本实验是采用静电纺丝技术来制备纳米纤维的。静电纺丝技术是一种特殊的纳米纤维制造方法,它与传统技术制得的纳米纤维相比更细,在国内外都是制备纳米纤维的重要方法之一。静电纺丝技术的设备操作简单方便、原料价格低廉,制作纳米纤维时对环境也没有污染,是制备纳米纤维的主要方法之一[12]。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维也有很多的优点,如空洞性比较好,比表面积很大,直径也比较小,在很多领域都存在着很大的潜在的发展价值,现在主要应用在材料、催化、传感、生物医药[13]和环境[14-15]等领域。通过静电纺丝技术制备复合纳米纤维的方法有共混复合静电纺丝法,多喷头静电纺丝法,同轴共纺法,共混静电纺丝法和多层混合静电纺丝法[16]。文献综述
静电纺丝技术的工作原理是带电的聚合物溶液或熔体在高压静电场的电场力作用下牵伸进行喷射纺丝,从而形成了纳米纤维[17]。在静电纺丝过程中,首先高分子聚合物溶液或熔体在高压静电场中带上电荷,从而产生一定的形变。然后在高压静电场电场力的作用下,在毛细管的泰勒锥[18]顶点,带电的聚合物液滴被加速,形成射流[19]。在较短的距离内,这些射流被高压静电场的电场力加速拉长,然后经过挥发和固化,最后在接收板的锡箔纸处沉积下来,形成聚合物纳米纤维。
在静电纺丝时,影响纳米纤维的制备的因素有很多种 [20]。这些因素包括聚合物溶液的性质(如溶液的弹性,溶液的表面张力,溶液的黏度等),纺丝过程中的变量(如纺丝电压,接收距离,纺丝速度和溶剂的种类等)和环境因素(如湿度,温度和气流速度等)。研究结果表明影响纳米纤维性能的主要因素体现在:1、聚合物溶液的浓度,如果聚合物溶液的浓度越高,那么粘度就会越大,表面张力也就越大,制得的纳米纤维的直径也就越大。2、纺丝电压,如果高压电源的电压越高,那么纺丝射流受到电场力也就越大,同时射流所带电荷也就越多,所得的纤维直径就越小。3、接收距离,接收距离如果越大,纺丝射流受到电场力作用时间就越长,那么制得的纳米纤维的直径便会越小。
1实验部分
1。1实验仪器
HJ-3恒温磁力搅拌器;试剂瓶(2 mL);高压直流电源;注射泵;电子天平;洗耳球;移液管(1 mL);药匙;称量纸;盖玻片;一次性使用无菌注射器(1 mL;直径0。6 mm,长度25 cm);锡箔纸;针管;扫描电子显微镜(荷兰FEI公司FEI Quanta 200扫描电子显微镜)。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-
1。2实验试剂
聚丙烯腈 (PAN); N、N-2甲基甲酰胺(DMF);三氯化铁(FeCl3);吡咯;无水乙醇;上述试剂购买于广州试剂有限公司。
1。3 静电纺丝技术制备纳米纤维
1。3。1静电纺丝装置的组成
静电纺丝法是制备纳米纤维的主要方法之一,静电纺丝的装置主要由高压直流电源,喷丝装置和目标电极三个部分组成