静电纺丝法制备海水提铀用纳米纤维吸附材料及其性能研究

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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静电纺丝技术是一种制备超细纤维的方法,它能够制备出纳米级别的纤维材料,并具有很多优异的性能。

本文将探讨静电纺丝纳米纤维材料的制备方法以及其性能分析。

静电纺丝纳米纤维材料的制备方法主要包括溶液电纺和熔融电纺两种。

溶液电纺是将聚合物或溶液通过电纺设备喷射至接收器上,形成纳米纤维。

溶液中的聚合物会在高电场作用下形成一个带电液滴,然后逐渐凝固并拉伸成纤维。

熔融电纺则是将熔融的聚合物通过电纺设备喷射至接收器上,形成纳米纤维。

熔融电纺方法相比于溶液电纺方法更适用于高熔点聚合物的制备。

静电纺丝方法制备的纳米纤维具有直径细小、物理结构均匀等特点。

静电纺丝纳米纤维材料具有许多优异的性能。

首先,静电纺丝制备的纤维直径通常在几十纳米到几百纳米之间,这个尺度处于微观和宏观之间。

这种超细纤维的尺度使得其具有更好的比表面积和更好的透气性能,能够在过滤、分离、吸附等领域发挥重要作用。

其次,静电纺丝纳米纤维材料具有较好的力学性能。

由于纤维直径较小,阻力较低,可以承受更大的应变,因此具有较好的拉伸强度和弹性模量。

同时,纳米纤维的表面粗糙度较小,内部结构较紧密,具有较好的抗疲劳性能。

此外,静电纺丝纳米纤维材料还具有优异的化学和物理性能。

在化学性能方面,纳米纤维具有较高的化学惰性,对化学物质和强酸、强碱等有较好的抵抗能力。

在物理性能方面,纳米纤维具有较好的光学透明性、热稳定性和隔音性能。

静电纺丝纳米纤维材料的性能分析主要通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)和拉伸测试等方法进行。

SEM和TEM可以观察纳米纤维的形态和结构,包括纤维直径、形状和表面形貌等。

FTIR可以分析纳米纤维的化学成分和有机物官能团。

拉伸测试则可以测定纳米纤维的力学性能,如拉伸强度、断裂应变和弹性模量等。

综上所述,静电纺丝纳米纤维材料具有许多优异的性能,包括超细纤维直径、良好的力学性能和优异的化学与物理性能。

吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略

吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略

第 36卷 第6期2023 年12月Vol.36 No.6Dec. 2023投稿网址: 石油化工高等学校学报JOURNAL OF PETROCHEMICAL UNIVERSITIES吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略白雪1,2,潘建明2(1. 河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001; 2. 江苏大学化学化工学院,江苏镇江 212013)摘要: 控制化石能源的使用、促进可替代新能源和清洁能源的发展,符合资源开发与环境保护协同发展的主题。

核能作为一种能量密度高的绿色能源,其广泛应用可缓解我国的能源短缺问题。

已探明的海水中铀资源约为陆地铀矿的1 000倍,海水提铀是确保铀资源长期供应及核能可持续发展的潜在方法。

吸附法因吸附效率高、操作简单、成本低和绿色环保等优点成为海水中铀酰离子提取的有效方法之一,但面临诸多挑战,如海水中铀酰离子的浓度极低且以Ca2UO2(CO3)3或[UO2(CO3)3]4-的形式稳定存在、共存离子种类和数量较多等。

因此,制备高性能吸附剂是实现海水提铀的关键。

综述了海水提铀吸附剂的类型及其性能强化策略,以期设计海水提铀吸附剂提供帮助。

关键词: 海水提铀; 吸附法; 吸附剂的种类; 性能强化; 偕胺肟; 纳米纤维基吸附剂中图分类号:TQ028 文献标志码: A doi:10.12422/j.issn.1006‐396X.2023.06.003Uranium Extraction by Adsorption and the Types and PerformanceEnhancement Strategies for AdsorbentsBAI Xue1,2,PAN Jianming2(1. School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou Henan 450001, China;2. School of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang Jiangsu 212013, China)Abstract: Controlling the use of fossil fuels and promoting the development of alternative new and clean energy sources is consistent with the theme of synergistic development between resource development and environmental protection. As a green energy source with high energy density, nuclear energy can be widely applied to alleviate the energy shortage in our country. The proven uranium resource content in seawater is more than 1 000 times higher than that in uranium mines. Extracting uranium from seawater is a potential way to ensure the long‐term supply of uranium resource and the sustainable development of nuclear power. Adsorption has emerged as one of the effective methods for extracting uranium from seawater due to its advantages of high adsorption efficiency, simple operation, low cost, and environmentally friendly. However, the adsorption faces a number of challenges when extracting uranium from seawater, such as the extremely low concentrations of uranium in seawater and their stable existence in the form of Ca2UO2(CO3)3or [UO2(CO3)3]4-, as well as a large variety and quantity of coexisting ions. Therefore, the preparation of high‐performance adsorbents to achieve efficient and selective separation and enrichment of uranium in seawater is one of the important research topics in the field of environmental science. In this review, the types of adsorbents for uranium extraction from seawater and the performance enhancement strategies of their properties are briefly introduced, with the aim of helping researchers in this field design promising adsorbents for practical seawater uranium extraction.Keywords: Uranium extraction from seawater;Adsorption;Types of adsorbents;Performance Enhancement;Amidoximes;Nanofiber based absorbent随着我国“双碳”目标的确立,控制化石能源消耗,促进新能源和清洁能源的发展势在必行[1]。

