光催化纳米纤维的制备及其应用进展

在光催化领域中,纳米纤维有着广泛的应用。介绍了光催化纳米纤维的制备方法,论述了光催化纳米纤维在水体净化、空气净化、分解水制氢、杀菌等方面的应用。     

静电纺丝技术的应用与发展趋势

静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最直接有效的方法,首先简要介绍静电纺丝技术制备纳米纤维的原理及影响所制纳米纤维形貌的因素,然后概括静电纺丝技术在医学、环境保护等方面的应用,详述静电纺丝技术所面临的纳米纤维有序排列、纳米纤维成纱和静电纺技术产业化等一系列难题,并提出了现有的较好的解决方法,最后从理论和应用两方面对静电纺的发展趋势做出展望。     

碳纳米纤维的气流纺丝制备及电磁屏蔽应用

设计了一种气流纺丝制备碳纳米纤维的工艺,以聚丙烯腈为原料纺制出纤维状前体,通过预氧化和高温退火,成功制备了碳纳米纤维。调整退火温度,制备了多种不同退火温度的碳纳米纤维。利用扫描电子显微镜等表征方法明确了几种碳纳米纤维的微观结构和特性,讨论了几种纤维的化学成分、连续度和石墨化程度等方面与电磁屏蔽效能的内在关联。经测量得出结论,当退火温度达到800℃时,碳纳米纤维具备约10dB的电磁屏蔽效能,能够实现电磁屏蔽效果。总的说来,气流纺丝制备碳纳米纤维的技术工艺在电磁屏蔽领域具有应用潜力,宏观规模的生产是未来该技术领域发展的关键。     

利用静电纺丝制备导电纳米纤维的研究进展

静电纺丝是制备超细长丝的有效、便捷技术,制备的导电纳米纤维具有纳米至微米结构形态特征、高比表面积、良好的导电性能,为新型导电材料的设计研究提供了广阔的应用空间,受到基础科学和应用领域专家的兴趣和重视。利用静电纺技术制备导电纳米纤维的原料成分主要有导电高分子聚合物、纳米碳基材料、金属化合物及复合型材料,较多的应用于传感器、超级电容器和光伏电源等领域,是静电纺研究的热点。文中概述了静电纺导电纳米纤维的分类、制备方法和结构性能,并展望了静电纺导电纳米纤维的研究前景。     

荷负电纳米纤维膜的制备及其对水的除菌性能

为快速去除水中细菌，通过静电纺丝法共混制备带有荷负电性的聚乙烯醇/聚苯乙烯磺酸钠（PVA/PSS）微米孔隙纳米纤维膜，采用戊二醛（GA）交联形成具有水中性能稳定的（XLPVA/PSS）纳米纤维膜，通过外加压力对其孔径进行调节，获得P-XLPVA/PSS纳米纤维膜，并对其表观形貌、荷负电性等进行测试表征；利用所获P-XLPVA/PSS纳米纤维膜进行水中细菌的去除。结果表明：在PSS质量分数9%、纺丝电压18 kV、接收距离10 cm、推速0.08 mm/min的工艺条件下，PVA/PSS纳米纤维膜的纤维连续、形貌良好，平均直径237.2 nm，分布集中,平均孔径1.72μm;XLPVA/PSS纳米纤维膜平均孔径1.23μm，交联后膜在水中无溶出；对其进行孔径调控，获得平均孔径为0.65μm的纳米纤维膜，膜表面呈负电性，在中性和碱性范围内纤维膜较为稳定，利于在水中除菌应用；采用厚0.48 mm的纳米纤维膜，利用Donna效应和孔径截留的双重作用快速去除水中细菌，除菌率为85%，除菌效果稳定。此方法制备的纳米纤维膜结构简单、易得，无需外加动力，在野外、应急等场合具有潜在的应用前景。     

纳米材料及其在纺织上的应用

本文介绍了纳米材料的概念和特性,重点讨论了纳米材料在功能纤维的制备、纳米纤维的制备、功能整理、高效催化剂和浆料等纺织领域中的应用.     

