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%.     

静电纺丝制备空气过滤用抗分层聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)三明治结构膜（英文）

通过在经处理的不锈钢网(SSM)上逐层电纺制备了简易有效的聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)复合纤维过滤材料.材料中间层采用以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的PAN/PES共混聚合物电纺而成.扫描电子显微镜表征和比表面积测试结果表明,在相同纺丝条件下PES量的增加有利于减小纤维直径,增大膜的孔隙率.同时,通过拉伸实验测量了未带有SSM的膜的机械性能(5.857 MPa).利用PES的良好疏水性,过滤膜表面具有相对良好的疏水效果,接触角约为130.58°.在样品厚度尽可能相等的情况下,通过对实际空气环境中0.3~5μm的颗粒进行截流测试发现,PAN/PES-3的过滤效率达到且大于99%.通过机械振动和空气反吹考察了过滤膜的再生性能.此外,还通过使用喷雾喷涂SSM研究了防分层过滤介质的基质.     

静电纺丝制备空气过滤用抗分层聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)三明治结构膜

通过在经处理的不锈钢网(SSM)上逐层电纺制备了简易有效的聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)复合纤维过滤材料.材料中间层采用以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的PAN/PES共混聚合物电纺而成.扫描电子显微镜表征和比表面积测试结果表明, 在相同纺丝条件下PES量的增加有利于减小纤维直径, 增大膜的孔隙率.同时, 通过拉伸实验测量了未带有SSM的膜的机械性能(5.857 MPa).利用PES的良好疏水性, 过滤膜表面具有相对良好的疏水效果, 接触角约为130.58°.在样品厚度尽可能相等的情况下, 通过对实际空气环境中0.3~5 μm的颗粒进行截流测试发现, PAN/PES-3的过滤效率达到且大于99%.通过机械振动和空气反吹考察了过滤膜的再生性能.此外, 还通过使用喷雾喷涂SSM研究了防分层过滤介质的基质.     

PLGA/明胶共混体系的静电纺丝研究

采用静电纺丝技术制备了聚乳酸乙醇酸(PLGA)/明胶(Gt)的复合超细纤维, 考察了溶液浓度、电压及流速对纤维形貌的影响. 研究了不同明胶比例的纤维膜的微观形貌和干湿态的力学性能. 结果表明, 在溶液浓度0.12 g/mL, 电压7.5 kV, 流速0.8 mL/h条件下, 所得PLGA/Gt复合纤维直径较小, 粗细较均匀且缺陷少. 含有明胶的复合纤维直径远小于PLGA单纺纤维直径, 明胶的加入降低了膜的拉伸强度和断裂伸长率, 提高了膜的亲水性. 经PBS浸泡后, 复合膜的弹性得到加强. 明胶质量分数为5%和10%时, 纤维直径分布较窄, 当明胶的质量分数增加至15%时, 纤维的直径分布变宽.     

PP/PMIA@PVDF-HFP纳米纤维复合滤材的制备及性能

随着空气污染的日益严重,高效低阻空气过滤材料的开发成为研究热点.为了提高聚丙烯(PP)熔喷过滤材料的过滤性能,本文以PP熔喷过滤材料为基材,聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层,聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为芯层,采用同轴静电纺丝技术制备了具有高效低阻特性的PP/PMIA@PVDF-HFP纳米纤维复合滤材,研究了纺丝工艺和热处理等对滤材形貌、孔径、透气性和过滤性能的影响.在高温作用下,耐高温性能优异的芯层组分PMIA可以保持原有形态,而低熔点的皮层组分PVDF-HFP将会熔融,进而将纳米纤维粘结在一起.因此,通过热处理的方式可以实现纳米纤维膜孔结构的调控,并提高复合纤维滤材对空气中微小颗粒物的拦截能力.结果表明,当静电纺丝时间为60 min时,热处理后PP/PMIA@PVDF-HFP纳米纤维复合滤材孔隙率稳定在约75%,平均孔径为2.58μm,透气率为132.74 mm/s;对粒径<2.5μm的固体颗粒物(PM2.5)的过滤效率可达97.67%,过滤阻力仅为45.1 Pa,综合性能较优,且在不同风速、不同颗粒物浓度和长时间使用等条件下仍能保持优异的过滤性能.     

