通过静电纺丝制备纳米二硫化钼纤维

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静电纺丝法制备TiO2纳米纤维及其应用的研究的开题报告

静电纺丝法制备TiO2纳米纤维及其应用的研究的开题报告

静电纺丝法制备TiO2纳米纤维及其应用的研究的开
题报告
一、选题背景和意义:
二氧化钛纳米材料具有广泛的应用前景,如在光催化、电池、传感器、生物医药等领域。

然而,传统的制备方法往往涉及极高的温度和复
杂的步骤,并且通常需要使用有毒化学试剂。

近年来,静电纺丝法成为
一种新兴的纳米材料制备方法,在制备TiO2纳米材料上也受到广泛关注。

静电纺丝法制备的纳米材料具有高比表面积和良好的光学性能,需要较
低的温度和较少的化学试剂。

二、研究内容:
本研究拟采用静电纺丝法制备TiO2纳米材料,探究纺丝参数对
TiO2纳米材料形貌和光学性能的影响,并研究TiO2纳米材料在光催化领域的应用。

三、研究方法:
(1)制备TiO2纳米材料:采用静电纺丝法制备TiO2纳米材料,并通过SEM、TEM、XRD、FTIR等测试分析其形貌和结构。

(2)研究纺丝参数对TiO2纳米材料性能的影响:选择不同的纺丝
参数(如纤维溶液浓度、电压、喷嘴距离等),探究其对TiO2纳米材料形貌和光学性能的影响。

(3)研究TiO2纳米材料在光催化领域的应用:将所制备的TiO2纳米材料应用于光催化领域,并通过反应速率测试和可见光催化活性测试
等方法评估其催化性能。

四、预期结果:
本研究预计制备出形貌良好、结构稳定的TiO2纳米材料,并掌握不同纺丝参数对其形貌和光学性能的影响。

同时,预计该TiO2纳米材料具有良好的光催化性能,为其在环境清洁、新能源等领域的应用提供理论和实践基础。

静电纺丝制备纳米纤维膜的研究

静电纺丝制备纳米纤维膜的研究

静电纺丝制备纳米纤维膜的研究纳米材料是当前材料科学领域的热门研究课题之一。

纳米材料具有大比表面积、高比强度、优异的力学、光学和电学性能等特点,是制备先进功能材料的重要基础。

而纳米纤维作为一类纤细的纳米材料,其低维结构和高比表面积也使其在材料科学中具有潜在的重要应用前景。

因此,纳米纤维的制备方法备受关注。

目前,制备纳米纤维主要有机械法、电化学法、热喷涂法、化学气相沉积法等多种方法。

而静电纺丝法由于其制备过程简单、实验设备较为容易获得、可制备的材料种类广泛等优点,成为了目前制备纳米纤维膜的先进技术之一。

静电纺丝,即利用高电场作用下带电纤维形成纤维膜的技术。

其基本原理是,在电场作用下,射流中极微小的液滴与地电极之间落差跨度最大的部位会受到很强的电吸引力,集中向电极聚集而成为纤维膜,同时浓缩了液滴中的聚集物,聚集的物质可以是聚合物、无机物质等。

静电纺丝法具有许多优点。

一方面,其能够在室温下制备纳米材料,同时具有较高的制备效率、较低的制备成本和适用于多种物质。

另一方面,静电纺丝可快速制备出具有优异纳米结构的纤维膜,同时其纤维直径与纤维排布可调控性高,形成的材料表面光滑,大小均匀,可用于纳米技术中制备模板、载体、过滤器、生物材料等方面的应用。

近年来,静电纺丝制备纳米纤维材料的研究也得到了持续关注和深入探讨。

一方面,不断有新的纳米纤维材料被开发和研究。

例如,聚合物、金属氧化物、碳纳米管、金属及金属合金等都可以利用静电纺丝方法进行制备;另外,研究人员也对静电纺丝的工艺和性能进行了不断探讨。

例如,通过改变静电纺丝的操作参数(如电压、电场强度、喷嘴直径、液体沉积浓度等)可以调整制备出的纳米纤维的结构、形态和尺寸,从而对其性能进行优化。

同时,纳米纤维材料的实际应用也越来越广泛。

例如,在生物医学中,利用纳米纤维材料制备的载体、膜、支架等用于组织工程、组织修复和组织再生等领域;在环境保护中,利用纳米纤维材料制备的过滤器、分离膜等用于水处理、空气过滤等领域;在电子显示和光学中,利用纳米纤维材料制备的电极、防伪材料等用于制作光电器件、液晶显示器等领域。

《化学纤维》静电纺丝方法制备纳米纤维膜实验

《化学纤维》静电纺丝方法制备纳米纤维膜实验

《化学纤维》静电纺丝方法制备纳米纤维膜实验实验目的1、了解静电纺丝机的原理。

2、掌握基本的静电纺丝操作步骤。

3、能够结合化学纤维课程对进一步理解静电纺丝成型机理。

实验原理纳米纤维由于具有极小的直径以及极大比表面积和表面积体积比的结构特点,其表面能和活性增大,从而在化学、物理(热、光、电磁等,等许多性能方面表现出特异性,可用于高性能吸附、过滤、防护、生物医用等材料。

聚合物纳米纤维的制备方法有静电纺丝法、复合纺丝法、分子喷丝板法、生物合成法、化学合成法等,静电纺丝是-- 种高效低耗的聚合物纳米纤维制备方法,是目前研究的热点,而且具有较大的发展前景。

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水,其主要过程是通过电场,利用电极向聚合物熔融物或溶液上引入静电荷,在电场作用下拉伸,由于聚合物有一定的粘性,可以形成细丝而不会形成液滴。

静电纺丝在一般情况下可以得到直径在 0.1um 数量级的纤维,比普通挤出纺丝(10-100um)的纤维直径小得多。

很多种材料如聚合物,聚合物和其他材料的混合物,陶瓷、金属纳米线都曾经通过静电纺丝法直接或问接得到。

静电纺丝可以得到各种混合纤维,因此可以很大程度上改变纤维的性质,同时可以对纤维材料做定向的改性。

通过控制电场形状等参数,可以得到网状,平行排列,无规三维结构,弹簧状和游涡等形状的纤维。

而通过改变纺丝头的的结构,可以的得到空心结构。

实验仪器和试剂试剂:PVC,四氢呋喃仪器:SS—2535D0,220V50Hz,电流10A实验步骤a.电纺溶液的配置配置浓度为13%的PVC溶液,四氢呋喃作为溶剂。

1.称区1.3克PVC粉末放入塑料试管中,然后量取10ml四氢呋喃溶液加入其中使其溶剂。

2.用玻璃棒不断搅拌,使其全部溶解,并观察溶液浓度,浓度太高不行,浓度太低也不行。

b.电防过程1.用注射器抽取一定量PVC溶液2.将注射器固定在接高压正极的金属盘片中心孔中。

3.在注射器的的正前方放置好收集纳米线用的锡纸,在正下次也防止溶液滴落的锡纸。

静电纺丝技术制备纳米纤维膜相关研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维膜相关研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维膜相关研究进展静电纺丝技术是一种基于静电吸引原理制备纳米纤维膜的方法,近年来得到了广泛的关注和研究。

