静电纺空气过滤用PET/CTS抗菌复合纳米纤维膜的制备

采用静电纺丝法制备PET/CTS复合纳米纤维膜,并在纤维膜表面吸附一层纳米银,进一步增加纤维膜的抗菌性能.以扫描电镜(SEM)对不同配比PET/CTS所制备的纤维膜的微观形貌进行表征,结果显示w(CTS)/w(PET)为12.5%时,纤维形貌较好,平均直径为405 nm.分别对不同厚度的PET/CTS纤维膜进行力学性能、透气性能以及空气过滤性能测试,结果表明纺丝时间为7 h时,纤维膜具有较好的性能,其弹性模量为48.15 MPa、断裂伸长率183.30%、拉伸断裂应力2.11 MPa、拉伸强度2.49 MPa、拉伸屈服应力1.23 MPa、最大力1.38 N,阻气值为3.99 k Pa·S/m,过滤效率为99.55%,压降为621.32 Pa.吸附银离子实验表明,最佳GA交联浴配比为GA(vol%)=3.5%.紫外可见光谱(UV)及透射电镜(TEM)表征证明,有10 nm左右纳米银生成.抑菌实验表明,载银PET/CTS复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌(S.a.)和大肠杆菌(E.coli.)的杀菌率分别为99.97%和99.99%.     

基于ZIF-8/PAN复合薄膜的柔性丙酮气体传感器

ZIF-8是一种Zn基金属有机骨架材料, 可以吸附丙酮气体从而作为电容式丙酮传感器的气敏材料, 然而ZIF-8的传统使用形式为粉末态, 这导致其不能成为具备柔性的整体, 从而限制了传感器的柔性. 结合包埋种子和二次生长法将ZIF-8与纳米纤维结合成纤维型柔性材料, 并将其作为气敏层制备了柔性电容式丙酮气体传感器. 该传感器在9种常见挥发性有机化合物中表现出良好的选择性, 对250~2000 cm³/m³的丙酮气体具有灵敏的响应、良好的循环响应及长期稳定性. 值得注意的是该柔性传感器不仅在室温下进行传感, 而且在弯折180°的状态下对丙酮气体的响应值与不弯折(0°)状态下几乎一致, 在200次以内的180°弯折-恢复后同样表现出了传感性能的稳定, 表明了其在柔性传感器方面的潜力.     

高度有序介孔氧化硅材料SBA-15：高浓度氨基官能化及氨基及氨基团的可利用性

采用简单的方法合成高浓度氨基修饰的高度有序氧化硅材料并深入研究氨基官能化材料的孔结构以及氨基的存在状态和可利用性。结果表明,氨基基团共价连接到SBA-15的孔表面,即使初始合成体系中的APTES（氨丙基三乙氧基硅烷）浓度高达30mol%时材料依然保持高度的有序性。合成体系中APTES浓度为20％的样品还保持良好的介孔结构,比表面积为680 m²·g^-1,孔容为0.89 cm³·g^-1,此介孔结构中的氨基官能团对镍离子表现出很强的亲和力,Ni²⁺的吸附量高达1.88 mmol·g^-1,相比之下未官能化的SBA-15对Ni²⁺没有吸附作用。当初始合成体系中APTES的浓度进一步增大到30％时,修饰到介孔氧化硅材料的氨基含量也随之增大,但由于材料的孔隙度急剧降低,这些氨基的可利用性也降低。     

PEDOT-PSS/Co-Fe_3O_4/PVA电磁功能复合纤维结构与性能

将化学共沉淀法合成的Co掺杂的Fe_3O_4(Co-Fe_3O_4)磁性粒子和化学氧化法合成的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)掺杂的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT-PSS)与聚乙烯醇(PVA)混合制备复合纺丝原液,然后经过湿法纺丝得到具有电、磁性能的PEDOT-PSS/Co-Fe_3O_4/PVA复合纤维.通过SEM、FTIR、XRD、TG、VSM以及电导率和机械性能的测试研究了不同牵伸倍率对复合纤维的结构和性能的影响.结果表明,随着牵伸倍率的增加,复合纤维的结晶性能、热稳定性能和机械性能都有所提升,其电导率则成倍增加,而其饱和磁化强度(M_s)则变化不大,约为1.7 A·m~2/kg.当牵伸倍数为4倍时,复合纤维的电导率可达到2.3 S/cm.     

静电纺丝法制备聚乳酸/纳米磷酸钙复合纳米纤维及其表征

首先合成了纳米磷酸钙(NCP),用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征.再利用静电纺丝法制备了PLA/NCP复合纳米纤维,对纤维进行了TEM,SEM,XRD以及单轴拉力测试的表征.TEM和XRD测试表明,NCP已成功掺杂到聚乳酸纤维中,获得的纤维为复合纤维.SEM测试表明,NCP在溶液中浓度较小时,复合纳米纤维的形貌变化不大;NCP浓度超过PLA质量的7%后,纤维表面出现粒状物;随着浓度继续增大,粒状物逐渐增多,最后很难成纤.拉伸实验结果表明,复合纤维拉伸强度先随着NCP浓度的增加而增大,但NCP浓度超过7%后拉伸强度随着浓度的增加反而减小.     

