电纺CoFe2O4纳米纤维及其磁性研究

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术,以三氯化铁(FeCl3·6H2O)、醋酸钴(Co(CH3COO)2·4H2O)和聚乙烯醇(PVA)为前驱物,制得PVA/FeCl3/Co(CH3COO)2复合纳米纤维.经高温煅烧,制备了CoFe2O4纳米纤维.利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、差热-热重(TG-DTA)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对样品进行了表征,并研究了其磁性质.结果表明:静电纺丝技术制备的CoFe2O4纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有良好的铁磁性.     

基于静电纺丝法制备Cd掺杂的In2O3纳米纤维及对甲醛的气敏特性研究

本文采用了静电纺丝方法制备了Cd掺杂的In2O3复合纳米纤维,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对纳米纤维材料进行了相关表征.研究了纯In2O3和另外两种不同Cd掺杂的In2O3纳米纤维材料制作的三种气敏元件对室内甲醛气体的气敏特性.结果表明在以摩尔比为1∶1复合时,用静电纺丝方法分别制备出In2O3和CdO纳米纤维后再按1∶1掺杂制作的气敏元件工作温度较低为280℃,在10 ppm时其响应可达13,响应/恢复时间为34 s/35 s;并且具有良好的选择性.     

SnO2/TiO2纳米纤维的制备及其光催化降解苯酚的研究

采用同轴静电纺丝法制得PVA-SnCl4·5H2O/PVP-Ti(OC4H9)4聚合物纺丝.经700℃烧结后得到的纳米纤维分别采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、紫外反射光谱(UV-vis)、热重-差热分析(TG-DSC)和透射电镜(TEM)等分析测试手段进行表征.研究表明SnO2/TiO2纳米纤维具有较小的直径(147 nm)、大比表面积、疏松多孔核壳结构.研究了该复合纳米纤维对苯酚溶液的光催化降解.结果表明:以10 mg·L-1的苯酚水溶液为母液,以该复合纳米纤维为催化剂,在500 W的紫外灯照射下,1 h内约80%的苯酚被光催化降解,高于单一纳米纤维的光催化效率.     

TPU/TiO2/PDMS复合纤维膜的制备及性能研究

为了制备兼具防紫外线性能和疏水性能的TPU/TiO₂/PDMS复合纤维膜，采用静电纺丝与纳米颗粒超声负载相结合的技术将TiO₂纳米颗粒成功地负载于TPU静电纺丝纤维膜中，并用PDMS对负载了TiO₂纳米颗粒的TPU静电纺丝纤维膜进行固化处理，SEM结果表明：TPU/TiO₂/PDMS复合纤维膜的表面被成功地负载上了TiO₂纳米颗粒，且分布较均匀；防紫外测试结果表明TiO₂纳米颗粒在纤维膜上的负载使TPU静电纺丝纤维膜的UPF值得到了极大的提升，随着TiO₂纳米颗粒负载量的增加，TPU/TiO₂/PDMS复合纤维膜的UPF值逐渐增加，且当TiO₂纳米颗粒负载量为1.5 wt%时，UPF值大幅提升了75.8%.接触角测试结果表明在TiO₂纳米颗粒与PDMS共同构筑的粗糙且低表面能的复合纤维膜表面下，纤维膜的表面由亲水转变为疏水状态，随着TiO₂纳米颗粒...     