纳米材料及其在纺织上的应用

本介绍了纳米材料的概念和特性,重点讨论了纳米材料在功能纤维的制备、纳米纤维的制备、功能整理、高效催化剂和浆料等纺织领域中的应用。     

温敏型PVDF-g-PNIPAAm纳米纤维纱的制备及性能研究

首先利用接枝共聚技术制备聚偏氟乙烯(PVDF)接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的共聚物(PVDF-gPNIPAAm),然后采用静电纺丝技术制备了PVDF-g-PNIPAAm智能纳米纤维纱,该纤维纱直径在230μm左右,其纱线中的纳米纤维的平均直径为320nm左右。通过场发射扫描电镜、红外光谱仪以及表面接触角测试仪对PVDF-g-PNIPAAm纳米纤维纱的形貌、结构和温敏性能进行表征和测试。结果表明:PNIPAAm已成功接枝到聚合物PVDF主链上,相比纯PVDF纳米纤维纱,PVDF-g-PNIPAAm纳米纤维纱的亲水性能得到了显著的改善,其接触角为85.2°。当温度发生变化时,PVDF-g-PNIPAAm纳米纤维纱由亲水性向疏水性转变。因此,即使PVDF-gPNIPAAm在纤维状态下,依然呈现出一定的温度敏感性能。     

天然超亲水蚕丝纳米纤维膜制备及其水过滤性能

蚕丝天然的超亲水特性使其在水处理领域有潜在的应用价值,然而相关研究报道较少。在保留部分丝胶的情况下,使用静电纺丝技术制备蚕丝纳米纤维膜。FTIR和XRD结果显示,该纳米纤维膜在没有经过乙醇处理情况下同时具备silk I和silk II结构。通过不同pH值溶液浸泡、水下浸泡方法研究其水下稳定性,结果表明该纳米纤维膜具备较好的水下稳定性和耐酸性,同时具备天然超亲水特性。此外,该纳米纤维膜(浓度16%)在0.02 MPa的压力下纯水通量可达9 968.5 L/(m~2·h)。     

静电纺丝法制备有序纳米纤维

一维纳米材料由于其独特的光、电、磁等性质,是近年来科学研究的热门．用静电纺丝法对质量分数为12％的聚丙烯腈（PAN）溶液进行纺丝制备电纺纤维,通过采用不同的收集装置,制备出具有一维有序结构的聚丙烯腈纳米纤维;用扫描电镜考察了3种收集装置制备的一维纳米纳米纤维．结果表明：以具有一定间隔对立的铜针尖作为收集装置所制备的纤维有较高的有序度．     

CO2基聚脲纳米纤维膜的压电性能研究

开发环境友好型压电材料具有重要意义。以CO₂为原料替代光气及异氰酸酯,其与不同结构的二胺反应合成CO₂基聚脲(PU);通过静电纺丝技术制备PU纳米纤维膜;采用SEM、XRD、FT-IR、TG等仪器对PU纳米纤维膜的结构进行研究,并组装压电传感器测试压电性能。结果表明：随着二胺碳链长度的增加,PU纳米纤维膜的压电性能逐渐降低;PU-6纳米纤维膜的纤维形貌和压电性能最好,输出电压为4 V,并且具有良好的稳定性和耐用性,在智能可穿戴领域有潜在应用前景。     

“高温喷射流场对纤维素溶液丝条超细拉伸机理研究”项目通过天津市科委验收

<正>由天津工业大学庄旭品副教授主持完成的天津市应用基础及前沿技术研究计划项目"高温喷射流场对纤维素溶液丝条超细拉伸机理研究"于2013年7月26日通过市科委组织的专家验收.该项目着眼于纤维素超细纤维的广泛应用及目前制备方法的缺陷,提出了一种新型纳米纤维制备方法——溶液喷射纺丝方法,并根据纤维素溶液浓度低、粘度大、溶剂不易挥发等特点,采用助挥发剂、使用载体聚合物、皮芯溶液喷射纺丝等技术制备了纤维素纳米纤维;利用高速气流场模拟和实验验证等方法对其成形机理进行了研究,分析了溶液喷射纤维素纳米纤维的成形机理及其影响因     

Review: Scalable Fabrication of Polymeric Nanofibers from Nano- Spinning Techniques to Emerging Applications

综述：规模化制备聚合物纳米纤维，从纳米纺丝技术到新兴应用

陆腱^?，胡泽旭^?，王倩倩，Matteo Ciprian，费翔^*，朱美芳^*

（纤维材料改性国家重点实验室，东华大学 材料科学与工程学院，上海 201620）

中文说明

由于纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率、物理/化学改性多样化、易于实现杂化的特性，对纳米纤维的研究越来越受到产业界和学术界的关注。本文综述了近年来聚合物纳米纤维（PNFs）的制备技术进展，重点介绍了PNF的规模化生产及其在新兴领域的应用。首先简要介绍了制备PNFs的加工工艺和设备，说明了聚合物前驱体、加工工艺参数和环境条件对纳米纤维成形的影响，并讨论了过去在工业生产中制备PNF所取得的成就和面临的挑战。同时综述了制备多功能复合纳米纤维的杂化方法，包括引入有机组分进行改性、负载功能性无机纳米材料、在纳米纤维表面或内部负载生物活性组分等。基于以上杂化方法和功能性，讨论了聚合物纳米纤维以环境保护和生物医用为主的新兴应用。最后对本文的研究成果进行了总结和展望。

