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。     

气流电纺丝基夹心净化材料的制备与表征

纳米TiO2作为一种高效、无毒的光催化剂,在环保领域得到了广泛应用。其应用首先应考虑和解决的就是其有效负载问题。文中采用气流电纺法制备了TiO2/尼龙6(PA6)纳米复合纤维。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱仪(EDX)和热重分析(TG)等技术手段对纤维形貌与结构进行了表征,并采用Shake Flask法对纤维抗菌性能进行了测试。结果表明,气流电纺纤维的平均直径在60 nm～65 nm之间,杀菌率最高可达99.74%。通过热压将此纤维制备成"夹心"式净化材料,其对1μm的PS微球的过滤效率可达99.50%。     

3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物/醋酸纤维素复合纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝法制备了3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维,并优化了复合纳米纤维的制备工艺,最终可制得直径为356nm,标准方差为0.28的复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射和差示扫描量热分析对复合纳米纤维进行了表征。结果表明,复合纳米纤维表面非常光滑,纤维间呈无序排列,有较高的孔隙;复合纳米纤维的结晶结构与P(3HB-co-4HB)的结晶结构基本相同,少量CA(10%)的加入能促进复合纳米纤维的快速结晶,起到成核剂的作用,从而使纳米纤维的结晶度得到提高,CA加入量过多时,结晶度下降;随着CA含量的增加,复合纳米纤维的玻璃化转变温度从46.6℃下降至21.3℃,而熔融温度变化不大,在130℃附近。     

3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物/醋酸纤维素复合纳米纤维的制备与表征EI北大核心CSCD

采用静电纺丝法制备了3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维,并优化了复合纳米纤维的制备工艺,最终可制得直径为356nm,标准方差为0.28的复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜、红外光谱、X射线衍射和差示扫描量热分析对复合纳米纤维进行了表征。结果表明,复合纳米纤维表面非常光滑,纤维间呈无序排列,有较高的孔隙;复合纳米纤维的结晶结构与P(3HB-co-4HB)的结晶结构基本相同,少量CA(10%)的加入能促进复合纳米纤维的快速结晶,起到成核剂的作用,从而使纳米纤维的结晶度得到提高,CA加入量过多时,结晶度下降;随着CA含量的增加,复合纳米纤维的玻璃化转变温度从46.6℃下降至21.3℃,而熔融温度变化不大,在130℃附近。     

静电纺丝法制备温敏性PNIPAAm/EC复合纳米纤维

采用静电纺丝技术成功制备出温敏性PNIPAAm/EC复合纳米纤维并使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)及接触角(CA)对复合纤维进行表征。结果表明:制备的复合纳米纤维直径为360~400nm,当纺丝液中聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)与乙基纤维素(EC)的质量比为1∶2时,纤维形貌最佳,且随着EC含量增加,纤维直径减少;当温度为25℃时,材料表现为较强的亲水性,当温度为40℃时,材料疏水性明显增强。实验结果可以证明PNIPAAm/EC复合纳米纤维具有良好的温敏性能,可应用为温敏性智能型载药材料。     

静电纺丝技术制备TiO2/SiO2复合中空纳米纤维与表征

用静电纺丝技术成功制备出复合中空 TiO 2/ SiO 2纳米纤维。用动态热分析仪、 红外光谱仪、X射线衍射仪、 扫描电镜、 透射电镜和 X射线能谱仪等分析技术对样品进行了表征。分析结果表明 , 得到的产物为复合中空TiO 2/ SiO 2纳米纤维 , 以非晶 SiO 2为外壳 , 内壁由粒径为 50 nm的晶态 TiO 2粒子组成 , 复合中空纳米纤维平均直径 2μm , 长度 > 100μm。讨论了复合中空纳米纤维的形成机制 , 复合纤维在烧结过程中 , 芯层 TiO 2纳米粒子向外表面扩散 , 与壳层 SiO 2粒子形成新化学键 , 得到复合中空纳米纤维。     

