静电纺丝多孔碳纳米纤维制备与应用研究进展

为更好地通过静电纺丝技术制备多孔碳纳米纤维,综述了近年来国内外静电纺丝技术实现工业化的可行性,静电纺丝制备多孔碳纳米纤维的方法、多孔结构类型以及多孔碳纳米纤维的应用等方面的最新进展。主要介绍了聚合物与聚合物共混以及聚合物与无机粒子共混静电纺丝多孔碳纳米纤维的2种方法的制备原理及所制得多孔碳纳米纤维的特点,并根据孔结构形状将多孔碳纳米纤维分为中空结构、介孔结构、多级孔结构和碳壳-蜂巢芯结构等类型。最后介绍了静电纺丝多孔碳纳米纤维在电化学、储氢、催化和吸附等领域的应用情况,并对未来多孔碳纳米纤维的发展前景进行了展望。     

冷冻干燥法制备纤维素基多孔材料的研究

以植物纤维为原料,研究了利用冷冻干燥法制备纤维素基多孔材料过程中纤维悬浮液浓度和冷冻温度对多孔材料微观结构和性能的影响,并探讨了冷冻过程中冰晶对纤维的作用方式和多孔材料微观结构的形成机制。结果表明,随着纤维悬浮液浓度的升高,冰晶的结构从平面状演变为层状,导致多孔材料的Z向微观形貌从各向同性转变为各向异性层状孔隙结构,有助于提高其抗欧拉失稳能力,使应力-应变曲线平压区缩短,密实化区向低应变点偏移。随着冷冻温度降低,冰晶凝固前沿处纤维受到的黏滞阻力增大,从而使其被冰晶吞没而均匀分散,材料两面差减少;另外,降低冷冻温度可降低层状冰晶的厚度,使多孔材料Z向孔隙尺寸减小,有助于提高其抵抗应力变形的能力,使应力-应变曲线中的密实化区向低应变点偏移。     

聚乳酸/木棉纤维复合多孔吸油材料的制备及性能

以聚乳酸和木棉纤维为原料,采用非溶剂诱导相分离技术,制得一种复合多孔吸油材料,其具有生物可降解、可循环利用及吸油速率快等特性。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)法,表征复合多孔吸油材料的微观结构和化学组成等,主要探究木棉纤维的质量分数和纤维长度对复合多孔吸油材料吸油性能的影响。结果表明:随着木棉纤维质量分数的增加,复合多孔吸油材料的吸油性能呈增强趋势;木棉纤维的长度增加有利于提高复合多孔吸油材料的吸油性能。     

高度多孔纳米结构纤维素纤维的溶液纺丝工艺

由纤维素生产纤维的常规生产方法,迄今已生产了具有致密微结构和极大长径比的材料。在此介绍的表面多孔的纤维是一种新型纤维状材料,为科学家和工程师提供了许多挑战和机会。由于纳米结构纤维的特性,它在工业产品,例如从过滤到类似药物释放载体的特殊产品的许多用途中具有很大潜力。通过采用溶胶凝胶方法,首次制成了表面多孔的纳米结构纤维素纤维。     

CO2分离用中空多孔纤维膜的研究进展

为了扩大中空多孔纤维膜在CO₂分离方面的应用,提高其捕捉、分离CO₂的能力,总结了中空多孔纤维膜在CO₂气体分离中的应用研究进展,主要分析了中空多孔纤维膜在CO₂分离过程中的溶解-扩散机制、促进传递机制和分子筛分机制;概括了干喷湿纺、湿法纺丝、静电纺丝及熔融纺丝-拉伸法等中空多孔纤维膜的制备方法;归纳了溶液混和、涂层包覆和蒸汽渗透在中空多孔纤维膜功能性整理方面的应用;最后指出现有中空多孔纤维膜应用于CO₂气体分离方面所存在的气体传输性差、纤维膜孔隙无法控制等问题,并对未来的中空多孔纤维膜在低阻力条件下进行远距离气体传输和纤维孔隙的改善进行了展望。     

多孔PAN/MnO2超细纤维的制备及除甲醛性能

采用二元溶剂体系,通过相分离静电纺丝法制备出多孔聚丙烯腈(PAN)超细纤维负载纳米二氧化锰(MnO₂)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、场发射电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)等手段对多孔PAN-MnO₂纤维进行了表征。结果表明,PAN纤维微孔结构清晰,纤维内部及表面含有大量的MnO₂纳米颗粒;多孔PAN超细纤维具有一定的吸甲醛性能,而且掺杂了具有催化活性的MnO₂纳米颗粒后,多孔PAN@MnO₂超细纤维除甲醛效率显著提高,80 min内甲醛去除率达到57.9%;经过5次循环使用后,甲醛去除率仍保持在46.3%。     

