静电纺丝技术制备二氧化钛纳米材料与表征

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在过去的十年中,静电纺丝技术作为一种简单而又快捷地制备一维纳米-亚微米材料的方法获得了迅速的发展,并逐渐成为纳米材料研究领域的热点。静电纺丝是基于高压静电场下导电流体产生高速喷射的原理发展而来,其基本过程是:聚合物溶液或熔体在几千至几万伏的高压静电场下克服表面张力而产生带电喷射流,溶液或熔体射流在喷射过程中干燥,并保持一定电荷量,最终落在接收板上形成纤维。静电纺丝制成的超细纤维膜具有多孔结构及较高的比表面积,在过滤、纳米复合材料、伤口敷料以及组织上支架等方面具有许多潜在的用途。本文采用溶胶-凝胶法配制出有一定粘度的前驱溶液,采用静电纺丝技术成功地制备出PVP(K30)/Ti(SO42、PVP(K90)/Ti(SO42复合纤维以及PVP(K90)+PMMA/ Ti(OC4H94、PMMA/Al((CH32CHO)3纳米带,经过高温焙烧成为多孔空心二氧化钛纳米纤维、柔性二氧化钛纳米纤维、二氧化钛纳米带以及氧化铝纳米带。对工艺条件的影响进行了系统的研究,发现PVP(PMMA)浓度、电压、固化距离和无机盐的含量是影响复合纤维特性的主要因素。二氧化钛纳米纤维直径在100-200nm,长度为200μm。二氧化钛、氧化铝纳米带宽度在8-15μm,长度为200-300μm。利用XRD、TEM、SEM、TG-DTA、FTIR等手段对样品进行了表征。结果表明不同于以往所报道的单晶纳米纤维、纳米带,本实验中所制备的纳米纤维、纳米带呈现出典型的多晶结构,这种新结构纳米纤维、纳米带的合成为纳米材料的制备提供了一条新途径。
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