静电纺丝制备图案化无机纳米纤维

静电纺丝技术近几年在制备纳米纤维领域得到了广泛的应用,被认为是批量制备纳米纤维材料最简单有效的方法。本文综述了近几年高压静电纺丝技术制备图案化无机物纳米纤维的纺丝装置和过程,特别详细综述了纺丝过程中纤维直径的变化,利用带电流体动力学(EHD)理论推导出纤维直径变化的运动方程,并对方程进行一定程度的修订,以符合电纺无机物纳米纤维直径的变化;并综述了取向纳米纤维、中空纳米纤维、壳-核结构纳米纤维、纳米线、纳米带、纳米管及多层次结构纳米纤维的构建及其基本性能。最后对电纺制备图案化无机纳米纤维未来发展方向,特别是功能化多层次结构电纺无机纳米纤维制备进行了展望。     

新型紫外线吸收剂的合成及其在聚乳酸超细纤维膜中的应用

以D-甘露糖和2,4-二羟基二苯甲酮(UV-O)为原料,合成了新型的紫外线吸收剂（3-羟基-4-苯甲酰基）苯基-2,3;4,6-二-O-亚环己基-D-β-吡喃甘露糖苷（UV-O-DHM）,其完全分解温度可达372.6 ℃,具有很好的热稳定性。 将UV-O-DHM均匀地掺入聚乳酸(PLA)的二氯甲烷溶液中,通过静电纺丝制得了可生物降解的抗紫外线PLA超细纤维膜。 采用扫描电子显微镜观察了纤维形貌,纤维的粗细均匀,直径为3~4 μm,且纤维表面有均匀的纳米孔结构。 随着PLA纤维中UV-O-DHM浓度的增大超细纤维的紫外辐射透过率降低。 当UV-O-DHM的掺入量为1.1%时,在230~350 nm范围内,透过率基本接近于0,同时在365~380 nm的紫外光范围内抗紫外辐射效果明显优于同等条件下的UV-O/聚乳酸纤维。     

同轴静电纺丝技术制备ZnO@CeO2纳米电缆

采用同轴静电纺丝技术,以硝酸铈、硝酸锌、聚乙烯吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、甘油和氯仿为原料,制备了ZnO@CeO2 同轴纳米电缆。用差热–热重分析、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱仪对样品进行了表征。结果表明,所得到的产物为ZnO@CeO2同轴纳米电缆,以晶态CeO2为壳层,晶态ZnO为芯层,电缆直径约90 nm,芯层直径约60 nm,壳层厚度约15 nm,电缆长度>300 μm,对其形成机理进行了分析。     

β-环糊精功能化聚丙烯腈纳米纤维的制备及对亚甲基蓝的吸附性能β-环糊精功能化聚丙烯腈纳米纤维的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂, 利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/β-环糊精(β-CD)纳米纤维. 通过场发射扫描电镜、红外光谱和粉末XRD对纳米纤维进行了表征, 并检测了纺丝溶液的电导率和黏度. 结果表明, β-CD的添加量可以改善纳米纤维的形貌, 固定在纤维上的β-CD保留了空腔结构, 为其在纳米纤维中发挥超分子特性提供了可能. 通过紫外-可见光谱法研究了PAN/β-CD纤维对亚甲基蓝(MB)溶液的吸附性能. 结果表明, 纳米纤维中的β-CD显著提高了PAN/β-CD纤维对MB的吸附能力, 使其在吸附分离、电化学传感器及药物控制释放等领域具有潜在的应用价值.     

金红石相含量对TiO_2纳米纤维光催化的影响

本文采用静电纺丝法制备出不同前驱条件下的TiO_2纳米纤维。用扫描电镜对样品的形貌进行表征,结果表明纤维直径约为100nm且表面粗糙;X-射线衍射和拉曼结果显示不同前驱条件制备的样品中锐钛矿相与金红石相的比例不同;利用紫外可见分光光度计测试TiO_2纳米纤维对亚甲基蓝的光催化活性分析所制样品的光催化活性,结果表明加热条件下样品的活性更高;原因是加热条件下金红石相的含量更多,两相混合为电子跃迁提供更多的跃迁能级,增加了光生电子和空穴的寿命,从而减少两者的复合几率,提高TiO_2纳米纤维的光催化活性。     