它能够将聚合物溶液通过高压电场形成纤维,并沉积在基板上制备出纳米纤维膜。

由于其简单、低成本、高效率等优点,静电纺丝技术在许多领域,如材料科学、纺织工程、生物医学等方面都得到了广泛的应用和发展。

在静电纺丝技术制备纳米纤维膜方面,研究人员主要集中在改进纺丝设备和优化纺丝工艺、探索新型纺丝材料、功能化纳米纤维膜的制备以及应用等方面。

这些研究进展为纳米纤维膜的制备提供了许多新的途径和可能性。

首先,纺丝设备及工艺的改进是静电纺丝技术发展的关键。

目前的静电纺丝装置通常采用高压发生器和喷嘴构成,但存在纤维直径分布不均匀、纤维动态不稳定等问题。

为了克服这些问题,研究人员通过改变电场设置和流体控制来实现纺丝参数的调节,如电压、喷嘴直径、溶液浓度等,以改善纤维的均匀性和稳定性。

此外,研究人员还尝试使用旋转喷嘴、多孔板等新型装置,以进一步提高纺丝效果。

其次,纺丝材料的选择和改进也对纳米纤维膜的制备至关重要。

传统上,聚合物是纺丝材料的主要选择,如聚丙烯、聚乳酸等。

近年来,研究人员还开始尝试使用天然聚合物、无机纳米颗粒和功能性添加剂等作为纺丝材料,以获得具有特殊性能的纳米纤维膜。

例如,天然聚合物纳米纤维膜具有优异的生物相容性和可降解性,在医学领域有很大的应用潜力。

此外,纳米纤维膜的功能化制备也是当前研究的热点之一。

通过添加纳米颗粒、导电材料、抗菌剂等,可以使纳米纤维膜具备光催化、导电、抗菌等特殊功能。

例如,加入二氧化钛纳米颗粒的聚丙烯纳米纤维膜在光催化降解有机污染物方面显示出良好的性能。

此外,添加导电剂可以赋予纳米纤维膜导电性能,拓展其在传感器、光电器件等领域的应用。

纳米纤维膜在许多领域中具有广泛的应用前景。

在过滤分离领域,纳米纤维膜具有较高的比表面积和孔隙度,可以用于气体过滤、水处理等。

此外,纳米纤维膜的高比表面积和纤维间的微米级孔隙结构也使其在能量储存和催化领域有着重要的应用。

静电纺丝制备纳米纤维膜的性能研究

静电纺丝制备纳米纤维膜的性能研究

静电纺丝制备纳米纤维膜的性能研究随着科学技术的不断发展,纳米材料的研究越来越受到人们的关注。

其中,纳米纤维膜作为一种重要的纳米材料,具有很多优良性能,如高比表面积、高孔隙度、优异的吸附性能等,已经广泛应用于化工、材料、生物医学等领域。

其中,静电纺丝是一种制备纳米纤维膜的有效方法,可以制备出直径从几纳米到数百纳米的纤维。

本文将对静电纺丝制备纳米纤维膜的性能研究进行探讨。

静电纺丝原理静电纺丝是一种通过静电作用将聚合物或者其他可纺丝物质电纺成纳米级纤维的技术。

静电纺丝过程中的主要设备包括高压电源、喷头、收集器等。

在静电纺丝过程中,首先将聚合物或者其他可纺丝物质溶解在适当的溶剂中,形成粘稠的溶液,然后将溶液注入喷头中。

通过高压电源,将喷头的一侧加高电压,使溶液成为电荷载体,产生电荷。

另一侧的收集器带有相反的电荷,因而在高压电场的作用下,会产生静电力,将带电的溶液喷出喷头,并在收集器上形成薄膜。

薄膜中的纳米纤维具有高比表面积和无序排列等特点,是一种非常有应用前景的材料。

性能研究静电纺丝制备纳米纤维膜具有良好的应用前景,因此其性能研究也已经成为了研究热点。

其中,纳米纤维的直径是一项非常重要的性能指标。

研究表明,在不同的电场强度下,纳米纤维的直径有所变化。

当电场强度增加时,由于聚合物分子在电场作用下产生的拉力增大,会使得纳米纤维的直径减小。

另一方面,溶液中聚合物分子的浓度也会影响纳米纤维的直径。

当溶液中的聚合物浓度升高时,纳米纤维的直径也会增加。

通过控制这些因素,可以自由地调节纳米纤维的直径,具有更好的应用前景。

此外,纳米纤维膜还有其他很多的性能指标,如比表面积、孔隙度、力学性能等。

在应用中,比表面积和孔隙度是非常重要的指标。

因为纳米纤维膜具有非常高的比表面积和孔隙度,所以具有非常优异的吸附能力,可以应用于催化、生物医学、环境等领域。

此外,纳米纤维膜的力学性能也是非常重要的,因为其力学性能可以直接影响其在应用中的稳定性和耐久性。

静电纺丝技术制备无机物纳米纤维的最新研究进展

静电纺丝技术制备无机物纳米纤维的最新研究进展
Fig.4 a) Schematic illustration of the setup used for direct fabrication of hollow nanofibers by electrospinning b) TEM image of the asspun hollow nanofibers c) TEM image of hollow nanofibers obtained by calcining the composite nanotubes at 500 in air d) SEM images of uniaxially aligned nanotubes[30]
静电纺丝技术对溶液粘度的要求非常严格 所以 过去仅被限制于用有机高聚物来制备纳米纤维 最近 人们发现溶胶-凝胶法配制成的溶液作为前驱体也能 很好地满足静电纺丝所要求的粘度 因而对无机物进 行电纺丝也就成了可能[14] 这一观点已经得到了证 实 例如 Larsen 等已经成功地对有一定粘度的无机 凝胶直接进行静电纺丝 制得 TiO2/SiO2 及 Al2O3 纳米 纤维[15] Santigano Aciles 等人制备了 PbZrxTi1-xO3(PZT) 纳米纤维[16] Dan Li 和 Younan Xia 成功地制得直径均
静电纺丝技术的工艺过程非常简单 但它的工作 机理却非常复杂 1999 年以前 普遍认为在纺丝过程 中 由于同种电荷之间的相互排斥 导致液体丝分裂 从而形成极细的纤维[26] 直到最近 有研究人员提出 喷丝的变细归因于喷丝的不稳定弯曲[27,28] 图 3a 是一 张喷丝过程的照片[28] 可以看出 喷丝开始的时候是 直的 后来变得不稳定 即弯曲了 还可以看到 不 稳定区域是由很多条弯曲的喷丝共同组成的 然而 用相素更高的照相机对喷丝过程进行拍照(图 3b)就会 发现原来不稳定区域仅仅包含一条剧烈弯曲的喷丝 有时候 喷丝过程也存在着分裂现象 但不是主导过 程 由于喷丝过程太快 弯曲频率太大 因而一般的 照相机不能照出真实的照片 所以就会给人以 分叉 的假象

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展

静电纺丝技术制备纳米纤维的研究进展近年来,随着纳米科技的快速发展,纳米材料的研究在各个领域得到了广泛应用。

其中制备纳米纤维的技术,成为了研究热点之一。

静电纺丝技术便是一种制备纳米纤维的重要手段,由于其简单易行、成本低廉、操作方便等优点,已经成为应用最为广泛的方法。

本文将从静电纺丝技术的基本原理、研究进展、应用展望三个方面进行论述。

第一部分:静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过电场作用将溶液中的大分子材料拉伸成纳米级别的纤维的方法。