PES中空纤维复合纳滤膜的制备

采用界面聚合法制备聚醚砜（PES）中空纤维复合纳滤（NF）膜,讨论了制备条件对PES中空纤维复合NF膜性能的影响。实验结果表明,聚合反应时间、均苯三甲酰氯浓度、哌嗪浓度和酸吸收剂三乙胺浓度对复合NF膜性能有显著影响,同时二次反应能够提高复合NF膜的截留率,对2g／L的Na2SO4截留率可达到99．2％。     

立构复合化聚乳酸纳纤膜的制备及高效滤除PM2.5性能

聚乳酸(PLA)纳米纤维在环境友好型纤维过滤材料领域有良好的应用前景,但受制于其本征螺旋分子链构象和低介电常数的不足,导致其驻极性能差、过滤性能(过滤效率及压降)易衰减以及有效服役周期短.本文将高旋光性的聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)溶液共混,并通过静电纺丝过程的高压静电场诱导C=O基团加速取向极化,形成高电活性的立构复合晶体(SCs),显著提高聚乳酸纳纤膜的表面电位、介电常数及驻极效果等电活性特征,增大纤维表面静电斥力,促进PLA纳纤膜(PLA NFMs)的纤维细化,从而使其压降大幅降低(85 L/min, 209.2 Pa),过滤PM_2.5效率显著提高至96.32%(纯PLLA对比样为72.44%).更重要的是,立构复合化PLA纳纤膜(SC-PLA NFMs)的过滤性能受气体流量变化影响较小(10～85 L/min),当气流增大时,过滤效率的衰减远远低于纯PLLA,在高气流下的稳定性使其能更好地满足在空气过滤领域的实际应用需求.此外,提高PLA纳纤膜电活性可显著增强摩擦生电输出性能和呼吸振动激发电信号,为基于人体呼吸的生理特征监测奠定理论基础....     

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).     

AgNPs-AC复合纤维的制备及其吸附与抗菌性能

制备具有较好吸附抗菌性能的纳米过滤材料是过滤领域的一个关键问题。在多种纤维与薄膜材料的制备方法中,静电纺丝法具有比表面积大、孔隙率高的特点,为制备具有吸附抗菌性能的纳米过滤材料提供了一种有效思路。本文通过静电纺丝法制备了纳米银颗粒-活性炭(AgNPs-AC)复合纳米纤维膜,将纳米银颗粒沉积在活性炭载体上,目的是制备一种具有良好吸附抗菌功能的高性能过滤电纺复合纤维膜。通过SEM、XRD等设备对复合纳米纤维的形貌与结构进行表征,并考察该复合纤维膜的吸附性能和抗菌性能。结果表明,所制备的AgNPs-AC复合纳米纤维膜随活性炭、银浓度的增大,纤维直径分布逐步趋于均匀。并且在EVOH质量分数为10%,硝酸银/活性炭浓度比为0.05/0.085时,该复合纤维膜的吸附性能最好。此外,AgNPs-AC复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌性能。     

T型微通道装置制备单分散PLGA微球

利用微通道法乳化技术原理,研制了一个可拆卸T型玻璃微通道装置,以聚乙烯醇水溶液为连续相,聚(乳酸-co-羟基乙酸)(PLGA)的二氯甲烷溶液为分散相,制备了单分散的PLGA微球.考察了乳化剂用量、连续相和分散相流速以及PLGA浓度对形成的液滴平均粒径和变异系数(CV值)的影响.结果表明,增大乳化剂用量,提高连续相流速或降低分散相流速,制备得到的PLGA微球直径减小;分散相浓度在5～20 g/L之间变化时,其对微球直径的影响有限.PLGA微球表面光滑无孔,且内部是实心的.用本装置制备得到的PLGA微球,其粒径范围在30～200μm之间,CV值在15%以下,最低可至3%.该方法可使用挥发性有机溶剂作为分散相而且能避免微球制备时易堵塞等问题,可应用于药物缓控释领域中微米级单分散微球的制备.     