M型锶铁氧体纳米纤维静电纺丝和磁性能

以聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpylrrolidone,PVP)和金属盐为原料,采用静电纺丝法制备了SrFe12O19/PVP复合纤维前驱体,前驱体经焙烧后得到M型锶铁氧体纳米纤维.通过FTIR、TG/DSC、XRD、SEM和VSM技术对复合纤维前驱体及所制备的M型锶铁氧体纳米纤维进行了表征.结果表明,复合纤维前驱体的直径与溶液中金属盐浓度有关,随盐浓度的升高纤维直径增大;经800℃焙烧2h后,得到纯相M型锶铁氧体纳米纤维,直径在100～150nm,组成纤维的平均晶粒大小约为49nm,且随焙烧温度的升高,晶粒长大;经1000℃焙烧2h后得到的锶铁氧体纤维的磁性能最佳,此时纤维平均直径约为100nm,晶粒尺寸约为61nm,室温下测得的饱和磁化强度为68.5A.m2/kg,矫顽力为503kA/m.     

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。     

静电纺聚醋酸乙烯酯/TiO2复合纳米纤维的弯曲力学性能

结合溶胶凝胶法和静电纺丝技术制备了聚醋酸乙烯酯(PVAc)/二氧化钛(TiO2)复合纳米纤维。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和扫描探针显微镜(SPM)对复合纳米纤维的表面形貌、内部粒子分布和单纤维弯曲弹性模量进行了表征与测试。结果表明,TiO2纳米粒子均匀地分布在PVAc纳米纤维中;随着TiO2含量的增加,纳米纤维的平均直径从585nm减少到287nm;由于TiO2溶胶分子与聚合物分子形成了较强的氢键作用使得与杂化纳米纤维的弯曲弹性模量显著增强。     

TiO2纳米纤维微观结构的调控与制备

通过静电纺丝技术制备了具有一维纳米结构的SiO2/TiO2纳米复合纤维,基于热碱化学刻蚀技术对其微观形貌进行二次调制,制备出具有较高比表面积的多孔TiO2纳米纤维。TG表征表明550℃以上的焙烧温度才能完全烧掉纳米纤维前驱体中有机物组分,从而得到无机SiO2/TiO2纳米复合纤维。同时发现,SiO2掺杂可以有效抑制TiO2高温条件下从锐钛矿相向金红石相的转化,在700℃仍然可以得到结晶较好的纯相SiO2/TiO2锐钛矿。SEM表征表明NaOH热化学处理可以从复合纳米纤维SiO2/TiO2体相刻蚀掉大部分SiO2纳米晶粒,从而制备出多孔TiO2无机纳米纤维,相对未经处理的TiO2纳米纤维,该材料具有更高的比表面积和更加精细的微观结构。     

CA/β-CD复合纳米纤维的制备与表征研究

为了提高醋酸纤维素(CA)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中的可纺性,通过加入β-环糊精(β-CD),制备β-CD/CA复合纺丝液,采用静电纺丝的方法,成功制备了不同配比的CA/β-CD复合纳米纤维。利用扫描电镜和透射电镜对复合纳米纤维的表面形貌进行了分析;通过原子力显微镜观察了纺丝溶液中分子的三维形态;通过傅里叶变换红外光谱图表明CA/β-CD复合纳米纤维保持了两组分原有的化学功能基团;通过X射线衍射探讨了复合纳米纤维的结晶度,结果表明CA主链打乱了β-CD分子链的规则排列;通过热重分析研究了复合纳米纤维的热学性能,结果表明其具有较高的热稳定性。     

负载金属氧化物纳米夹心材料的制备及抗菌性能

采用静电纺丝法制备了负载有不同含量金属氧化物的纳米TiO2/聚已内酰胺(PA6)及纳米TiO2/PA6/Ag纤维,通过扫描电镜(SEM)对纤维进行了表征,纤维直径在50nm～100 nm之间;讨论了纤维平均直径与溶液黏度及电导率之间的关系;实验选用霉茵作为测试菌种,采用振荡瓶法对纤维进行抗茵性能测试,结果表明,抗茵纤维...     