该技术主要依靠静电相互作用力和表面张力之间的竞争关系,来控制和定向溶液中的高分子纤维进行拉伸。

静电纺丝技术的基本原理可归纳为以下三个步骤:1. 溶液制备:制备静电纺丝纤维的首要步骤是制备高分子材料的溶液。

该溶液需要具有一定的粘度和表面张力,一般可以使用有机溶剂来溶解高分子材料。

2. 高电场加薄膜涂布:在静电纺丝设备上沉积一个高电场,并用喷雾器将高分子溶液轻松喷射在一个导电性或吸附性基底上。

溶液被均匀覆盖在导电性或吸附性基底上的一个细长的液体线。

3. 拉伸和固化:在高电场的作用下,溶液会变成一条液体纤维,并开始在导电性或吸附性基底上放置。

同时,高分子纤维的拉伸也在进行中。

将纤维固化并从基底上分离出来即可。

第二部分:静电纺丝技术的研究进展在纳米科技的发展进程中,静电纺丝技术是一种应用领域十分广泛的制备纳米材料的方法。

自2006年被应用于生物材料制备以来,该技术受到了越来越多的关注和研究。

近年来,静电纺丝技术发展的主要方向是,探索新型高分子材料,提高制备效率,改善纤维纳米结构控制技术。

下面,我们分别从这三个方面进行探讨。

1. 探索新型高分子材料静电纺丝技术的应用范围很广,主要用于制备聚合物、纺织品、纳米印刷等领域的高分子材料。

近几年,研究人员广泛探索各种新型的高聚物材料,如壳聚糖、聚乳酸、DNA、蛋白质等。

这些新型材料的引入,不仅增加了高分子材料领域的研究深度,同时也拓宽了静电纺丝技术在工业上的应用范围。

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控

异的 力学性 能 以及 热 学性 能 , 广 泛应 用 于分 离、 催 化 以
及 传感 器领域 。以 高压 静 电纺 丝技 术 为溶胶一 凝胶 法合成 了直径 均 匀、 连 续 无裂 痕 的
s i ( ) 。纳 米 纤 维。研 究表 明 , 合成的 S i O 纳 米 纤 维 形
摘 要 : 一维 S i O。纳 米 纤 维 以 其 独 特 的 长 径 比 , 优
本文采 用 高压静 电纺 丝法 , 结 合 无 模板 的溶 胶 凝 胶法 , 使S i O 以线 型 酸 盐 低 聚物 的形 态 存 在 于 溶 胶
中, 通 过控 制 陈 化 的 时 间 , 来 调 节浴 胶 凝 胶 电 纺 液 的 粘度 , 得 到了碗 状 和纤 维 状 的 S i O:材 料 , 避 免 了高 分 子模 板剂 给最 终 产 品 以及 环 境 带来 的污 染 , 为 绿 色 化 学提 供 了一定 的实 验基 础 。
2 . 2 表 征 方 法
等) 、 控制 参数 ( 包括 电压 、 正 负极 间的距 离 和进 料 速率 等) 、 环境 参数 ( 包括 纺丝 室 内温度 、 湿度 和 空气 流 动速
节原 料参 数 ( 包括 溶 剂 的性 质 和 聚合 物 的性 质 ) 、 溶 液 参数 ( 包 括溶液 粘度 、 溶液 表 面张力 和导 电性 介 电常数
2 . 1 . 3 S i O 纳米 纤维 的制备 将 配制 好 的溶胶一 凝 胶 电纺 液 注入 5 mI 的注 射 器
内, 并 固定 于静 电纺 丝 装 置 中 如 图 l所 尔 , 固定 阳极 ( 针头 ) 和 阴极 ( 铝箔作 为 阴极和接 收板 ) 之 问 的距 离 为 2 0 c m, 于 l 2 k V 电压下进 行 纺丝 , 在接 收板 卜收集 得 到 无规则 排 列的 S i ( ) 纳米 纤维 。最后 将 述 S i ( ) 纳 米 纤维置 于 马弗炉 中 , 在 5 0 0 C焙烧 l h 。

静电纺丝技术制备纳米纤维膜的研究

静电纺丝技术制备纳米纤维膜的研究

静电纺丝技术制备纳米纤维膜的研究随着科技的不断发展,我们的生活中出现了越来越多的高科技产品。

其中,纳米材料是近年来备受关注的一种材料,因为它具有独特的物理和化学性质,具有广泛的应用前景,尤其是在医学、环保和能源等领域。

纳米纤维膜就是纳米材料的一种,它由纳米级直径的纤维组成,具有较大的比表面积和特殊的物理、化学性质。

本文将重点关注静电纺丝技术制备纳米纤维膜的研究。

一、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是一种通过静电力将聚合物液滴拉成纤维的技术。

该技术的原理是利用高电场或者静电场的作用下,将聚合物液体(或溶胶)通过微型喷嘴高速喷出,然后在飞行过程中被拉伸成纤维。

在空气中,由于液滴表面带有电荷,因此液滴在飞行过程中受到一个静电场的作用,使得表面电荷分布不均,造成了液滴内部的拉伸和电荷的再分布。

这种电荷分布在液滴各处都不同,从而使得液滴逐渐成为了一个不规则的形状,最后拉成了一个纤维。

二、静电纺丝技术制备纳米纤维膜的优势相较于传统的制备材料的方法,静电纺丝技术制备纳米纤维膜有以下的一些优势:1、材料易得:静电纺丝的材料可以是各种聚合物,包括天然聚合物和合成聚合物,为制备不同艺术品提供了很大的便利。

2、适用范围广:静电纺丝技术不仅适用于制备聚合物纳米纤维膜,同时也可用于生命科学和药物分子的制备。

3、控制性能优良:静电纺丝技术可在控制的条件下制备纳米纤维膜,从而使得材料的柔软度、强度、厚度、直径、形状等物理化学性质都可以进行调整。

三、静电纺丝技术制备纳米纤维膜的应用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜由于具有独特的物理和化学性质,因此在许多领域都有着广泛的应用前景。

1、医疗领域:静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有较大的比表面积,可以作为支架、修复组织损伤等医学应用方面使用。

2、环保领域:静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在气体过滤、液体过滤和水处理等环境资源方面有着广泛的应用。

3、能源领域:静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有高比表面积和通道数量,对于电池、电解质、太阳能电池、传感器等领域都有重要影响。