可调制润湿性和力学性能的电纺纤维膜的制备与性能研究

采用静电纺丝技术分别制备了无规排列和高度取向排列的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和PET/CA(柠檬酸)4种纤维膜,对它们的润湿性能和力学性能进行了研究,同时研究了纤维膜厚度对膜的力学性能的影响.研究结果表明,与无规排列的PET纤维膜相比,取向排列的PET纤维膜沿纤维取向方向的力学性能有了很大的提高,而断裂伸长率略有下降;加入柠檬酸(CA)后,PET/CA复合纤维膜的表面水接触角从132.3!减少到0!,且取向排列的纤维膜比无规排列的纤维膜更易润湿;无规排列的复合纤维膜的力学性能因加入CA而大幅下降,取向排列的PET/CA纤维膜沿纤维取向方向的力学性能下降较小,而无规排列的PET/CA纤维膜的断裂伸长率从284.1%增加到444.5%.无规排列纤维膜的力学性能随膜厚度的增加先提高,后来又下降,而取向排列的纤维膜沿纤维取向方向的力学性能随膜厚度增加而单调增加.     

纳米BaFe12O19纤维的电纺制备及磁性研究

以PVP的乙酸溶液为助纺剂,采用静电纺丝技术制得了纳米BaFe12O19纤维,利用XRD和EDS对样品的物相和成分进行了分析,利用SEM和TEM对样品形貌和粒径进行了表征,并利用振动样品磁强计(VSM)对样品进行了磁性能研究.结果表明,BaFe12O19/PVP复合纤维经过800℃煅烧后,制得了纯净的BaFe12O19纳米纤维,纤维平均直径为150 nm,呈现出多晶结构,矫顽力为4 164.9 G,与粉体相比,矫顽力有较大提升,有望扩展BaFe12O19在高密度垂直记录材料、微纳米电子材料和微波材料等领域的应用.     

原位聚合制备PEDOT-PSS/PVA电磁波吸收功能复合导电织物

在自行织造的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸钠/聚乙烯醇(PEDOT-PSS/PVA)导电织物表面,通过原位聚合法生成了致密的PEDOT-PSS导电聚合物覆盖层,所得织物称之为in situ PEDOT-PSS/PVA复合导电织物.研究发现,在优化的合成条件下,in situ PEDOT-PSS/PVA复合导电织物具有优异的导电性能,其表面电阻最低可达2?/cm~2.电磁屏蔽性能测试结果表明,单层in situ PEDOT-PSS/PVA导电复合织物的电磁屏蔽效能可达12 dB左右,屏蔽率约为75%;在4~18 GHz的范围内,其电磁波反射率大部分都在-5~-10dB之间,可吸收75%~90%的电磁波,基本达到了军事吸波材料的要求.     

抗污染PVA/PVDF电纺纳米纤维复合超滤膜的制备及过滤性能

以聚对苯二甲酸二醇酯(PET)无纺布为基底,聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维为支撑层,聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜为分离层,采用静电纺丝法制备超滤膜,并用水/丙酮混合溶液对复合纳米纤维膜表面进行溶液处理,再加入戊二醛交联改性得到致密分离层.采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了复合超滤膜的表面,用水接触角(WCA)表征复合超滤膜的亲水性.在0.02 MPa恒压下死端过滤油/水乳液,测试复合超滤膜的过滤性能.结果表明,最优条件下制备的复合超滤膜死端过滤油/水乳液的通量为(42.50±4.78)L/(m~2·h),截留率达到(95.72±0.33)%;循环使用5次后,依然具有较好的过滤性能,常压下死端过滤复合超滤膜的纯水通量为(3469±28)L/(m~2·h).     

双金属导电金属有机框架材料Ni/Co-CAT的制备及其氧还原催化性能研究

以2,3,6,7,10,11 -六羟基三亚苯(2,3,6,7,10,11-Hexahydroxytriphenylene, HHTP)为有机配体, Ni、Co为金属中心, 通过水热法制备了对应的儿茶酚酯盐(Ni-catecholate、Ni-Co-catecholate, 以下简称Ni-CAT和Ni-Co-CAT). 对其进行表征后, 选用单室反应器装置搭建微生物燃料电池(Microbial fuel cell, MFC). 将Ni-CAT和Ni-Co-CAT与炭黑以3∶1的质量比混合后应用于MFC阴极催化氧还原反应(Oxygen reduction reaction, ORR). 结果表明, Ni-Co-CAT催化的MFC反应器性能最好, 其MFC反应器的最大输出电压和功率密度分别为310 mV和190 mW/cm², 与商业Pt/C的性能相当. Ni-Co-CAT催化MFC的极限电流密度为2.84 mA/cm², 优于Ni-CAT的2.18 mA/cm², 表明在Ni-CAT结构中引入Co后, MFC产电效能得到了提升. 主要原因是, Ni-Co-CAT与炭黑充分混合后, 具有了更高的孔隙率和比表面积, 其结构上的金属位点M-O₆ (M=Ni或Co)提供了更多的催化活性, 使Ni-Co-CAT具有最优的电化学催化性能.