TiO2纳米纤维的静电纺丝法制备及其应用

二氧化钛(TiO2)是重要的多功能无机半导体材料,TiO2纳米纤维结合了TiO2特性与纳米特征,克服了粉状TiO2某些应用缺点,因此在众多领域具有潜在应用价值.静电纺丝是制备TiO2纳米纤维的重要方法,其工艺方法有共混法、同轴法、共轭法、并列法和模板法等,不同电纺工艺可以得到不同的产物形貌和性质.本文综述了电纺TiO2纳米纤维的工艺方法现状及应用研究进展,展望了其发展方向和应用前景.     

基于电纺技术的PAN/TiO2纤维膜制备与催化性能探究

利用远场静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)、 纳米二氧化钛(TiO2)为原材料制备PAN/TiO2纤维膜,并对其吸附性能与催化性能进行探究.结果表明,PAN/TiO2纤维膜具有良好的吸附能力与催化性能.经过30 min吸附后,水溶液中亚甲基蓝浓度由10 mg/L降至6.95 mg/L,其吸附过程更符合拟二级动力学模型....     

静电纺丝技术制备TiO2空心纳米纤维与表征

采用静电纺丝技术,以钛酸丁酯[Ti(OC4H9)4]、聚乙烯吡咯烷酮和无水乙醇为原料,制备了TiO2空心纳米纤维.用热重-差热分析、X射线衍射、扫描电镜等分析手段对制得的空心纳米纤维进行了表征.结果表明:所得产物为锐钛矿和金红石混晶型TiO2空心纳米纤维,平均外径为900 nm,管壁平均厚度为100nm,长度＞200 μm.对TiO2空心纳米纤维的形成机理进行了讨论.     

基于静电纺丝技术制备Cu2+掺杂TiO2纳米纤维的研究

以聚苯乙烯溶液为络合剂与钛酸丁脂/醋酸铜混合制得前驱体,采用静电纺丝法制得聚苯乙烯(PS)/钛酸丁脂[Ti(OC4H9)4]/醋酸铜[Cu(CH3COO)2·H2O]复合纤维,经焙烧后得到均一直径、具有较高比表面积和多孔结构的TiO2/CuO复合纳米纤维.对所制得的纳米纤维的结晶度、表面形貌,分别采用X射线粉末衍射、红外光谱( IR) 、扫描电镜(SEM) 等分析测试手段进行了表征.结果表明,煅烧温度、PS浓度、钛酸丁脂浓度对纤维的直径和形貌有很大影响.     

静电纺TiO2-SiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝技术制备了PVP-TiO2-SiO2前驱体复合纳米纤维,利用视频显微镜观察了其成纤状态和形貌结构;经600℃煅烧得到TiO2-SiO2复合纳米纤维,利用FT-IR、XRD、SEM和分光光度计对TiO2-SiO2复合纳米纤维的形成、晶型结构、形貌和光催化降解性能进行了表征。结果表明,经600℃煅烧后,PVP-TiO2-SiO2复合纳米纤维中的PVP被有效的去除,制得无定形TiO2-SiO2复合纳米纤维,且纤维呈圆柱形;TiO2-SiO2复合纳米纤维对亚甲基蓝染液具有良好的光催化效果,且光催化效率随TiO2-SiO2复合纳米纤维用量的增加而提高。     

ZnO-TiO2微/纳米纤维的制备

本文以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为络合剂与醋酸锌[Zn(CH3COO)2],钛酸四正丁酯(Ti(C4H9O)4反应制得前驱体溶液,利用静电纺丝法制得PVP/TiO2/Zn(CH3COO)2复合纤维,分别在不同温度下煅烧后得到ZnO-TiO2微/纳米纤维,并对所制得的微/纳米纤维的结晶度、纯度和表面形貌,分别采用差热-热重分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)X射线光电子能谱(XPS)分析等分析测试手段进行了表征。     

静电纺纳米纤维束的制备与表征

利用静电纺丝法,采用尖角圆盘实现了具有定向排列纤维束的收集,应用SEM、XRD、DSC等方法对纤维束进行了理化性能表征。将多锭经拉伸、加捻、热定型等处理后的纤维束编织成线,研究了纤维束的锭数对编织线力学性能的影响。结果表明:圆盘的收集时间对纤维束力学性能影响并不明显,编织线相对单根纤维束的力学性能大幅提高,8锭不加芯的编织结构表现的力学性能最好。     

Gd~(3+)掺杂TiO_2纳米纤维的制备、表征及其光催化性能

采用静电纺丝技术并结合溶胶-凝胶方法制备TiO2和TiO2/Gd2O3纳米纤维,采用差热-热重分析(TG-DTA)?场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)对材料进行表征,通过亚甲基蓝光降解反应研究其催化性能。结果表明,掺杂Gd3+可以强烈抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制晶粒生长,减少晶粒尺寸;Gd3+掺杂TiO的纳米纤维对亚甲基蓝的光催化活性明显提高。     

静电纺无机纳米纤维的研究进展

综述了静电纺丝制备无机纳米纤维的最新研究进展,主要介绍了电纺氧化物纳米纤维和多组分纳米纤维的研究进展,说明了各种无机纳米纤维的特性、应用前景,并且指出其不足以及今后研究的主要方向.     