静电纺丝纳米纤维材料的制备与性能分析

静电纺丝纳米纤维材料的制备与性能分析

静电纺丝纳米纤维材料的制备与性能分析引言静电纺丝技术被广泛应用于制备纳米纤维材料。

这种制备方法具有简单、经济、高效的特点,并且能够制备出具有优异性能的纳米纤维材料。

本文将深入探讨静电纺丝纳米纤维材料的制备过程以及所得材料的性能分析。

第一章:静电纺丝纳米纤维材料的制备方法1.1 静电纺丝原理静电纺丝是利用静电力将高分子溶液形成纤维的一种制备方法。

在静电场的作用下,溶液中的高分子链被拉伸并排列成纳米级的纤维结构。

1.2 静电纺丝设备静电纺丝设备主要包括高压发电机、注液系统、收集器和控制系统等。

高压发电机产生静电场,注液系统负责将高分子溶液注入纺丝喷嘴,纳米纤维则通过收集器进行采集。

1.3 静电纺丝工艺参数制备高品质的静电纺丝纳米纤维材料需要合理调控工艺参数,如溶液浓度、纺丝距离、电场强度和喷嘴尺寸等。

这些参数的合理选择将直接影响纳米纤维的直径、排列性能以及力学性能等。

第二章:静电纺丝纳米纤维材料的性能分析2.1 直径分布与形态结构静电纺丝制备的纳米纤维具有较小的直径和大比表面积。

通过扫描电子显微镜观察纳米纤维的形态结构,可以发现纳米纤维的表面光滑且无孔洞。

2.2 机械性能纳米纤维材料具有较高的机械性能,如高拉伸强度和良好的柔韧性。

其原因在于纳米纤维的直径较小,导致其内部分子间形成了较多的氢键,从而增强了纳米纤维的强度。

2.3 热稳定性能静电纺丝纳米纤维材料具有良好的热稳定性能。

高分子材料在纺丝过程中可以经历瞬时高温,而纤维形成后则能够保持较高的热稳定性,这使得纳米纤维材料具有广泛的应用前景。

2.4 应用前景静电纺丝纳米纤维材料因其独特的性能而受到广泛关注。

在领域诸如能源储存、环境污染治理、医学材料和功能性纺织品等方面都具有重要的应用前景。

结论静电纺丝是一种有效制备纳米纤维材料的方法,通过合理调控工艺参数可以获得具有优异性能的纳米纤维材料。

这种制备方法制备的纳米纤维具有较小的直径、良好的机械性能和热稳定性能,因此在多个领域都具有广阔的应用前景。

静电纺丝法制备纳米纤维的研究

静电纺丝法制备纳米纤维的研究

静电纺丝法制备纳米纤维的研究一、引言纳米材料的制备和研究已成为材料科学领域的热点之一。

纳米纤维作为一种具有极细直径和高比表面积的纳米材料,在生物医学、材料科学、环境保护等领域有着广泛的应用前景。

而静电纺丝法作为一种简单易操作、优越的纳米纤维制备技术,近年来在纳米纤维制备领域受到越来越多的关注。

二、静电纺丝法的原理与基本过程静电纺丝法是一种利用静电作用将聚合物液体纺出成纳米级的纤维的过程。

其基本原理是利用电场将聚合物液体与导电液体之间的表面张力降至足够小的极限,从而使液体成为类似于电极反应的液态电荷状态,最终通过空气的干燥使其形成纤维。

静电纺丝法的最基本过程包括:聚合物液体的输送、聚合物液体与导电液体之间的电场形成、纳米材料的形成。

三、静电纺丝法制备纳米纤维的优点静电纺丝法制备纳米纤维具有以下优点:1. 纳米纤维的制备过程简单易操作。

2. 纳米纤维的尺寸可调,可以精确控制。

3. 纳米纤维的成本低廉。

4. 纳米纤维的制备效率高。

5. 纳米纤维的应用范围广泛。

四、静电纺丝法制备纳米纤维的参数及其对纳米纤维的影响静电纺丝法的参数对纳米纤维的形成和性质有着重要的影响,主要包括:1. 聚合物液体的浓度,聚合物液体浓度增加,纤维直径减小。

2. 电压,电压增加,纤维直径减小。

3. 电极之间的距离,电极之间的距离增加,纤维直径增大。

4. 收集器与电极的距离,距离增大,纤维直径减小。

5. 环境湿度,湿度增加,纤维直径减小。

五、静电纺丝法制备纳米纤维在材料领域的应用静电纺丝法制备的纳米纤维,在材料领域有广泛的应用,主要包括:1. 医用纳米纤维:用于制备医用敷料、人工皮肤等。

2. 环保材料:用于制备空气和水净化材料。

3. 能源材料:用于制造太阳能污染物的防护材料,生物燃料电池等。

4. 其他领域:用于制备过滤器、电磁屏蔽涂层、传感器等。

六、结论静电纺丝法是制备纳米纤维的一种重要方法,其制备过程简单、成本低廉、效率高、应用范围广泛。

静电纺丝纳米纤维的制备与应用研究

静电纺丝纳米纤维的制备与应用研究

静电纺丝纳米纤维的制备与应用研究随着科学技术的发展,纳米材料逐渐成为生物医学、能源储存、信息技术等各个领域的重要组成部分。

其中,纳米纤维作为一种具有高比表面积、可调控性、生物相容性等优点的纳米材料,被广泛应用于组织工程、传感器、污染物去除等领域。

其中,静电纺丝技术是一种常用的制备纳米纤维的方法。

本文将介绍静电纺丝技术的原理、优缺点,并探讨其在生物医学和环境领域的应用。

一、静电纺丝技术原理静电纺丝技术是通过高压静电场作用下,将聚合物溶液中的聚合物拉伸成纳米尺度的纤维,形成纳米纤维膜。

其制备步骤如下:(1)准备聚合物溶液:将聚合物加入有机溶剂中,达到一定浓度。

(2)注入高压静电场:将聚合物溶液注入高压静电场,在静电场作用下,聚合物分子受力,流体形成了稳定的射流。

(3)干燥:在纳米纤维形成后,采用自然干燥、紫外辐射干燥等方法,去除有机溶剂。

(4)获取纳米纤维膜:经过干燥后,聚合物纳米纤维形成了一层自支撑的薄膜。

二、静电纺丝技术的优缺点静电纺丝技术具有以下几个优点:(1)简单易学:静电纺丝技术不需要复杂的设备和条件,只需要高压静电设备、聚合物溶液、收集器等较简单的设备和条件,操作简单易学。