静电纺丝制备P(3HB-co-4HB)/醋酸纤维素复合纳米纤维支架的性能及细胞相容性

采用静电纺丝法制备了一系列不同组成含量的3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维支架。通过扫描电镜、水相接触角和力学性能测试对复合纳米纤维支架的形貌、亲水性及力学性能进行了表征。结果表明,静电纺P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维均匀,平均直径在350~700nm之间,且呈相互贯通的三维多孔网状结构。随着CA含量的增加,复合纳米纤维支架的亲水性变好,但拉伸强度和断裂伸长率有所下降。体外降解实验发现,不同降解环境下P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维支架的降解速率不同,酶能加速复合纳米纤维支架的降解速率。鼠成纤细胞在复合纳米纤维支架表面能很好地粘附和铺展,表明P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维支架具有良好的细胞相容性,在组织工程支架材料领域具有广阔的应用前景。     

钇或钕掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝技术,以Ti(SO4)2、聚乙烯吡咯烷酮(PVP,Mr=1300000)、稀土氧化物和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为原料,成功地制备了TiO2、Y/TiO2和Nd/TiO2纳米纤维.用XRD、FESEM、TEM和TG-DTA等分析手段对样品进行了表征.XRD分析结果表明,当焙烧温度为550℃时得到纯锐钛矿相RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,900℃时得到纯金红石型RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维,稀土离子显著降低了TiO2的晶格参数.FESEM分析结果表明,RE/TiO2(RE=Y,Nd)纳米纤维直径约为50nm、长度300μm.以罗丹明B和苯酚为目标降解物,研究了三种催化剂的光催化性能.其中,1.5mol%Y/TiO2光催化剂对罗丹明B的降解效率较高,而1.0mol%Nd/TiO2对苯酚具有较好的降解活性.因此,掺杂不同稀土离子的TiO2纳米纤维对不同降解物的降解能力不同.     

玻璃固载TiO2/纳米纤维素复合薄膜的制备及其光催化性能

将微晶纤维素溶解于NaOH-尿素的低温溶液中形成纤维素溶液,在水浴中再生形成纳米纤维素溶液.然后将纳米纤维素溶液与TiO2(P25)混合,并添加少量的钛酸正丁酯作为交联剂形成复合溶液.将制备得到的复合溶液通过流延法固载到玻璃片表面形成玻璃固载的TiO2/纳米纤维素复合膜.通过SEM、XRD表征了复合膜的形貌与结构.将玻璃固载的TiO2/纳米纤维素复合膜在紫外光下进行光催化降解甲基橙(MO)以评估复合膜的光催化性能,研究了纳米TiO2含量对复合膜光催化性能的影响,复合膜的重复使用性能以及光降解的动力学过程.结果表明:复合膜对MO的光催化降解能力可达90％以上,与纯TiO2粉末相当,并重复使用3次光催化性能基本保持不变.复合膜对甲基橙的降解动力学符合一级动力学特征.当纳米TiO2相对于纤维素的质量分数为33.3％时,光催化活性最高,动力学速率常数为0.035min-1.     