PAN/ZnO抗静电纳米复合纤维膜的制备及性能研究

为了提高聚丙烯腈(PAN)纤维的抗静电性能,以聚丙烯腈原丝为基料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂配制了聚丙烯腈纺丝液。然后通过超声波及机械搅拌的方法将不同质量分数的导电性能良好的纳米氧化锌(Zn O)分散在聚丙烯腈纺丝液中,配制成PAN/Zn O二元复合纺丝液,采用高压静电纺丝技术制备具有抗静电性能的PAN/Zn O纳米复合纤维。研究了PAN纺丝液、PAN/Zn O二元复合纺丝液的可纺性以及不同质量分数的纳米氧化锌对PAN/Zn O纳米复合纤维膜的结晶度及体积比电阻的影响。结果表明:纺丝液的可纺性较好,在体积分数为12%,纺丝电压为18k V,接收距离为15 cm,推进速度为0.000 5 mm/s的条件下进行静电纺丝,可以得到纤维直径均匀,纤维平行伸直度良好,表面光滑的PAN纳米纤维;随着纳米氧化锌质量分数的提高,PAN/Zn O纳米复合纤维表面变得粗糙,但结晶度无明显变化,体积比电阻减小,抗静电性能提高。     

静电纺丝及其在纳米复合材料制备中的应用研究

本文介绍了静电纺丝的发展史、原理、设备及其在复合材料制备中的应用.借助于静电力的纺丝过程被称为静电纺丝.静电纺丝可以制备直径在微米以下甚至纳米级的纤维.近年来,随着纳米技术的兴起,静电纺丝受到研究者们的广泛重视.静电纺丝制备的纳米纤维可直接用于制备纳米复合材料,也可经高温处理后成为纳米碳纤维,后者在复合材料中也有很大的潜在用途.     

静电纺ZnO-PLLA/PLLA纳米纤维过滤膜的制备及性能研究

利用静电纺丝法制备了可用于抗菌口罩滤芯层的氧化锌-左旋聚乳酸/左旋聚乳酸(ZnO-PLLA/PLLA)复合纳米纤维膜.以纤维膜的过滤性和透气性为指标,通过正交实验分析了ZnO-PLLA/PLLA共混比例、质量分数、混合溶剂中二氯甲烷/N,N-二甲基甲酰胺(DCM/DMF)的质量比例、纺丝流速、纺丝电压及纺丝时间这6个实验因素对纳米纤维膜性能的影响,优化的制备参数为ZnO-PLLA/PLLA的质量分数为8%.其中,ZnO负载量为2%,DCM/DMF质量比为6.5∶1,纺丝电压为9 kV,流速为0.004 mm/s,时间为30 min,优化条件下制备纳米纤维粗细分布比较均匀,过滤和透气性能测试结果均达到国标医用防护口罩技术要求.     

一种新型静电纺丝装置及其喷头的电场模拟

针对目前静电纺丝装置产量低、纺丝不稳定的问题,设计了一种新型静电纺丝装置并对其喷头进行静电场模拟.首先,对新型静电纺丝装置进行了总体设计;然后,对锯齿式纺丝喷头、刷液头、辅助运动机构等部件进行具体设计分析;在此基础上,运用有限元分析软件COMSOL Multiphysics 5.3建立喷头模型,分析其外部电场的分布规律,理论上验证喷头纺丝的可行性;最后通过静电纺丝实验调整优化喷头设计及纺丝工艺参数.纳米纤维形貌特征的电镜观察结果表明,锯齿式静电纺丝装置可以实现纺丝的连续化,使纳米纤维的规模化生产成为可能.     

静电纺丝法制备Fe_2O_3/TiO_2复合纳米纤维及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮、钛酸正丁酯和氯化铁为前驱体,利用静电纺丝法制备了Fe2O3/Ti O2复合纳米纤维.采用SEM,XRD,FT-IR和UV-Vis DRS等测试手段对纤维的形貌和结构进行了表征.通过对罗丹明B染料的光催化降解实验,探讨了煅烧温度和Fe2O3的含量对光催化性能的影响.结果表明:Fe2O3/Ti O2复合纳米纤维中Fe3+进入到Ti O2的晶格,从而改变了Ti O2的光谱响应范围.煅烧温度为600℃,0.5%(质量分数)Fe2O3含量的Fe2O3/Ti O2复合纳米纤维,在可见光范围具有良好的光催化活性.     