(2)纳米纤维形成速度快:静电纺丝技术采用了高压静电场,使得聚合物分子能够快速被拉伸成纳米尺度的纤维,形成纳米纤维膜的速度快。

(3)纳米纤维精度高:静电纺丝技术基于高压静电场,能够形成纤维直径较小、长度较长的纳米纤维,其精度高、可调控性好、空隙率小。

(4)适用性广:静电纺丝技术可用于多种聚合物溶液,根据不同的需要制备出具有不同性质的纳米纤维。

但是,静电纺丝技术也存在以下几个缺点:(1)制备的纳米纤维薄膜强度较低:静电纺丝技术制备出的纳米纤维薄膜强度较低,易断裂。

(2)仅适用于溶解于有机溶剂中聚合物:静电纺丝技术只适用于聚合物在有机溶剂中的聚合物。

(3)处理有机溶剂产生环境污染:静电纺丝技术的制备需要有机溶剂,容易造成环境污染。

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控_杨_颖1_2_孙艳丽2_阚_侃3_

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控_杨_颖1_2_孙艳丽2_阚_侃3_

静电纺丝法制备S i O 2纳米纤维及其形貌的调控∗杨㊀颖1,2,孙艳丽2,阚㊀侃3,尹彦冰1,张㊀哲1,江㊀超2,史克英2(1.齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江齐齐哈尔161000;2.黑龙江大学化学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨150080;3.黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江大庆163316)摘㊀要:㊀一维S i O 2纳米纤维以其独特的长径比,优异的力学性能以及热学性能,广泛应用于分离㊁催化以及传感器领域,一直受到科学家的青睐㊂以高压静电纺丝技术为基础,结合无模板剂的溶胶-凝胶法合成了直径均匀,连续无裂痕的S i O 2纳米纤维㊂研究表明,合成的S i O 2纳米纤维形貌良好,直径约为0.5~3μm ,为无定形结构.通过改变陈化时间,调整凝胶的粘稠度,从而控制电纺S i O 2的形貌与结构,得到了S i O 2碗状结构和不同直径的纳米纤维,证明了利用无模板的溶胶-凝胶法静电纺丝的可行性㊂关键词:㊀静电纺丝;溶胶-凝胶法;陈化时间;S i O 2;纳米纤维中图分类号:㊀O 613.72;O 64文献标识码:A文章编号:1001-9731(2012)23-0001-041㊀引㊀言一维材料以其独特的物理和化学性质,被广泛应用于热学㊁光学㊁电学㊁磁学等领域㊂同时一维纳米材料又是研究电子传输行为㊁光学特性以及机械性能等物理性质的尺寸和维度效应的理想体系[1-3]㊂在构筑纳米电子和光电子器件等集成线路和功能元件的进程中,一维纳米材料必将充当非常重要的角色[4]㊂因此,一维纳米材料已经成为当前纳米材料科学领域的前沿和热点㊂合成一维纳米纤维的方法很多,有气相生长法[5]㊁直接液相合成法[6]㊁模板法[7]㊁高压静电纺丝法(简称电纺法)[8]和机械拉丝法[9]等㊂相比之下,其中电纺法由于操作简单而且直接,控制比较容易,通过调节原料参数(包括溶剂的性质和聚合物的性质)㊁溶液参数(包括溶液粘度㊁溶液表面张力和导电性介电常数等)㊁控制参数(包括电压㊁正负极间的距离和进料速率等)㊁环境参数(包括纺丝室内温度㊁湿度和空气流动速度等)来调控样品的形貌㊂而电纺法又分为有模板法和无模板法,一般采用高分子作为模板剂,通过调节模板剂的用量,得到不同粘稠度的电纺液,这种方法的最大优点是容易控制产物的结构与形貌,但是使用模板剂有可能给最终的产物带来污染,并且也不符合环保和节能的要求㊂本文采用高压静电纺丝法,结合无模板的溶胶-凝胶法,使S i O 2以线型酸盐低聚物的形态存在于溶胶中,通过控制陈化的时间,来调节溶胶-凝胶电纺液的粘度,得到了碗状和纤维状的S i O 2材料,避免了高分子模板剂给最终产品以及环境带来的污染,为绿色化学提供了一定的实验基础㊂2㊀实㊀验2.1㊀实验材料与制备2.1.1㊀实验材料正硅酸乙酯(T E O S ,M =208.33,分析纯),购自天津市科密欧化学试剂有限公司㊂乙醇(E t O H ,M =46.07,质量分数ȡ99.7%),购自天津天力化学试剂有限公司㊂浓盐酸(H C l ,M =36.46,质量分数为36%~38%)购自北京化工有限公司㊂实验所使用的水均为二次蒸馏水㊂2.1.2㊀溶胶-凝胶电纺液的制备将19.7m L 正硅酸乙酯加入到9.7m L 乙醇中,超声15m i n ,搅拌20m i n ㊂然后逐滴加入2.5m L H C l(2m o l /L ),常温继续搅拌2h ,直至完全溶解,形成无色透明的溶液㊂最后将混合溶液在60ħ回流1h ,将混合溶液转移60ħ的烘箱内陈化一段时间,最终得到电纺液㊂2.1.3㊀S i O 2纳米纤维的制备将配制好的溶胶-凝胶电纺液注入5m L 的注射器内,并固定于静电纺丝装置中如图1所示,固定阳极(针头)和阴极(铝箔作为阴极和接收板)之间的距离为20c m ,于12k V 电压下进行纺丝,在接收板上收集得到无规则排列的S i O 2纳米纤维㊂最后将上述S i O 2纳米纤维置于马弗炉中,在500ħ焙烧1h ㊂2.2㊀表征方法采用扫描电镜(S E M ,H i t a c h iS -4300日本,测试加速电压为20k V )和透射电镜(T E M ,J E O L -2100日本,测试加速电压为200k V )对焙烧前后S i O 2纳米纤维的结构与形貌进行表征㊂采用日本理学公司生产的D /m a x -ⅢB 型X 射线衍射仪(C uK α,λ=0.15406n m )对S i O 2纳米纤维进行X R D 检测,研究其晶体结构㊂3722杨㊀颖等:静电纺丝法制备S i O 2纳米纤维及其形貌的调控∗基金项目:国家自然科学基金资助项目(21076066);黑龙江省自然科学基金重点资助项目(Z D 201002);黑龙江省教育厅面上项目计划资助项目(11551533);黑龙江省青年科学基金资助项目(Q C 2010122);黑龙江省科学院青年创新基金资助项目(C X 10G 01);齐齐哈尔大学青年教师科研启动支持计划资助项目(2011k -M 16)收到初稿日期:2012-06-19收到修改稿日期:2012-10-08通讯作者:史克英作者简介:杨㊀颖㊀(1982-),女,黑龙江齐齐哈尔人,博士,从事纳米材料的设计与合成㊂网络出版时间:2012-11-06 09:12网络出版地址:/kcms/detail/50.1099.TH.20121106.0912.001.html图1㊀高压静电纺丝装置F i g 1T h e i n s t a l l a t i o no f e l e c t r o s p i n n i n g3㊀结果与讨论3.1㊀S i O 2纳米纤维的制备及表征图2是通过高压静电纺丝技术结合无模板的溶胶-凝胶法,陈化时间为8h 制备出的S i O 2纳米纤维的扫描电镜和X R D 图㊂由图2(a )㊁(b )可以看出,通过静电纺丝法制备出的S i O 2纳米纤维直径较为均匀,大约为0.5~3μm ,而且纳米纤维表面是光滑㊁连续的㊂将电纺得到的S i O 2纳米纤维于500ħ焙烧1h 后的形貌如图2(c )所示,与焙烧前相比纤维有一些断裂,高倍的扫描电镜图如图2(d )的所示,S i O 2纳米纤维的直径为3μm 与焙烧前相比没有明显变化,这主要是由于焙烧后硅原料正硅酸乙酯的分解,导致直径稍微变细,但从整体上看并没有明显变化㊂焙烧后产品的透射电镜图如图2(e)所示,焙烧后的S i O 2纳米纤维的直径为500n m ,证明通过高压静电纺丝法,结合无模板剂的溶胶-凝胶法可以得到纳米级的纤维,图2(f )为S i O 2纳米纤维的X R D 图,表明该纳米纤维为无定形的结构㊂采用S i O 2溶胶经过静电纺丝法得到纳米纤维的主要原因在于S i O 2以线型酸盐低聚物的形态存在于溶胶中,与采用高分子作为模板剂的配制的电纺液中高分子链的存在形式十分类似,采用这种方法制备无机纳米纤维可以解决模板法带来的对纺丝产物的污染㊂图2㊀静电纺丝法制备出的S i O 2纳米纤维的扫描电镜㊁透射电镜以及X R D 图F i g 2S E Mi m a g e s o f S i O 2n a n o f i b e rw i t hn o c a l c i n a t i o n s ,S i O 2n a n o f i b e r c a l c i n e d a t 500ħ;T E Mi m a g e o f S i O 2n a n o f i b e r c a l c i n e d ;X R D p a t t e r no f S i O 2na n o f ib e rc a l c i n ed 3.2㊀电纺法制备的S i O 2形貌的调控图3为将溶胶-凝胶电纺液转移至60ħ烘箱内陈化不同时间后,静电纺丝制备的S i O 2产品的的扫描电镜图㊂图3(a )为电纺液未经过陈化,直接使用溶胶-凝胶液进行电纺后所得到的S i O 2产品的扫描电镜图,由图3可以看出,产品的形貌基本上为碗状,有一些像骰子状,且大小不一,直径均<500n m ㊂图3(b )㊁(c )为将电纺液陈化2h 后进行电纺后得到的产品的扫描电镜图,从图中可以看出,产品的形貌基本上还是以碗状和骰子状的形貌为主,且大小不一,直径约<5m ,与电纺液未陈化直接纺丝的产品相比,碗状与骰子的尺寸增大㊂当把电纺液的陈化时间分别延长至6㊁7和8h 