再生桑蚕丝素/醋酸纤维素共混纳米纤维的制备和性能

采用静电纺丝法以三氟乙酸(TFA)为溶剂制备再生桑蚕丝素(RSF)/醋酸纤维素(CA)共混纳米纤维。通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)分别研究不同CA添加量SF/CA共混纤维毡的微观形貌,晶体结构及表面化学性质。结果表明:SF中CA添加量小于10%,共混体系静电纺得到的纤维宏观上呈现均一形貌,但纤维直径变粗;当CA添加量大于20%时,SF与CA两者分相,所得纤维的直径分布加宽,并出现两极分化现象。XPS测试结果显示SF/CA共混纳米纤维中CA的"C"元素的特征峰消失,287.8eV和285.0eV处C1s的峰转化为285.0eV处的窄峰。共混后纤维力学性能明显改善。     

纳米TiO2/ITO复合薄膜的光诱导亲水性研究

本文采用直流反应磁控溅射法及能量过滤磁控溅射技术,以玻璃为衬底制备了纳米TiO2薄膜和纳米TiO2/ITO复合薄膜.利用X射线衍射(XRD) 、扫描电镜(SEM) 、紫外-可见分光光度计(UV-VIS) 、椭偏光谱仪(VASE型)和接触角测定等手段对薄膜进行了表征.研究表明:纳米TiO2/ITO复合薄膜表面水的初始接触角较纳米TiO2薄膜明显减小,ITO膜层的存在抑制了光生载流子的复合,在紫外光照射5min后接触角迅速下降,紫外光照射30min后接近0°,亲水性较纳米TiO2薄膜有明显提高;应用能量过滤磁控溅射技术制备的薄膜晶粒尺寸减小至10nm左右,薄膜表面平整,吸收边波长"蓝移"至320nm;纳米TiO2/ITO复合薄膜在可见光波段的透过率下降至60%左右,较纳米TiO2薄膜的80%明显降低.     

静电纺丝法制备Fe3+/TiO2纳米纤维及表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纤维模板,钛酸四丁酯(Ti[O(CH2)3CH3]4)和Fe3+为前驱体,乙醇为溶剂,醋酸为催化剂,采用静电纺丝法制备不同含铁量的复合纳米纤维Fe3+/TiO2,经500℃煅烧得到以锐钛矿为主的Fe3+/TiO2纳米纤维。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别表征了Fe3+/TiO2纳米纤维的形貌与晶态,计算了样品的晶粒尺寸和锐钛矿所占的比例,并比较了5%Fe3+/TiO2纳米纤维、5%Fe3+/TiO2粉体以及纯TiO2纳米纤维三者光催化降解亚甲基蓝(MB)的效果。研究表明:由静电纺丝法制备的5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化降解效果比相同含铁量的粉体的降解效果好,TiO2纳米纤维比5%Fe3+/TiO2纳米纤维的光催化活性高。     

TiO2纳米纤维的制备及其对染料的光催化降解性能

采用溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合的方法,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和钛酸四正丁酯混合制得前驱体溶液,纺丝得PVP/TiO2复合纳米纤维,然后经500℃高温煅烧制备了TiO2纳米纤维光催化剂,通过其对阳离子艳红5GN、弱酸性黄GN、雷马素蓝RR等染料的降解研究了TiO2纳米纤维的光催化性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVP/TiO2和TiO2纳米纤维的形貌结构;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了TiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。结果表明制备出的TiO2纳米纤维形貌稳定,具有锐钛矿型TiO2结晶形态并对染料具有很好的光催化降解效果。     

AOPAN/RC纳米纤维膜的制备及对金属离子吸附性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)纳米纤维膜,通过化学改性制备偕胺肟化聚丙烯腈/再生纤维素(AOPAN/RC)纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜对单一金属离子(Fe~(3+))和混合金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Fe~(3+))的吸附性能。通过扫描电镜、红外光谱、X射线能谱仪等测试对纳米纤维膜进行了表征,并通过静态接触角测定纳米纤维膜亲水性能。研究表明,改性后制备的AOPAN/RC纳米纤维膜的亲水性能得到较大改善,同时纳米纤维膜能够高效吸附溶液中的金属离子,纳米纤维膜对单一组分Fe~(3+)的饱和吸附可达411.21mg/g,对于混合金属离子溶液,纳米纤维膜对其吸附能力顺序为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+),而且纳米纤维膜具备优良的重复使用能力。