiC含量的增加,定形相变复合纤维膜的融化与结晶时间显著缩短了约20%~46%。     

PAN/CA复合纳米纤维膜的制备及性能表征

为了研究聚丙烯腈/二醋酸(PAN/CA)复合纳米纤维膜的截滤性能,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,将PAN/CA以质量比分别为100/0、90/10、80/20共混配制成质量分数为10%的溶液,以静电纺丝技术,制备PAN/CA复合纳米纤维膜.借助扫描电镜(SEM)及相关测试软件,测出复合纳米纤维的平均直径分布...     

氨基化PAN@SiO2纳米纤维膜除铬性能研究

结合静电纺丝技术和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯腈(PAN)@SiO_2纳米纤维膜,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对PAN@SiO_2纳米纤维膜进行氨基改性,成功制备出APAN@SiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱等方法对纳米纤维膜的形貌、结构进行分析,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对纤维膜的除Cr(Ⅵ)能力进行表征。结果表明:纳米SiO_2颗粒在PAN纳米纤维膜表面生长后,使得PAN纳米纤维膜的比表面积从8.76m~2/g增大到13.32m~2/g;APAN@SiO_2复合纳米纤维膜的机械性能优异;在Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100mg/L、SiO_2溶胶-凝胶时间为6h、KH550体积分数为2%条件下,APAN@SiO_2复合纳米纤维膜除铬效果最好,最大吸附量达到112.6mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。循环吸附实验表明,APAN@SiO_2复合纳米纤维膜经过4次循环实验后,除铬效率依然保持在50%以上。     

固定漆酶对水溶液中多苯酚的吸附与生物催化

采用静电纺制备聚丙烯腈/纳米蒙脱土(PAN/MMT)复合纳米纤维膜,将其置于漆酶溶液中用于漆酶的固定,再将固定有漆酶的纳米纤维膜用于多酚氧化物的催化与吸附。采用扫描电镜(SEM)对PAN和PAN/MMT纤维膜进行观察;采用可见光分光光度计研究酶的温度稳定性、酸碱稳定性、存储稳定性和重复使用稳定性;并用可见光分光光度计测量不同反应时间的多酚溶液。结果表明:固定化漆酶的温度稳定性、pH稳定性、以及存储稳定性均有一定程度的提高;在5次重复试验后,固定化酶的活性仍高于原始活性的50%;多酚物质被漆酶有效催化,而最终反应物被PAN/MMT复合纤维膜吸收。     

聚丙烯腈/UV327复合纳米纤维膜的防紫外线性能

为了制备防紫外线纳米纤维膜,并开发具有防紫外线功能的纳米纤维纺织品,文中利用静电纺丝技术,将聚丙烯腈(PAN)和紫外线吸收剂UV327的混合溶液纺制成PAN/UV327复合纤维,测试分析了纳米纤维膜的结构和性能。结果表明,PAN/UV327纳米纤维具有较小的纤维直径和直径标准差,其拉伸强度高,伸长率较小;因为UV327含有亲水性的羟基,所以PAN/UV327纳米纤维膜的水接触角更小,润湿性更好。相对纯PAN纳米纤维膜,PAN/UV327纳米纤维膜具有优异的紫外线吸收性能和紫外线防护性能。当纤维膜的厚度为25μm时,PAN纳米纤维膜的紫外线防护系数(UPF)值为21.28,PAN/UV327纳米纤维膜的UPF值为1502.37～1806.05;当纤维膜的厚度从5μm增加到35μm时,2~#PAN/UV327纳米纤维膜的UPF值从50.18增加到1882.28。     

碳/SiO_2纳米纤维膜基定形相变材料的制备及性能

研究首先制得二元脂肪酸低共熔物,然后将用静电纺丝法制备不同SiO2含量的、并对其进行炭化的PAN/SiO2纳米纤维膜作为支撑材料,吸附二元脂肪酸低共熔物制得碳/SiO2纳米纤维膜基定形相变材料(CSNPCM),利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)等对制备出的定形相变材料的形貌结构和储热性能进行分析和表征。随着SiO2含量的增加,定形相变材料对二元脂肪酸低共熔物的吸附容量有所降低。SEM结果表明,二元脂肪酸低共熔物均匀地包埋、分散在多孔纳米纤维膜的三维网络结构中。DSC测试结果表明,SiO2的加入降低了定形相变材料的相变潜热,对其相变温度无太大影响。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)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;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PVAc、PVAc纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)分析了PVAc的加入对复合纤维膜热性能的影响。结果表明,当m(PAN)∶m(PVAc)=5∶5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PAN与PVAc之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜的制备及表征