静电纺丝纳米纤维的制备与应用

静电纺丝技术是一种简单有效、廉价、无污染的制备纳米纤维的新方法,近年来在制备纳米纤维领域得到了广泛应用.通过静电纺丝法制备的纳米纤维具有长径比大、孔隙率高、比表面积大等优点,在过滤材料、生物医学、传感器、电子器件等领域都有着良好的应用前景.本文综述了静电纺丝制备纳米纤维的基本原理和最新发展,阐述了近几年来国内外静电纺丝纤维在过滤材料、生物医学、传感器、电子器件及其他一些特殊领域中的研究现状,并展望了静电纺丝纳米纤维的发展趋势和研究方向.     

双极性双喷头静电纺丝装置的设计与应用

从低维纳米复合材料的制备技术和制备工艺入手,设计开发了双极性双喷头静电纺丝装置,解决了单极性喷头同性相斥不能获得交织的异质材料的问题,实现了带有不同极性的两种金属氧化物纺丝前驱液的交织复合,成功制备了金属氧化物SnO₂/In₂O₃复合纳米纤维。通过对SnO₂/In₂O₃复合纳米纤维的SEM表征发现,复合纤维中同时存在正四方相晶系的SnO₂和立方晶系结构的In₂O₃。利用双极性双喷头静电纺丝装置制备复合纳米纤维对复合材料制备技术的发展具有深远意义。     

高性能聚合物电纺纳米纤维最新进展

近20年来,静电纺丝技术得到了快速发展和应用; 不同材料的电纺纳米纤维(包括聚合物基、金属基、陶瓷基、碳基及其复合材料等)已在能源、环境、生物医学和国防军工等领域得到了泛应用.通常,静电纺丝技术需将聚合物或聚合物前驱体原料溶解于溶剂中或者加热熔融进行电纺加工.然而,芳杂环高性能聚合物(如聚酰亚胺、芳香聚酰胺、聚苯等)由于其主链上的刚性环状结构,既难溶解于普通有机溶剂,也难加热熔融,没有流动性,故难以通过静电纺技术制备其纳米纤维.为了解决这个难题,研究人员努力探索了许多间接方法和途径来制备电纺高性能聚合物纳米纤维,并取得了突破性进展.如通过电纺前驱体法大规模地制备聚酰亚胺纳米纤维、利用热致重排进行分子转化制备了电纺聚苯并二噁唑纳米纤维、利用模板电纺法制备了聚苯基和聚吡咙基纳米纤维等.该文详细介绍了通过静电纺丝技术制备高性能聚合物纳米纤维的最新进展,具体包括聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二噁唑、芳香聚酰胺、聚苯、聚吡咙等芳杂环聚合物纳米纤维.此外,由于聚丙烯腈是制备碳纤维的重要前驱体,也对电纺聚丙烯腈纳米纤维的制备做了简要介绍.     

用电纺法制备的BiFeO_3纳米纤维及其结构和形态研究

本实验以硝酸铋和硝酸铁为原料,由溶胶凝胶法制得纯相BiFeO3(BFO)溶胶,再利用电纺方法将溶胶成功制备成为纳米纤维.X射线衍射(XRD)结果表明样品为纯相BFO,结晶性能良好.SEM观察结果表明:电纺法制备BFO纳米纤维的最佳条件为溶胶-凝胶法制备的BFO前驱体溶液与等体积的0.6 g/mL PVP乙醇溶液混合后的溶液浓度,电压值采用25 kV.在最佳条件下电纺得到的纳米纤维连续、光滑、直径均匀,无珠状物和粘连现象出现,纤维直径退火前为1.1～1.3 um,退火后为333～434 nm.     

PVA/NiO复合纳米纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝法,以聚乙烯醇(PVA)和硝酸镍(Ni(NO3)2)为前驱物,制得PVA/Ni(NO3)2纤维;再以尿素(CO(NH)2)为碱源,通过水热合成法制备了PVA/NiO复合纳米纤维.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对样品的形貌和结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物,考察了PVA/NiO复合纳米纤维的光催化活性.结果表明:NiO纳米粒子均匀地负载于PVA纳米纤维上,形成了具有良好光催化活性的PVA/NiO复合纳米纤维光催化材料.     