反应介质pH值和前驱体用量对PSt/TiO_2复合微球结构形态及TiO_2空心微球形貌的影响

首先用聚乙烯亚胺(PEI)对粒径为360 nm的单分散无皂聚苯乙烯(PSt)乳胶粒进行修饰,得到表面荷正电的PSt种子乳液,然后将其滴加到溶有钛酸正丁酯(TBT)的乙醇与水的混合介质中,通过溶胶-凝胶(sol-gel)法制备出了核壳结构PSt/TiO2复合微球,系统研究了体系pH和TBT用量对复合微球结构形态的影响.研究表明,酸性条件不利于核壳结构PSt/TiO2复合微球的形成;当体系pH值为7.2时,可得到包覆完整、TiO2壳层厚度均一的PSt/TiO2复合微球,此后随着体系pH值的升高,包覆厚度逐渐提高;当pH值升高到11.0时,壳层厚度达到最大,但出现了包覆层不完整的复合微球.在固定聚合体系pH为8.5,EtOH/H2O质量比为100/6,表面修饰PSt种子乳液用量为0.5 g(固含量为4%)的条件下,随着TBT用量从0.01 g增加到0.16 g,复合微球壳层厚度从约0 nm逐渐增加到60 nm;当TBT用量增加到0.32 g时,壳层厚度迅速降至12nm,微球表面变得粗糙,并出现大量未包覆微粒;此后随着TBT用量的增加,包覆层厚度逐渐减少,未包覆微球逐渐增多.结果显示,当复合微球中TiO2包覆层达到一定厚度时,经煅烧后才能得到形貌完整的TiO2中空微球.     

界面立构复合化电活性聚乳酸纳纤膜的制备及高效过滤性能

聚乳酸纤维膜在可降解空气过滤材料领域具有巨大潜力,但低比例的电活性相导致纤维膜的介电性能较弱,难以满足高性能空气颗粒物(PMs)过滤材料的需要.本文利用聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)组成的立构复合物(SC)提供高比例电活性相,采用同轴静电纺丝策略构筑界面立构复合化的电活性聚乳酸纳纤膜.通过改变纺丝时的注射速度,调控纤维形貌以及羰基(C=O)偶极子、 β晶相和界面立构复合晶(SCs)的形成,得到的核壳(CS)结构纳纤膜具有改善的表面电势(9.3 kV)和介电常数(1.60 F/m).界面立构复合化的纤维膜力学性能提升显著,核部PLLA和壳部PDLA的注射速度分别为1.0和0.5 mL/h时获得的CS1.5纳纤膜的拉伸强度和杨氏模量分别达到17.2和351.1 MPa,明显优于纯聚乳酸纤维膜.更重要的是,提升的电活性显著增强了聚乳酸纳纤膜对PM0.3和PM2.5的过滤效率,界面立构复合化在应对高流速下捕尘时具有独特优势, CS1.5纳纤膜的过滤效率由10 L/min时的82.5%提升至85 L/min时的97.9%.本文提出了采用界面立构复合化激发聚乳酸电活性的策略,为解决...     

纳米储能纤维复合过滤膜的制备及性能

以静电纺丝技术制备的同轴聚甲基丙烯酸十八烷基酯(PSMA)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纳米储能纤维为支撑层,经聚偏氟乙烯(PVDF)涂覆成膜和溶剂化处理,制备了一种低压高水通量的纳米储能纤维复合过滤膜(NFCM),其中以水或乙醇为凝固溶液的复合过滤膜分别记为NFCM@H2O或NFCM@EtOH.分析并讨论了不同溶剂处理方式对NFCM力学性能和表面形貌的影响,表征了膜的纯水通量和抗污性能,用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜的横断面形貌.结果表明,PSMA/PET纳米储能纤维具有明显的吸放热行为,熔融温度和热焓值分别为36.5℃和10.7J/g,NFCM的熔融温度和热焓值分别为36℃和2.7J/g.NFCM的形貌结构、纯水通量和截留率与溶剂处理方式相关,NFCM@EtOH膜的水通量介于100~1400L/(m2·h)之间,而NFCM@H2O膜的水通量仅在40~220L/(m2·h)之间.NFCM的拉伸强度由初始0.925MPa(PVDF)提高到4.28MPa以上.NFCM中的相变材料对膜过滤性能有重要影响,并在过滤温度低于50℃时具有减缓作用.     