BaO-TiO2纳米纤维的制备及其表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为络合剂,与醋酸钡〔Ba(CH3COO)2〕和钛酸四正丁酯[Ti(C4H9O)4]反应制得前驱体溶液,用静电纺丝法制备了PVP/TiO2/Ba(CH3COO)2微/纳米纤维,经过高温煅烧获得了BaO-TiO2微/纳米纤维。采用热重分析、红外光谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜和能谱分析等手段对纤维进行了表征。结果表明:PVP/TiO2/Ba(CH3COO)2微/纳米纤维表面光滑,直径为300～700nm,经700℃高温煅烧后即可得到BaO-TiO2微/纳米纤维;随着煅烧温度的升高,BaO-TiO2微/纳米纤维的晶相发生改变,由BaTiO3逐渐转变为BaTi4O9。     

PAN/TiO2纳米纤维膜的制备与性能分析

通过静电纺丝和水热处理的方法成功制备了高效、可回收利用的聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO₂)纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射和亚甲基蓝(MB)降解率等对PAN/TiO₂纳米纤维膜形貌、晶体结构、力学性能以及光催化活性进行表征。结果表明,钛酸四丁酯(TBT)的添加有效减小了纤维直径;水热处理成功将TBT转化为锐钛矿TiO₂,并且PAN/TiO₂纳米纤维膜强度均高于纯PAN;紫外光照射120 min后,纤维膜对MB光催化降解率最大可达到94.8 %,同时连续5次回收再利用后纤维膜仍保持良好的光催化活性。     

玉米蛋白纳米纤维的制备及其交联研究

用静电纺丝技术制备了玉米醇溶蛋白(Zein)纳米纤维膜,对所制备的纤维膜进行了扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、远红外(FTIR)表征。SEM结果表明:质量分数为30%的Zein溶液所制备的纳米纤维形貌最佳。XRD结果显示静电纺丝未改变Zein的晶相。FTIR结果表明:电纺并未改变Zein的主要结构。对Zein纳米纤维膜进行了紫外线交联和戊二醛交联,并对交联后的纤维膜进行了比表面积和拉伸性能测试。结果表明:交联后Zein纳米纤维膜的力学性能有显著提高,但戊二醛交联引起了比表面积的急剧减小,会对纤维膜的通透性造成较大影响;而紫外线交联的纳米纤维膜的力学性能不仅得到了提高,微观结构也不受影响。     

TiO_2纳米纤维的制备及其性能研究进展

静电纺丝法是生产纳米纤维的有效方法。用静电纺丝制备的纳米Ti O2纤维成本低、产率高、适用性广,在很多领域具有潜在的应用价值。综述了结合静电纺丝方法的纳米Ti O2的制备方法及应用研究进展,并展望了其应用前景。     

静电纺丝制备TiO2纳米纤维的光催化性能

纳米TiO2材料在光催化、抗菌等方面有着广泛应用。采用尺寸为20～30nm的TiO2颗粒与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的醇溶液混合制得纺丝液,通过静电纺丝技术与烧结工艺,制得TiO2纳米纤维。采用能谱仪、X射线衍射、扫描电子显微镜和投射电子显微镜等分析手段对样品进行了表征,与采用溶胶–凝胶结合静电纺丝技术得到的TiO2纳米纤维进行了形貌对比,并通过亚甲基蓝降解实验研究其光催化性能。结果表明：以TiO2纳米颗粒为原料通过静电纺丝技术制备的TiO2纳米纤维,主要为多晶相的锐钛矿结构,直径为150～250 nm,长度大于20μm,与溶胶–凝胶结合静电纺丝技术制得的TiO2纳米纤维相比,直径分布更为均匀。在紫外光照射90min时,对浓度为4mg/L的亚甲基蓝溶液的分解率为72%,具有较好的光催化效率。     

气流-静电纺丝法制备聚对苯二甲酸乙二酯纳米纤维

采用50%苯酚和50%1,1,2,2-四氯乙烷的混合溶液为溶剂,通过气流-静电纺丝法制备了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纳米纤维。利用扫描电镜(SEM),研究了聚合物分子质量、溶液浓度、电压、接收距离(喷丝孔到接收板的距离)对电纺纤维形态结构的影响。结果表明:随着聚合物分子质量和溶液浓度增加,纤维平均直径也随之增加;纤维平均直径随电压的增加而减小;随接收距离的增加,纤维平均直径先减小后增加。最佳工艺条件为:聚合物特性黏度为0.818 dL/g,溶液质量分数为15%,电压为32 kV,接收距离为23 cm,所得PET电纺纳米纤维平均直径为85 nm。     

螺纹式喷头制备PAN纳米纤维及其空气过滤性能

以聚丙烯腈(PAN)为纺丝液,采用自主设计研发的螺纹式喷头静电纺丝装置制备了幅宽为600 mm的纳米纤维膜。通过扫描电镜和孔径测定仪考察了纤维形貌以及直径分布,并测试了纳米纤维膜对0.26μm氯化钠粒子的过滤性能。结果表明:纤维的平均直径为138 nm,平均孔径为1.98μm,纤维膜平均厚度为0.025 mm;PAN纳米纤维膜过滤效率为99.899%,滤阻为280.9 Pa。     

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。     

掺铁CaSO4／TiO2复合粉体的制备及性能研究

以硫酸氧钛、氧化钙、硫酸铁为原料,采用沉淀水解法制备掺铁CaSO4／TiO2复合粉体,并用XRD、IR进行了表征。探讨了沉淀时pH值、掺铁量、煅烧温度、光照时间对光催化降解活性大红的影响。结果表明：在制备时沉淀pH=9,掺铁量为2％,煅烧温度为600℃时,4g／L的复合粉体在紫外灯下照射3h,其对活性大红的降解率达到97．5％。