在聚丙烯腈(PAN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)体系中加入钛酸四丁脂水解溶胶,通过静电纺丝技术得到纳米纤维膜,经预氧化、炭化、活化制备出TiO2/活性炭复合纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线能谱、热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射以及测定Zeta电位和表面接触角等手段对TiO2/活性炭复合纳米纤维膜进行表征。结果表明,当V(PAN)∶V(DMF)∶V(Ti(OH)4)溶胶=3∶17∶3时,可制得纤维直径为600～700nm的TiO2/活性炭复合纳米纤维膜。纳米TiO2在TiO2/活性炭复合纳米纤维膜中分布均匀,晶型结构易于控制;TiO2/活性炭复合纳米纤维膜有较强的光催化活性和吸附活性,可以作为环境功能材料使用。     

静电纺PAN/PVP亲水纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

相较于传统纤维材料，纳米纤维膜因其高比表面积和超细孔隙率更适合用作空气过滤材料，此外传统的聚丙烯(PP)过滤材料亲水性差，水汽易聚集从而降低其过滤性能；针对传统空气过滤材料亲水性差的问题，基于静电纺丝的方法，以聚丙烯腈(PAN)和强亲水性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纺丝原料，制备了PAN/PVP纳米纤维膜，探讨了亲水材料PVP对其纳米纤维膜亲水和过滤性能的影响。采用傅里叶红外光谱、扫描电镜表征了纳米纤维膜的结构，由于亲水性材料PVP的引入，纺丝时纤维中静电导通性好，纺丝液能很好地被拉伸，使纤维直径变小，PVP添加质量为30%时纳米纤维膜的平均直径最小为358.12nm;此外，PVP的引入提高了纳米纤维膜的亲水性能，PVP添加质量为40%时其静态接触角为(11.5±2.5)°;但纳米过滤膜亲水性的增加会影响其过滤效率，PVP添加质量为10%时纳米纤维膜的过滤效率最高为83.4%±3.6%,纤维膜克重为1.17g/m²时品质因子最高为0.10Pa^-1,纳米纤维膜具有优异的循环稳定性，300min内过滤稳定性好且过滤压力较低，可应用于对循环过滤性能...     

静电纺纤维素纳米晶体/壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

通过探索纤维素纳米晶体（CNC）添加量对壳聚糖-聚乙烯醇（CS-PVA）基体性能的影响,为静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维的制备提供理论支撑。以CNC、CS和PVA为原料,采用静电纺丝法成功制备不同CNC含量（质量分数）的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维,并通过SEM、TGA和FTIR等分析手段对CNC/CS-PVA复合纳米纤维的微观结构和性能进行了表征。结果表明：添加CNC后静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径变大,表面变粗糙,力学性能和热学性能提高;随着CNC含量的增加,静电纺CNC/CS-PVA纤维的杨氏模量（E）和抗拉强度（σ）先增强后减弱,而外延起始温度继续上升。当CNC含量为3wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维力学性能最好,相比于CS-PVA复合纳米纤维,E和σ分别提高了43.9%和24.8%;当CNC含量为20wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径分布不均匀,可以观察到单根纤维表面存在少量的球状结构物质,同时外延起始温度达到328.83℃;FTIR分析得出,CNC与CS和PVA之间只存在分子间的相互作用而没有发生化学反应;随着溶液的酸性减弱,碱性增强,不同CNC含量的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维稳定性逐渐提高,而CNC含量对其稳定性影响不大。     