不同形貌ZnSe的制备及光电化学性能

采用水热法制备了ZnSe纳米棒和微球, 用XRD, TGA-DTA和SEM等技术对其进行了表征, 提出了解释ZnSe微球的形成新机理. 研究结果表明, 纳米棒直径为50~100 nm, 棒长约为200~300 nm, ZnSe微球直径为3~10 μm.; 纳米棒在反应温度为240 ℃时具有闪锌矿和纤维锌矿型混晶结构, 微球在反应温度为210 ℃时具有闪锌矿结构; 将ZnSe纳米棒和微球均匀地涂在导电玻璃的导电面上, 于380 ℃煅烧40 min后制成膜电极, 并进行了光电化学研究, 纳米棒膜结构电极最高单色光的光电转换效率(IPCE)可达到9.09%.     

卡波普改性纳米纤维基复合纳滤膜的结构与性能

以仿生胶黏剂卡波普(carbopol,CP)改性的聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)纳米纤维膜为基膜,以哌嗪和均苯三甲酰氯分别为水相单体和有机相单体采用界面聚合法制备得到一种功能阻隔层为聚哌嗪酰胺(polypiperazine-amide,PA)的纳米纤维基复合纳滤膜(PAN/CP/PA).傅里叶红外光谱表明CP凝胶中的羧基(—COOH)与PAN纳米纤维层中的氰基(—CN)形成氢键,同时与水相单体哌嗪上的仲胺基形成羧酸铵盐离子键(—COO-H2N+),使得复合纳滤膜各层之间相互作用增强.分别以卡波普改性前后的PAN纳米纤维膜为基膜,采用相同界面聚合工艺制备PAN/PA和PAN/CP/PA复合滤膜,其力学性能测试表明,CP凝胶的引入将PAN纳米纤维基膜与功能阻隔层之间有效黏合在一起,实现了复合膜结构的一体性,整体的断裂强度由15.1 MPa提高至24.2 MPa.对比2种复合膜的盐水过滤性能,PAN/CP/PA复合膜对二价硫酸盐的截留效果与PAN/PA复合膜保持一致,对硝酸盐类和MgCl2的截留效果明显优于PAN/PA复合膜,其缘由归因于CP凝胶层中含有大量的羧基增强了PAN/CP/PA复合纳滤膜荷负电性.同时,CP凝胶本身的亲水性使得PAN/CP/PA复合膜的平均过滤水通量(20.3 L/m2h)与PAN/PA复合膜的平均过滤水通量(20.9 L/m2h)相比基本保持不变.     

ZnO@ZIF-8核壳微球的制备及对U(Ⅵ)的吸附性能

利用ZnO诱导制备了ZnO@ZIF-8复合微球材料并将其用于溶液中U(Ⅵ) 的去除. 研究表明, 制备的ZnO@ZIF-8复合微球的直径为1~7 μm, pH=4时, 在水溶液中对U(Ⅵ) 的吸附量最大, 达到145.32 mg/g, 吸附机理可能与铀酰离子与复合材料之间的配位作用和氢键作用相关. 考虑到复合微球中用于U(Ⅵ) 吸附的有效成分ZIF-8的含量仅为12.6%, 以ZIF-8含量计算, 该材料对U(Ⅵ) 的单位吸附量高达1137 mg/g.     

三相中空纤维膜液相微萃取-高效液相色谱法测定水中痕量双酚A

建立了三相中空纤维膜液相微萃取-高效液相色谱(HF-LPME-HPLC)方法,用于分析测定水中痕量双酚A的含量.设计了三相中空纤维膜液相微萃取系统,优化的HP-LPME最佳萃取条件为:萃取剂为正辛醇,接受相NaOH浓度为0.09 mol/L,样品溶液pH=4.0,NaC1加入量为30 g/L,搅拌速度为900 r/min,萃取时间为60 min.萃取后取20 μL接受相进行色谱分析.在最佳萃取条件下,方法的线性范围为0.5～200 μg/L(r＞ 0.999),检出限(信噪比为3)为0.2 μg/L;富集因子为241;方法RSD＜3.2％ (n=3).在实际环境水样中添加5,20和50μg/L的双酚A标准物质,加标平均回收率为92.8％～101.9％.表明本方法可用于水中痕量双酚A的快速准确测定.     