后,得到的电纺产品的形貌如图3(d )~(f)所示,产品均为纤维状,直径约为0.5~3㊁5~10和10~20μm ,并且纤维的表面光滑,无裂痕㊂随着陈化时间继续延长超过8h 后,溶胶-凝胶液已经十分粘稠,已经不能再纺出纤维㊂由以上的实验结果可以得出,通过改变不同陈化时间,来调节溶胶-凝胶的粘度,最终得到不同形貌的电纺产品,如碗状,骰子或者纳米纤维㊂47222012年第23期(43)卷图3㊀不同陈化时间静电纺法制备得到的S i O 2的扫描电镜图F i g 3T h eS E Mi m a g e s o f S i O 2wi t hd i f f e r e n t a g i n g t i m eu s i n g e l e c t r o s p i n n i n g 4㊀结㊀论以无模板的溶胶-凝胶为电纺液,通过高压静电纺丝法合成出了直径在0.5~3μm 之间,且表面连续光滑的S i O 2纳米纤维,同时通过控制溶胶的陈化时间,得到了不同形貌的S i O 2㊂S i O 2纤维由于其特殊的表面特性和生物相容性有望在气敏器件㊁催化㊁生物检测等领域得到广泛的应用㊂参考文献:[1]㊀Y u H o n g ,L i J i n g b o ,L o o m i sR A ,e ta l .T w o -v e r s u s t h r e e -d i m e n s i o n a l q u a n t u mc o n f i n e m e n t i n i n d i u m p h o s -ph i d ew i r e s a n dd o t s [J ].N a tM a t e r ,2003,2:517-520.[2]㊀S h a b a e vA ,E f r o sAL .1De x c i t o ns p e c t r o s c o p y of s e m i c o n -d u c t o r n a n o r o d s [J ].N a n oL e t t e r ,2004,4:1821-1825.[3]㊀B a c aAJ ,A l i nJH ,S u nY ,e t a l .S e m i c o n d u c t o rw i r e sa n d r ib b o n s f o r h i g h -pe rf o r m a n c e f l e x i b l e e l e c t r o n i c s [J ].A n ge wC h e mI n tE d ,2008,47:5524-5542.[4]㊀L i Y ,Q i a nF ,X i a n g J ,e t a l .N a n o w i r e e l e c t r o n i c a n d o pt o e -l e c t r o n i c d e v i c e s [J ].M a t e rT o d a y ,2006,9:18-27.[5]㊀G e n g BY ,M e n g G W ,Z h a n g L D ,e t a l .[J ].C h e m.C o mm u n .,2003,20:2572-2573.[6]㊀彭少华,毕丽峰,陈玉霞,等.混合模板法制备螺旋纳米结构二氧化硅[J ].化学研究,2009,20:17-19.[7]㊀王㊀巍,李晓天.以多孔阳极氧化铝膜为模板制备介孔二氧化硅纳米纤维[J ].无机材料学报,2010,25:1277-1280.[8]㊀赵一阳,王海鹰,李㊀响,等.静电纺丝法制备硫酸化的二氧化锆/二氧化硅复合纤维[J ].高等学校化学学报,2007,28:382-384.[9]㊀Y a n g P e i d o n g ,Z h a o D e n g yu a n ,C h m e l k a B F ,e ta l .T r i b l o c kc o p o l y m e rd i r e c t e ds y n t h e s e so f l a r g e -po r em e -s o p o r o u s s i l i c af i b e r s [J ].C h e m M a t e r ,1998,10(8):2033-2036.P r e p a r a t i o na n d s h a p e c o n t r o l o f S i O 2n a n o f i b e r b y e l e c t r o s p i n n i n gY A N G Y i n g 1,2,S u nY a n -l i 2,K A N K a n 3,Y I N Y a n -b i n g 1,Z H A N GZ h e 1,J I A N GC h a o 2,S H IK e -y i n g2(1.S c h o o l o fC h e m i s t r y a n dC h e m i s t r y E n g i n e e r i n g ,Q i q i h a rU n i v e r s i t y ,Q i q i h a r 161000,C h i n a ;2.S c h o o l o fC h e m i s t r y a n d M a t e r i a l sS c i e n c e ,H e i l o n g j i a n g U n i v e r s i t y,H a r b i n150080,C h i n a ;3.D a q i n g B r a n c ho fH e i l o n g j i a n g A c a d e m y o f S c i e n c e s ,D a q i n g 163316,C h i n a )A b s t r a c t :1d i m e n s i o n s i l i c a n a n o f i b e rw i t hu n i q u e b i g l e n g t h -d i a m e t e r r a t i o ,e x c e l l e n tm e c h a n i c a l p r o pe r t i e s a n d t h e r m a l p r o p e r t i e s ,w h i c h i sw i d e l y u s e d i nf i e l d s o f s e p a r a t i o n ,c a t a l yt i c a n d s e n s o r ,h a s b e e nu n d e r t h e f a v o u r o f s c i e n t i s t s .B a s e do n t h e t e c h n i q u eo f e l e c t r o s t a t i c s p i n n i n g ,c o m b i n e dw i t hn o t e m p l a t e s o l -ge lm e t h o d ,t h e u n if o r md i a m e t e r a n d c o n t i n u o u s s i l i c an a n o f i b e r sw i t h o u tm a n y c r a c k s a r e s yn t h e s i z e d .R e s e a r c hs h o w s t h a t :t h em o r p h o l o g y o f s y n t h e s i z e dS i O 2n a n o f i b e r i s g o o d ,a n d t h ed i a m e t e rw a s a b o u t 0.5-3μm ,w i t ha m o r p h o u s s t r u c t u r e .T h r o u g ha d j u s t i n g a g i n g t i m e o f g e l t o c o n t r o l t h e g e l o f v i s c o s i t y ,t h e s h a pe a n ds t r u c t u r eof s i l i c a w a sm a n ag e da n dS i O 2w i t hb o w l sh a p es t r u c t u r ea n dSi O 2na n o f ib e rw i t hd i f f e r e n td i a m e t e ra r eo b t a i n e da t l a s t ,w h ic hw a s f e a s i b l eb y u s i n g e l e c t r o s t a t i c s p i n n i n g m e t h od c o m b i ne dw i t h t e m p l a t ef r e e s o l -g e lw a y.K e y w o r d s :e l e c t r o s p i n n i n g ;s o l -g e l ;a g i n gt i m e ;s i l i c o nd i o x i d e ;n a n o f i b e r 5722杨㊀颖等:静电纺丝法制备S i O 2纳米纤维及其形貌的调控67222012年第23期(43)卷。