关键词：纳米纤维，聚合物，纳米纺丝技术，杂化，应用

     

壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米纤维膜的制备

用静电纺丝技术制备壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米纤维膜,探讨了不同浓度、分子量及聚乙烯醇添加比例对纳米纤维膜成形的影响,运用扫描电镜对纳米纤维膜的形貌进行了分析,同时对其力学和亲水性能进行了测试.结果表明：当分子量为5×105g/mol、质量分数为4%、聚乙烯醇的添加比例为40%时,所制备复合纳米纤维膜具有良好的形貌,具有一定的力学性能,且呈疏水性.     

等离子体引发PVDF纳米纤维薄膜丙烯酸的研究

采用静电纺丝制备了聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜,利用Ar气氛等离子体为引发手段对PVDF纳米纤维膜进行表面接枝改性,最终实现了在PVDF纳米纤维膜表面接枝丙烯酸,以改善其亲水性能．并借助静态接触角测定仪、扫描电子显微镜以及红外光谱等分析手段对接枝后纳米纤维膜的表面性能进行了研究．结果表明．等离子引发丙烯酸改性能有效改善PVDF纳米纤维膜的润湿性能．     

电子纺丝制备聚氧化乙烯纳米纤维

通过电子纺丝技术成功制备了分子量为9×105的聚氧化乙烯纳米纤维,并讨论了纺丝液的浓度范围,分析了纺丝条件对制备纳米纤维的影响,探讨了不同剪切粘度的聚氧化乙烯溶液制备的纳米纤维的差异和形成原因。随着聚氧化乙烯溶液零剪切粘度的增加,制备的纳米纤维直径逐渐变细而且表面也较平滑。其中,分子量为9×105的零剪切粘度为30 Pa.s的8 wt%的聚氧化乙烯溶液用电子纺丝技术制备的纳米纤维直径最小,分布在120~160nm,表面平滑。     

聚焦接收电极制备定向排列纳米纤维阵列

以聚丙烯腈（PAN）/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液为纺丝原液,利用静电纺丝方法制备纳米纤维,采用聚焦电极作为纳米纤维接收装置,研究了不锈钢棒数量、接收距离、溶液浓度、溶液流速、电压以及电极转速等参数对于纺丝过程及纤维沉积形态的影响规律。选用聚焦电极作为纳米纤维接收装置不仅可以使获得的纤维集合体呈现悬浮状态,而且使纤维能够定向排列,为扩大静电纺纳米纤维的研究应用提供了便利条件。     

静电纺丝法制备PAN/PEO聚合物电解质膜

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚氧化乙烯(PEO)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;应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PEO、PEO纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)和液滴形状分析仪分析了PEO的加入对复合纤维膜热性能及润湿性能的影响.结果表明:在PAN/PEO比例为5∶5时,纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜.     

水热法制备碳纳米纤维与二氧化钛复合材料及其光催化性质的研究

通过静电纺丝技术和水热方法的结合,制备碳纳米纤维(CNFs)与二氧化钛(TiO2)复合材料.通过扫描电镜检测,TiO2纳米粒子成功生长在碳纳米纤维的表面.制备的CNFs/TiO2复合材料在紫外光照射下降解罗丹明B,其降解效率高于用同样水热方法制备的单纯的TiO2纳米粒子的光催化效果.复合材料光催化活性被增强主要归因于碳纳米纤维好的导电性,将光生电子及时转移,延长了TiO2电子——空穴对的分离时间.复合材料可以通过沉降被简单的回收再利用,且其光催化活性没有明显降低.     

石墨/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及性能表征

应用静电纺丝技术制备石墨/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,并将该复合纤维收集成无纺布薄膜;采用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合纤维的微观形貌和结构,利用宽频质谱仪测试了纤维的导电性,利用万能强力机测试了不同纳米石墨含量纤维薄膜的拉伸力学性能,并利用X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)测试了复合纤维的物相及热力学行为.结果表明:在聚乙烯醇质量分数为8%、石墨质量分数为4%时,所制备的纳米纤维膜导电性最高,且力学性能最好,与纯PVA相比,电导率和断裂强度分别提高1个数量级和127.33%;XRD测试结果表明,纳米石墨成功附着在PVA中;TG结果表明,石墨/PVA复合纤维初始分解温度相对于纯PVA变化不大,当样品质量保持率为40%时,4%石墨/PVA复合纤维较纯PVA相比,其分解温度提高了35℃.