静电纺丝制备高比表面积纳米多孔纤维的研究进展

静电纺丝技术是当前制造纳米纤维最主要的基本方法,增加静电纺纳米纤维比表面积和孔隙率对提高其应用性能有巨大作用。通过静电纺纳米纤维多孔化制备技术来改变纤维结构和表面形态,能够大幅度提高纤维的比表面积。综述了近年来静电纺纳米多孔纤维的研究进展情况。     

多孔聚乳酸纳米纤维膜的吸油性能研究

探讨多孔聚乳酸纳米纤维膜的制备方法和性能。通过静电纺丝法制备了多孔聚乳酸纳米纤维膜,将制备的多孔聚乳酸纳米纤维膜浸泡在丙酮溶液中进行处理。制备的多孔聚乳酸纳米纤维膜通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、孔径测试仪和自动比表面积分析仪进行表征分析,并对丙酮处理前后的多孔聚乳酸纳米纤维膜进行吸油性能测试。结果表明:多孔聚乳酸纳米纤维膜用丙酮溶液进行处理,可增大纤维表面的孔径,还可增大纤维膜的比表面积。认为:丙酮处理时间5 min时,多孔聚乳酸纳米纤维膜的吸油性能较佳。     

多孔醋酸纤维素纳米纤维的制备及其对染料的吸附

采用静电纺丝法制备醋酸纤维素纳米纤维,研究了纺丝液溶剂对醋酸纳米纤维形貌结构的影响,并将制备的纳米纤维置于染料中研究其吸附染料的能力。结果表明,通过静电纺丝可成功制备醋酸纤维素纳米纤维,纺丝液溶剂对醋酸纤维纳米纤维形貌结构有较大影响。采用丙酮和二氯甲烷混合溶剂时,制备的纳米纤维表面具有多孔结构,且随着二氯甲烷含量的增加,多孔效果增强,多孔结构的纳米纤维具有良好的吸附染料能力。     

静电纺丝制备多孔三维网络结构柔性可拉伸应变传感器

正杭师大材料与化学化工学院朱雨田教授团队通过静电纺丝与超声负载相结合的方法,构筑了具有多孔三维网络结构和微裂纹结构的柔性可拉伸应变传感材料,相关研究成果发表在《Journal of Materials Chemistry A》上。研究人员利用静电纺丝技术制备了具有多孔三维网络结构的聚氨酯纤维膜,然后通过超声负载方法,在其表面包覆带有微裂纹结构的碳纳米管导电层,最后经裁剪、组装电极制备出了碳纳米管包覆的聚氨酯纤维膜柔性可拉伸应变传感材料。该制备方法简单,成本低,易于大规模生产。     

丝素蛋白多孔材料及其在组织工程领域的应用

讨论丝素蛋白纤维多孔材料、再生丝素蛋白多孔材料以及丝素蛋白非织造状纳米纤维多孔材料的制备方法和材料性能。认为丝素蛋白多孔材料具有合适的孔径结构和良好的生物相容性,多种组织或器官的细胞可在这些材料上黏附和增殖。综述丝素蛋白多孔材料作为一种优良的组织工程支架材料,在人工皮肤、骨、软骨、人工肌腱和韧带等组织工程领域的应用情况。     

3D聚氨酯/聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维海绵的制备（英文）

文章制备了具有海绵结构的聚氨酯(PU)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)三维(3D)纳米纤维多孔结构。通过SEM、XRD和FTIR对其形貌和结构进行表征,并通过拉伸和压缩实验对其力学性能进行研究。SEM结果显示,不同PU和PVB质量比的三维结构在纤维形态和纤维间交联方面存在差异。XRD和FTIR结果证明了3D纳米纤维海绵中PU和PVB聚合物分子的存在,并明确了PU分子和PVB分子间存在交联。实验表明,当PU和PVB质量比为7︰3时,3D纳米纤维海绵中纤维形貌好,结构稳定,断裂强力为2.2 MPa,断裂伸长为175.5%。该多孔纤维轻质海绵具有优异的压缩回复性能,可应用于不同的领域。     

PET/PA6橘瓣型超细纤维合成革基布的微观结构与性能

从合成革基布的角度,详细研究了PET/PA6橘瓣型复合超细纤维非织造布的微观结构与性能。研究结果表明,该非织造布表面平整,手感比较柔软,热稳定性较高,可以作为合成革基布用于合成革的生产,其较小的纤维织角和多角形的纤维截面,导致非织造布手感扁薄,丰满度不足,弹性和延伸性很小,其多孔的结构使得非织造布具有较高的透气性和透水汽性。     