用静电纺丝法制备二氧化硅纳米纤维

用静电纺丝法制备二氧化硅纳米纤维

用静电纺丝法制备二氧化硅纳米纤维
佚名
【期刊名称】《《高科技纤维与应用》》
【年(卷),期】2009(034)002
【摘要】九州大学工学研究院与日本拜铃公司共同确立了用静电纺丝法制备二氧化硅纳米纤维的批量生产技术。

采用该法可制成单纯二氧化硅或者含有二氧化硅的纳米纤维无纺布,纤维直径从数百nm至数μm。

由于其化学和热稳定性好,比表面积又巨大,可望用于动物细胞培养载体和催化剂固定载体,以及薄型电池、高性能滤材、医疗卫生部件、防火服和医疗或生物实验等所用的超净室部件等。

【总页数】1页(P50)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ340.64
【相关文献】
1.静电纺丝法制备PBS纳米纤维膜及缓释血小板内生长因子的PBS纳米纤维膜的生物活性评价 [J], 孙淑芬;李男男;刘敏;刘译聪;张英超;周延民
2.静电纺丝法制备硫酸化的二氧化锆/二氧化硅复合纤维 [J], 赵一阳;王海鹰;李响;杨洋;杨敏;王策
3.静电纺丝法制备聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维及其SERS特性 [J], 宋薇;李婷婷;王旭;赵冰
4.静电纺丝法制备金纳米粒子/PVP复合纳米纤维 [J], 白杰
5.静电纺丝法和气流静电纺丝法制备聚砜纳米纤维 [J], 姚永毅;朱谱新;叶海;钮安建;高绪珊;吴大诚
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2022年高考物理押题预测卷03(广东卷) (2)

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2022年高考物理押题预测卷03(广东卷)一、单选题 (共6题)第(1)题如图所示,有一个边长为L的立方体空间,一长度为的导体棒沿AP方向放置。

空间内加上某一方向的匀强磁场(图中未画出).磁感应强度的大小为B。

在导体棒中通以从A至P、大小为I的电流,则关于导体棒受到的安培力,下列说法中正确的是()A.若磁场沿M指向A的方向,安培力的大小为B.若磁场沿M指向A的方向,安培力的大小为C.若磁场沿M指向Q的方向,安培力的大小为D.若磁场沿M指向Q的方向,安培力的大小为第(2)题如图所示,一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上,不可伸长的轻绳两端分别栓接质量为、的两物体,轻绳跨过固定在O点的光滑滑轮,、分别放在OA、OB面上,两部分轻绳与斜面均平行。

作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动,、与斜面体保持相对静止,且恰好没有离开斜面,则、的比值为()A.1∶2B.1∶1C.3∶4D.2∶1第(3)题单缝衍射图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝到屏的距离的关系和双缝干涉的条纹宽度关系类似;利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数,线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。

如图所示,挡光片A固定,挡光片B放置在待测金属棒上端,A、B间形成平直狭缝,激光通过狭缝在光屏上形成衍射图样,在激光波长已知的情况下,通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度,可算出狭缝宽度及变化,进而计算出金属的线膨胀系数。

( )A.激光波长越短,其他实验条件不变,中央亮条纹宽度越宽B.相同实验条件下,金属的膨胀量越大,中央亮条纹宽度越窄C.相同实验条件下,中央亮条纹宽度变化越大,说明金属膨胀量越大D.狭缝到光屏距离越大,其他实验条件相同,测得的线膨胀系数越大第(4)题利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。

如图所示,初始时无电场,喷嘴处的球形液滴保持静止;随着高压电场逐渐增强,液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”);当电压增至某个临界值时(假设此后电压保持不变),液滴从尖端喷出,在非匀强电场的作用下向下方运动,M、N为直线路径上的两点。

2024届安徽省宣城市高三下学期核心模拟卷(四)理科综合物理试题

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2024届安徽省宣城市高三下学期核心模拟卷(四)理科综合物理试题一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分 (共7题)第(1)题如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。

若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。

则( )A.f1=0,f2≠0,f3≠0B.f1≠0,f2≠0,f3=0C.f1≠0,f2=0,f3=0D.f1≠0,f2≠0,f3≠0第(2)题在天文观测中,科学家向某行星发射了两颗卫星。

若卫星甲和乙在同一平面内以相反方向绕行星作匀速圆周运动,甲卫星每隔周期总是和乙卫星相遇,则甲、乙两卫星的轨道半径之比为( )A.1:4B.1:2C.2:1D.4:1第(3)题如图所示,质量为m的小球P。

用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。

小车水平向右做加速度大小为a的匀加速直线运动,细线与竖直方向的夹角为,轻弹簧处于竖直方向,已知弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,则( )A.若,弹簧伸长量为0B.若,弹簧伸长量为0C.若,弹簧压缩量为D.若,弹簧伸长量为第(4)题2024年4月19日起,日本开始排放第五批福岛核污染水,预计排放19天。

核污染水中含有一定量的放射性核素“氚”,该核素可在生物体内富集,导致内照射,从而损害生物体的健康。

已知氚的衰变方程为,半衰期约为12年,下列说法正确的是( )A.氚核发生的是α衰变B.衰变产物X来自氚的核外电子C.衰变产生的射线能穿透几厘米厚的铅板D.若立即停止排放,12年后因排污导致的核辐射量会减少50%第(5)题利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。

如图所示,初始时无电场,喷嘴处的球形液滴保持静止;随着高压电场逐渐增强,液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”);当电压增至某个临界值时(假设此后电压保持不变),液滴从尖端喷出,在非匀强电场的作用下向下方运动,M、N为直线路径上的两点。

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通过静电纺丝制备二硫化钼纳米纤维刘莎莎,张学斌*,邵浩,徐杰,陈凡燕,冯义合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009,中国论文信息文章历史:2011年7月30日收到2012年1月6日接受2012年1月15日起可从网上获得关键字:二硫化钼纳米纤维静电纺丝纳米材料傅里叶变换红外光谱摘要本文介绍了一种用六角形结构合成二硫化钼纳米纤维的过程。

该纳米纤维由聚乙烯醇(PVA)/四硫代钼酸胺(ATTM)合成以溶胶-凝胶法和电纺丝技术制备。

随后,前躯体的复合纤维在450℃,氢气气氛下还原2小时,并在更高温度下氩气气氛下焙烧6小时,最终制得二硫化钼纳米纤维。

对前躯体复合纤维和二硫化钼纳米纤维用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行表征。

结果表明,结晶相和纤维形态主要受氩气气氛中焙烧温度的影响,二硫化钼纳米纤维的直径分布从50纳米到200纳米。

2012年爱思唯尔B.V.版权所有1.引言二硫化钼(MoS2)是一种典型的弱层间范德华力层状化合物,并因为其潜在的作为固体润滑剂[1,2],催化剂[3],储氢材料[4]等的应用而得到了广泛的研究。