静电纺纳米纤维膜用于重金属离子吸附的研究进展

静电纺丝制备的纳米纤维膜具有较高的比表面积和孔隙率,在重金属离子吸附领域有着广阔的应用前景。在简要阐述纳米纤维膜吸附重金属离子机理的基础上,主要从有机纳米纤维膜、有机-无机复合纳米纤维膜及无机纳米纤维膜等3个方面,介绍了近年来静电纺纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能及其相关的研究进展,并针对目前纳米纤维膜吸附重金属离子应用研究中存在的一些问题给出了建议,为纳米纤维膜吸附重金属离子的后续研究提供参考。     

醋酸纤维素导电纤维膜的制备及其电热性能研究

以醋酸纤维素(CA)为原料制备静电纺丝纤维膜，研究其可纺性能。结果表明，在CA的质量分数为10%～12%,纺丝距离为10～15cm,纺丝电压为12.5～17.5kV,丙酮/DMAc溶剂配比为6∶3的纺丝条件下，可以获得粗细均匀，表面平滑，且直径小于700nm的CA纳米纤维。将制备的纳米纤维膜脱乙酰化处理后，利用原位聚合法制备聚吡咯/醋酸纤维(PPy/D-CA)复合导电膜，并对其电热性能进行测试，结果表明PPy/D-CA复合导电膜具有较好的电热性能。     

PS/PAN嵌段共聚物静电纺纳米纤维及其衍生物的吸附性

通过静电纺丝技术制备PS/PAN嵌段共聚物纳米纤维毡,主要研究制备过程中PS/PAN浓度、电压、收集距离等对PS/PAN纳米纤维形貌、尺寸的影响,分析静电纺PS/PAN纳米纤维毡及其水解衍生物对镍、铅离子和阳离子染料的吸附性。结果表明,合适电纺条件为PS/PAN嵌段共聚物浓度8%、电压20kV、收集距离10cm;PS/PAN嵌段共聚物纳米纤维毡水解衍生物对镍、铅离子和阳离子染料有较好的吸附性。     

静电纺PVDF/SiO_2原位复合隔膜的研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO2复合纳米纤维膜。通过SEM表征了PVDF/SiO2复合纳米纤维的纺丝效果,同时对比了使用两种方法添加6%SiO2制得的PVDF静电纺复合纳米纤维的表面形貌及力学性能。研究了原位纳米SiO2的加入对膜的孔径变化以及力学性能的影响。结果表明,原位硅的加入,增加了纤维的表面粗糙度;降低了复合膜内的微孔直径,并使得微孔直径分布更加集中;改善了膜的力学性能,添加6%原位硅时效果最佳。在SiO2含量为6%时,与直接添加相比,原位复合法制得的复合膜力学性能更佳。     

空气过滤用微纳米聚丙烯腈/皮芯型聚乙烯-聚丙烯双组分纤维多层复合材料的制备与性能

采用静电纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)纳米纤维收集在皮芯型聚乙烯-聚丙烯(PE-PP)双组分微米纤维网上,制备PAN/PE-PP单层复合纤维网,再将多个单层复合纤维网层层堆叠,经热黏合加固,制备PAN/PE-PP多层复合空气过滤材料,研究了PAN/PE-PP复合纤维网的层数和纺丝时间对其孔径及过滤性能的影响。结果表明:多层复合的方式可得到与单层复合材料相似的孔径参数,但两种材料的孔道结构不同。在总面密度和总纺丝时间一定时,当PAN/PE-PP复合纤维网的层数大于10层时,PAN/PE-PP多层复合过滤材料的过滤效率和品质因子Q_F均明显大于PAN/PE-PP单层复合过滤材料,阻力略微增大;其中,相较PAN/PE-PP单层复合过滤材料,20层PAN/PE-PP复合过滤材料对≥0.3 μm颗粒的过滤效率提高了33%,阻力增加了5 Pa,Q_F值提高了30%。当总面密度和层数一定时,延长静电纺丝时间≥210 min,20层PAN/PE-PP复合过滤材料对颗粒的过滤效率可提高至90%以上,但阻力也急剧增大,因此静电纺丝时间为210 min的PAN/PE-PP多层复合材料的过滤性能最佳。因此,与相同面密度的PAN/PE-PP单层复合过滤材料相比,PAN/PE-PP多层复合过滤材料的过滤性能明显提高;微纳米纤维多层复合法是制备高效低阻复合空气过滤材料的有效方法。