静电纺多孔超细纤维膜的吸油性能

针对传统纤维吸油毡吸油量低的问题,采用静电纺丝技术制备了聚砜（PSF）和聚乳酸（PLA）多孔超细纤维膜以提高纤维吸油材料的吸油量。研究了纤维形态结构、纤维膜孔隙结构及亲油疏水性对真空泵机油和亚麻籽油的吸附性能和保油性能的影响。结果表明：PSF和PLA多孔超细纤维膜具有优良的亲油疏水性,纤维直径、纤维膜孔径和孔隙率、亲油疏水性以及吸油后纤维膜体积膨胀程度对其吸油量起主要作用,而纤维表面2~60nm 的介孔对提高吸油量没有明显作用,高孔隙率和贯通孔结构不利于保油;吸油1 h后,PLA纤维膜对真空泵机油和亚麻籽油的吸油量分别为50.1、34.6g/g,PSF纤维膜对真空泵机油和亚麻籽油的吸油量分别为147.8、131.3 g/g;保油1 h后,PLA纤维膜对真空泵机油和亚麻籽油的保油量分别减少了42.04%和53.69%,PSF纤维膜对真空泵机油和亚麻籽油的保油量分别减少了62.17%和50.61%。     

植物纳米纤维薄膜研究进展

植物纳米纤维具有良好的力学及光学性能、精细的纳米结构、优异的生物相容性,可用于制备层状多孔的纳米纤维薄膜。文章概述了植物纳米纤维的制备、成膜的主要方法及其原理,详细介绍了植物纳米纤维薄膜优异的力学、光学及阻隔等性能及其在包装材料、防伪印刷、生物医药、储能材料和柔性显示器件等领域的应用研究进展,并对其未来应用前景进行了展望。     

大豆纤维结构与染色性能的关系

大豆纤维特别纤细，具有致密的皮层，多孔海绵状的芯结构等特点。研究了多种染料的染色性能，提出了影响活性染料对大豆纤维上染率的主要工艺因素。     

多孔硅酸钙与纤维共磨加填对纸张性能的影响

采用一种新型的填料加填方式,即将多孔硅酸钙与纤维共同磨浆,研究了该共磨加填工艺对纸张性能的影响.结果表明,与传统加填方式相比,多孔硅酸钙与纤维共同磨浆后多孔硅酸钙粒径降低,浆料的滤水性能下降,加填纸松厚度下降,纸张抗张指数及光学性能提高.随着磨浆转数的增加,共磨浆中多孔硅酸钙粒径逐渐减小,共磨加填方式加填纸的松厚度降低,纸张抗张强度和光学性能提高,且呈现先快后缓的变化趋势.SEM结果表明,采用多孔硅酸钙与纤维共磨方式加填的纸张中均存在细小纤维包裹缠绕填料的复合结构,在传统加填方式加填纸中则未发现.     

纤维对多孔沥青混凝土增效行为研究

基于多孔沥青混凝土黏弹性特征和纤维材料特性,从细观角度提出纤维、多孔沥青混凝土组成的两相复合材料的数值分析方法,得到纤维对多孔沥青混凝土路用性能增效的数值模型。并以聚丙烯腈(PAN)纤维增强多孔沥青混凝土OGFC-13为对象,研究纤维掺入量、纤维长度、温度对多孔沥青混凝土路用性能的影响。通过不同纤维掺入量、纤维长度和温度下的多孔纤维沥青混凝土车辙试验,验证数值模型的合理性。结果表明:多孔纤维沥青混凝土数值模型可以较好地表征纤维对多孔沥青混凝土的增效行为特征,且与试验结果相符性较高;在试验范围内,OGFC-13中PAN纤维的最佳掺入量和长度分别为0.3%~0.4%、9 mm。     

大豆纤维染色性能——取决于纤维的表面处理

大豆纤维的制造工艺和纤维本身的结构特点，对其染色性能有较大的影响。将豆粕分离出来的球蛋白提纯后，经过化学接枝、共聚、混合成一定浓度的蛋白质混合溶液，再进行湿法纺丝而成的大豆纤维，其纤维结构主要为皮芯层。皮层结构紧密，外面还有厚韧的表皮层，它将影响纤维对染料的快速吸附、扩散，使纤维上染速度慢，对染料吸附率低，得色量不高，色泽也不太滋润丰满。芯层呈海绵多孔状，     

锡/碳纳米纤维锂电负极材料形貌结构再造及其机制

为改善锡/碳(Sn/C)纳米纤维形貌结构并使其获得优异的锂电性能,采用醋酸锡为前驱体,聚丙烯腈为碳源,通过静电纺丝技术制备了Sn/C前驱体纳米纤维,并通过不同顺序的炭化工艺和深冷处理工艺对Sn/C前驱体纳米纤维进行形貌再造,制备了具有多孔结构与皮芯结构的Sn/C纳米纤维,最后通过形貌表征、比表面积以及晶型结构测试了纳米纤维的结构和性能。结果表明:Sn/C纳米纤维的多孔和特殊形貌的碳包覆结构,有效防止了Sn颗粒的团聚,缓解了充放电时电极材料的体积膨胀,同时减少了容量损失,增强了电极材料的导电性和结构稳定性;经过先深冷处理再炭化处理,具有多孔结构的Sn/C纳米纤维表现出最稳定的电化学性能,循环100圈后的质量比容量保持率高达93.9%。