电纺ZnO纳米纤维电子传输层提高倒置PTB7∶PC70BM电池效率

研究利用静电纺丝制备的不同直径ZnO纳米纤维作为倒置结构有机太阳能电池的电子传输层对器件转化效率的影响。首先通过静电纺丝技术成功制备了半径在43～110 nm之间的ZnO纳米纤维,然后将ZnO纳米纤维作为电子传输层加入到倒置结构有机太阳能电池（ITO/ZnO∶ZnO nanofiber/PTB7∶PC₇₀BM/MoO₃/Al）。与平面结构的ZnO电子传输层相比,ZnO纳米纤维具有比表面积大等优点,增加了电子传输和抽取能力,提高了器件的光电转化效率。实验发现ZnO纳米纤维的直径越小,电池效率越大。当ZnO纳米纤维直径为(46±5)nm,接收时间为30 s时,作为电子传输层的电池效率提高了8%。     

一种基于导体尖端效应的无针式静电纺丝方法

基于导体的尖端效应原理提出一种静电纺丝法, 将探针阵列有序嵌入并垂直于聚合物溶液槽底部, 保持针头与液面高度相近, 当给溶液施加高电压时, 会在针头附近区域形成峰值电场, 由于流体在电场中具有不稳定性, 射流能够在溶液表面的峰值电场处自发形成, 进而拉伸细化、 劈裂成丝, 固化在收集板上. 但有序排列的探针阵列之间也存在电场相互干扰问题. 为了得到最佳的纺丝电场环境, 需对工作电场进行模拟及优化. 利用COMSOL Multiphysics 5.0建立几何模型, 分析嵌入探针的长短、 数量、 针间距及几何排布方式对溶液表面场强峰值的影响. 当溶液槽中嵌入一排探针时, 凸弧形的几何排布方式能提高中间区域的场强峰值; 对于两排探针, 交错的排布方式有利于改善溶液表面电场的均匀性, 而并列排布和对角线排布对均衡场强的效果不显著.     

同轴静电纺丝法制备具有核-壳纤维结构的多功能敷料

利用同轴静电纺丝制备了具有核壳结构纳米纤维的未交联敷料,其中纤维内核为载有抗菌药物莫匹罗星的聚己内酯(PCL),外壳则由载有麻醉剂利多卡因的胶原构成;通过京尼平将胶原外壳交联后得到交联敷料.用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了未交联敷料的表面形貌和纤维的核壳结构.体外药物释放实验结果表明,在2种敷料中,2种药物在1 h内均出现了突释现象,而在随后的60 h中,2种药物均能从敷料中缓慢释放出来,说明2种敷料均具有较好的持续止痛与抗菌性能.二辛可宁酸(Bicinchonininc acid,BCA)蛋白测试结果表明,未交联敷料外壳上的胶原蛋白能够持续地释放出来.体外细胞培养结果表明,与交联敷料相比,未交联敷料能够更好地促进成纤维细胞L929的黏附和生长,具有更好的促进伤口愈合作用.体外抗菌实验结果显示,负载了莫匹罗星的2种敷料的抗菌性能均明显高于对照组,具有良好的抗菌性能.     

静电纺丝法制备新型吸附分离材料

随着现代经济、工业的发展,许多环境问题出现在了人类面前,对于新型吸附分离材料的需求也变得十分迫切。静电纺丝法是一种简单有效制备连续纳米长丝的技术,有着十分广阔的应用前景。由于静电纺丝法制备的纤维膜具有较大的比表面积、易于调控的微观结构及化学性质,静电纺丝法能够用于制备新型的吸附分离材料。本文对电纺纤维膜的制备与改性,以及电纺纤维膜在空气过滤、油水分离、重金属离子去除等领域的应用进行了介绍,同时对其未来的发展进行了展望。     

有机液体吸附功能纤维研究进展北大核心CSCD

有机液体吸附功能纤维是一类可吸附自身重量数十倍有机液体的新型纤维材料,具有吸附速率快、吸附量高、易回收及可重复使用等特点,在环境保护、水处理、有机液体分离与回收等领域具有广阔的应用前景,已成为近年来吸附材料研究领域的热点。本文回顾了有机液体吸附功能纤维的发展历史,介绍了所用聚合物种类、单体选用及其制备方法,分析比较了几种有机液体吸附功能纤维的纺丝成形原理,讨论了纺丝过程中各种参数对纤维结构与性能的影响,总结了有机液体吸附功能纤维的再生与应用等方面的研究进展,并对其发展趋势进行了展望。