高性能锂离子电池隔膜的结构设计及其制备与表征

设计并采用高压静电纺丝法制备了单层结构的聚偏氟乙烯(PVDF)/偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物(PVDF-HFP)纳米纤维膜及三层结构、二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合纳米纤维膜.复合膜的表面形貌、热物理性质和电化学性能通过扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热法(DSC)、高温尺寸收缩率、交流阻抗法进行了表征.单层结构的PVDF/PVDF-HFP纳米纤维膜的纤维表面光滑,平均纤维直径2μm,纤维分布较均匀,而PVDF与Al2O3复合后的纤维表面粗糙,平均纤维直径变小,结晶度降低,吸液率增大.二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合隔膜在170℃下受热1 h收缩率为3%.将3种结构的复合膜在1 mol/L Li PF6/(EC+DMC+DEC,1∶1∶1,W/W/W)电解质溶液中活化得到聚合物电解质.25℃时,二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合隔膜吸液率高达497 wt%,离子电导率可达5.04×10-3S/cm,电化学稳定窗口达到4.62 V(Li/Li+).组装成Li Fe PO4/Li电池测试其电池性能,结果表明,二层结构的PVDF/PVDF-HFP/Al2O3复合膜朝向锂负极时,电池的循环性能更好,且与锂金属负极具有更好的相容性和界面稳定性.     

PAN/PEO和CA/PEO同轴静电纺丝纤维的制备及其力学性能研究

近年来,同轴静电纺丝技术广泛地用于制造各种多功能复合材料,同时聚合物受限结晶行为的研究倍受关注,许多方法被用来制备结晶性聚合物的受限空间。结合这两种研究背景,本文利用同轴静电纺丝技术,制备了聚丙烯腈(PAN)/聚氧化乙烯(PEO)和醋酸纤维素(CA)/PEO两种复合纤维,通过扫描电子显微镜和透射电子纤维镜对复合纤维形态结构分析,发现复合纤维具有皮芯结构,其中PEO作为芯层被包裹在外层PAN或CA中,同时改变静电纺丝时PEO溶液的浓度,复合纤维的直径和PEO芯层的直径也随之改变,从而为结晶性聚合物PEO提供了不同尺寸的受限空间。此外,对复合纤维膜进行了力学性能测试,结果发现CA/PEO复合纤维膜的拉伸性能要优于PAN/PEO复合纤维膜。     

恩诺沙星分子印迹纳米纤维膜的制备及性能

通过沉淀聚合法制备了恩诺沙星（ENRO）分子印迹聚合物（MIPs）微球,将其添加到聚乙烯醇（PVA）溶液中,采用静电纺丝技术制备了恩诺沙星分子印迹纳米纤维膜（MINFMs）. 利用扫描电子显微镜（SEM）研究了纺丝液浓度、纺丝电压及接收距离对MINFMs纤维直径及表面形貌的影响,从溶胀性、孔隙率、吸附容量及吸附选择性等几个方面对印迹膜的性能进行了评价. 结果表明,在环境温度25 ℃、相对湿度 40%~50%、MIPs加入量8%（质量分数）、PVA质量分数7%、纺丝电压15 kV和接收距离25 cm的条件下,得到的MINFMs的纤维形态良好,纤维平均直径为180 nm. MINFMs的溶胀度和孔隙率分别为136.76%和33.42%,均大于非印迹纳米纤维膜（NINFMs）. 动力学吸附性能结果显示,MINFMs在300 min后吸附基本达到平衡,且明显高于NINFMs的吸附量;Scatchard分析结果表明,在所研究的浓度范围内MINFMs对模板ENRO的结合位点是等价的,其离解平衡常数（K_d）与最大表观结合量（Q_max）分别为505.817 mg/L和3.862 mg/g. 与环丙沙星（CIP）和氧氟沙星（OFL）相比,MINFMs对ENRO表现出更强的特异性吸附能力.