近来,由于对其更加卓越性能的需求,对拥有高表面面积的缩小尺寸的二硫化钼的研究已经开始。

其中一个非常重要的例子是,纳米二硫化钼由于其特定的尺寸和结构与普通二硫化钼相比有着明显不同的性质[5,6]。

据报道,许多不同的方法,例如水热[7],溶剂热法[8],电化学/化学[9],都可以用来制备纳米级二硫化钼。

静电,静电纤维制造技术由于它的多功能性和潜力在纤维制作各个领域的广泛应用近年来备受关注和重视。

它已被广泛用于生产聚合物纤维和有机纤维,尤其是金属氧化物纳米纤维,如PdO[10],MgO[11]和TiO2[12]的纳米纤维。

然而,据我们所知,合成的单相金属二硫化物纳米纤维静电纺丝技术还没有被报道。

在这项研究中,尝试由溶胶- 凝胶法和静电技术制备二硫化钼纳米。

与上述传统方法相比,静电技术更简单,容易控制,并能产生连续的纳米尺寸纤维。

并且,二硫化钼纳米纤维的结晶,焙烧温度的影响正被考察。

2.实验步骤2.1原材料聚乙烯醇(1788年,成都科龙化工有限公司,中国),用于静电制备纤维。

四硫代钼酸铵(ATTM)用于制备二硫化钼的前躯体。

二甲基亚砜(二甲基亚砜,阿拉丁科龙化工有限公司,中国)和蒸馏水分别为用作四硫代钼酸铵的溶剂解决方案。

无水酒精被用来作为一种表面活性剂,能降低表面张力和控制溶液的粘度。

2.2二硫化钼纳米纤维的制备水性PVA溶液(15%,W / V)由溶解到水中的PVA在90°C,搅拌4h后制得。

四硫代钼酸铵以0.5g/ml的比例溶入二甲基亚砜溶液,然后混合到以3:5的体积比制备的PVA溶液搅拌1小时,搅拌的同时加入几滴无水酒精。

前驱体溶液聚乙烯醇/ ATTM随后被装入一个内径0.51毫米,配备一个无污染钢针头的塑料注射器中。

15kV的正电压加载在针上同时铝框集电极接地,喷丝头和集电极之间的距离是15厘米。

纤维的直径可以很容易地通过改变电纺参数(电压和距离)来控制。

形成的前体ATTM/ PVA纳米纤维毡由于电纺丝时间的增加而更灵活和更厚。

24h后毡的厚度达到大约0.5mm。

纺纤维用10℃每分钟的升温速率在450°C的H2气氛下2h使四硫代钼酸铵转换为二硫化钼(命名为样品A)。

四硫代钼酸铵反应如下所示:为了提高结晶率,二硫化钼纳米纤维在Ar气氛下分别在650℃,800°C 和850°C焙烧6h。

分解后,二硫化钼毡收缩并变脆。

2.3表征用X射线衍射(西门子D5005)铜Kα射线(λ=1.540Å)从10°到80°(2θ)在2℃每分钟的扫描速度和傅氏转换红外线光谱分析仪(Nicolet公司6700)对二硫化钼纳米晶相和结晶进行了分析。

用扫描电镜(JSM-6490LV)和透射电镜(H-800型)对ATTM/ PVA复合纤维和二硫化钼纳米纤维的表面和内部形态进行观察。

3.结果和讨论二硫化钼纳米纤维在在氩气气氛焙烧6h温度分别为450℃,650℃,800°C 和850°C,这些不同的样品的XRD图谱显示在图1(a),(b),(c)及(d)。

样本(a),(b)及(c)表明,衍射极大值在14.4°,32.7°和58.3°,相应的主要晶面(002)(100)和(110),其中索引根据二硫化钼2H多型(钼-2H,JCPDS65-0160卡)。

图谱(a)高峰表现的比较宽阔,而峰在图谱(b)及(c)变得更高,更尖锐。

此外,图谱(c)还展现出了的二硫化钼在39.5°,44.2°,49.8°和60.1°等地方出现的峰,对应的晶面分别是(103),(106),(005)和(008),这意味着二硫化钼纳米纤维的结晶随焙烧温度的升高而增加。

但是,如果我们在850°C焙烧出现的二硫化钼纳米,所有的二硫化钼的特征峰将消失,在34.4°,37.9°,39.5°分别对应(002),(200)(102)晶面出现Mo2C新的高峰(图谱(d)所示)。

Mo2C由PVA的分解的二硫化钼和碳渣合成。

图2(a)展示了ATTM/ PVA复合纤维的红外光谱。

大约在3360cm-1和1096cm-1出现的峰分别属于PVA组织中O-H和C-O键的特征峰。

四硫代钼酸铵的N-H吸收峰在约3200cm-1是不可见的,因为它被O-H的峰值覆盖。

在约467cm-1的峰谷与四硫代钼酸铵中Mo - S的振动对应。

相比之下,从图2(b)可以看出,PVA 的所有特征峰消失。

由于NH4+峰值的缺失,在约467cm-1的峰值被分配到二硫化钼而不是四硫代钼酸铵中的Mo - S。

这就有力的证明了有机组织被完全碳化并且焙烧后得到了二硫化钼。

图1 在不同温度下焙烧的纤维二硫化钼XRD谱图图2 (a)ATTM/PVA红外光谱(b) 二硫化钼纳米纤维红外光谱如图3所示,静电ATTM/ PVA纤维均匀,连续,表面光滑,并且彼此分开。

纤维直径分布在300-500nm之间。

反应和煅烧后,纤维表面变粗糙,直径分布下降至50-200nm的范围内。

这是一个聚乙烯醇碳化引起的纤维体积收缩的结果。

在图4(a)表示的是纳米二硫化钼纤维的透射电镜图像。

可以看出,纤维直径约80nm和二硫化钼纤维由大量的粒子组成。

电子衍射图案(图4(b))证实,二硫化钼纳米是多晶体。

根据XRD衍射图谱这衍射环被证实是(002),(100)(103),(110)和(116)晶面的衍射环。

4.结论以电纺丝制备的PVA/ ATTM溶胶- 凝胶前驱体成功制备二硫化钼纳米纤维,在450°C温度下反应为2h,并且在800℃氩气气氛下焙烧6h。

ATTM/ PVA 复合纤维毡是易变形的的,分解后的二硫化钼垫收缩且变脆。

X射线衍射,红外光谱和选区电子衍射结果显示,获得了结晶良好的二硫化钼六角形结构的纤维并且聚乙烯醇被完全分解。

扫描电镜和透射电镜图像表明,直径从50到200nm是均匀和连续的。

图3 (a)ATTM/PVA 复合纤维扫描电镜图像(b)二硫化钼纳米纤维扫描电镜图像图4 (a)透射电镜(b)选区电子衍射纳米二硫化钼图像致谢这项工作是由中国国家自然科学基金(批准号.91026018),中国国家自然科学基金(批准号.60979017),中国安徽自然科学基金重大研究计划(批准号0.11040606M50),以及专项科研基金中国高等教育(批准号.20110111110015)博士课程所支持。

参考文献[1]Rapoport L,Bilik Y,Feldman Y,Homyonfer M,Cohen SR,et al.Hollow nanoparticles of WS2 as potential solid-state lubricants.Nature 1997;387:791-3.[2]Hu KH,Hu XG,Xu YF,Huang F,Liu JS.Th eeffect of morphology on the tribological Properties of MoS2 in liquid paraffin.Tribol Lett 2010;1:155-65.[3]Mcbride KL,Head JD.DFT investigation of MoS2 nanoclusters used as desulfurization catalysts.Int J Quant 2009;109:3570-82.[4]Chen J,Kuriyama N,Yuan HT.Electrochemical hydrogen storage in MoS2nanotubes.J Am Chem Soc 2001;123:11813-4.[5]Lin HT,Chen XY,Li HL,Yang M,Qi YX.Hydrothermal synthesis and characterization of MoS2 nanorods.Mater Lett 2010;64:1748-50.[6]Feldman Y,Wasserman E,Srolovitz DJ,Tenne R.High-rate,gas-phase growth of MoS2 nested inorganic fullerenes and nanotubes.Science 1995;267:222-5.[7]Remškar M,Mrzel A,Viršek M,Jesih A.Inorganic nanotubes as nanoreactors:thefirst MoS2 nanopods.Adv Mater2007;19:4276-8.[8]Berntsen N,Gutjahr T,Loeffler L,Gomm JR,Seshadri R,etal.Asolvothermal4498-502.Route to high-surface-area nano structured MoS2.Chem Mater 2003;15: [9]Ponomarev EA,Neumann-Spallart M,Hodes G,Lévy-Clément C.Electrochemical Deposition of MoS2 thin filmsby reduction of tetrathiomolybdate.Thin Solid Films1996;280:86-9.[10]Viswanathamurthi P,Bhattarai N,Kim HY,Cha DI,Lee DR.Preparation and3morphology of palladium oxide fibers via electrospinning.Mater Lett 2004;24: 368-72.[11]Shao CL,Guan HY,Liu YC.MgO nanofibers via an electrospinning technique.JMater Sci 2006;41:3821-4.[12]Tekmen C,Suslu A,Cocen U.Titania nanofibers prepared by electrospinning.Mater Lett 2008;62:4470-2.[13]John W.Syntheses and characterization of ammonium and tetraalkylammoniumThiomolybdates and thiotungstates.Inorg Chim Acta 1983;72:205-10.。

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