静电纺纳米纤维的过滤机理及性能

静电纺丝是种相对简单的不同种聚合物来制造超细纤维的方法.纳米纤维将来最广泛的用途是过滤.研究静电纺纳米纤维的过滤机理,测试分析不同基布与纳米纤维层复合后的过滤效率、过滤阻力及孔径的变化.结果表明在基布上铺上纳米纤维层复合后,过滤效率明显增加,压力降也有一定增加;纳米纤维层的孔径比基布孔径约小两个数量级,并且纳米纤维层孔径分布均匀、离散度小.     

rGO/Ce掺杂SnO_2复合纳米纤维的制备及H_2S气敏性能研究

采用静电纺丝法制备还原氧化石墨烯(rGO)/SnO_2复合纳米纤维,研究了Ce掺杂及掺杂量对rGO/SnO_2纳米纤维的微结构与气敏性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM,带SAED)、X射线衍射仪(XRD)及拉曼光谱仪(Raman)对复合纳米纤维的结构与形貌进行表征.结果表明:不同含量Ce掺杂对复合纳米纤维的晶体结构和形貌均无明显影响.气敏测试结果表明:不同的Ce掺杂量均能改善rGO/SnO_2纳米纤维对H_2S的灵敏度,在Ce掺杂摩尔分数为3%时复合材料对H_2S具有最佳的气敏性能,在75℃时5μL/L H_2S气体的灵敏度高达300,同时选择性和响应恢复性能也均有显著提高.     

Multiple Needle Electrospinning for Fabricating Composite Nanofibers with Hierarchical Structure

Electrospinning is a powerful method for fabricating micro/nano fibers that can be applied to various fields. Composite materials with nanoscale structure can show more excellent properties than their conventional partners. Here, we reported hierarchical structured nanofibers with beads and spheres by double needle electrospinning with an auxiliary airflow. Two different spinning solutions with different concentrations were placed into different syringes. The action of airflow was able to make the two differently morphological nanofibers mixed together evenly. The results showed that the obtained nanofiber membrane has a good hierarchical structure with different morphologies.     

Recent advances in magnetic electrospun nanofibers for cancer theranostics application

Cancer theranostics is a recent concept that aims to combine in the same device diagnostic and therapeutic features. Magnetic nanoparticles (mNPs) are commonly used as a critical part of these systems due to their ability to respond to an external magnetic field. Consequently, mNPs can generate heat when an alternating magnetic field is applied and enhance image contrast in magnetic resonance. However, direct administration of mNPs intravenously or directly in the tumor can lead to undesired side effects because of mNP elimination by macrophages or leakage to healthy tissues. Therefore, mNPs can be retained in a polymeric nanofibrous mesh, thus preventing misplacing or loss of mNPs. Furthermore, these magnetic nanofibers can be directly implanted in the tumor site, thus ensuring high mNPs loading and higher magnetic response. In addition, polymeric nanofibers produced by electrospinning are frequently used to maintain a sustained drug release in the tumor site. Therefore, a magnetic polymeric nanofiber produced by electrospinning is an ideal nanosystem for cancer theranostics application. This review summarizes the most recent developments of magnetic nanofibers produced by electrospinning for cancer theranostics applications.     

熔体静电纺丝技术研究进展

熔体静电纺丝技术作为一种不使用溶剂的超细纤维绿色制备工艺，在高性能无纺布、生物医药和高效过滤等方面有着广泛的应用。本文简单回顾了熔体静电纺丝研究历史，阐述了熔体静电纺丝工艺特点，综述了近年来熔体静电纺丝工艺、材料、装置及应用新进展，介绍了笔者团队熔体微分静电纺丝技术，并在最后提出几点对未来熔体静电纺丝研究重点的看法。通过本文，以期增进对超细纤维绿色制造新理论、新方法和新装备的认识。