纳米纤维材料的制备及性能分析

纳米纤维材料的制备及性能分析

纳米纤维材料的制备及性能分析在当今科技飞速发展的时代,纳米技术的应用越来越广泛,纳米纤维材料作为其中的一个重要分支,因其独特的性能和广泛的应用前景而备受关注。

纳米纤维材料具有高比表面积、高孔隙率、良好的柔韧性和机械性能等优点,在生物医学、环境保护、能源存储与转化等领域展现出了巨大的潜力。

一、纳米纤维材料的制备方法(一)静电纺丝法静电纺丝是目前制备纳米纤维最常用的方法之一。

其基本原理是在高压电场的作用下,聚合物溶液或熔体形成射流,并在电场中拉伸和细化,最终沉积在接收装置上形成纳米纤维。

静电纺丝法具有操作简单、成本低、可制备多种材料的纳米纤维等优点。

通过调节溶液的性质(如浓度、黏度、导电性)、电场强度、喷射速度和接收距离等参数,可以控制纳米纤维的直径、形貌和结构。

(二)溶液吹纺法溶液吹纺法是将聚合物溶液通过高速气流拉伸成纳米纤维的方法。

与静电纺丝法相比,溶液吹纺法的生产效率更高,但纤维的直径分布相对较宽。

在溶液吹纺过程中,气流的速度、溶液的流量和浓度等因素对纤维的形成和性能有重要影响。

(三)模板合成法模板合成法是利用具有纳米级孔隙的模板来制备纳米纤维。

常见的模板有多孔氧化铝膜、聚合物膜等。

将前驱体溶液填充到模板的孔隙中,经过处理后去除模板,即可得到纳米纤维。

模板合成法可以精确控制纳米纤维的直径和长度,但制备过程相对复杂,成本较高。

(四)自组装法自组装法是依靠分子间的相互作用力(如氢键、范德华力等)使分子或纳米颗粒自发地组装成纳米纤维结构。

这种方法具有高度的可控性和选择性,但适用的材料范围相对较窄。

二、纳米纤维材料的性能(一)力学性能纳米纤维材料由于其纳米级的直径和高比表面积,通常具有较高的强度和模量。

同时,纳米纤维之间的相互作用也会影响材料的整体力学性能。

通过合理的设计和制备工艺,可以获得具有优异力学性能的纳米纤维复合材料。

(二)电学性能一些纳米纤维材料(如碳纳米纤维、金属纳米纤维)具有良好的导电性。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的性能优化研究

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的性能优化研究

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的性能优化研究随着科技的不断发展,纳米材料已经成为当今材料科学领域研究的热点之一。

纳米材料具有很强的物理、化学和生物学特性,这种特殊的性质使其在各个领域得到了广泛的应用,如医学、化学、材料和环境科学等。

在这些领域中,纳米纤维作为一种自组装的纳米材料已经引起了越来越多的关注。

纳米纤维具有高比表面积和可调节的孔径大小,广泛应用于分离、吸附、催化和储能等方面。

静电纺丝作为一种有效制备纳米纤维的技术,已成为纳米纤维制备的重要方法之一。

它可以通过将高分子溶液通过极化电场拉伸并完成聚合过程的方式,制备出具有纳米级细径和高比表面积的纳米纤维。

但是,纯形的静电纺丝制备出的纳米纤维材料性能并不理想。

因此,如何有效地优化静电纺丝制备纳米纤维材料的性能是一个迫切需要解决的问题。

1.静电纺丝技术静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维材料的方法,已被证明在制备复杂目的纳米结构方面具有许多优点。

静电纺丝过程中,通过极化电场将高分子溶液拉伸,并在聚合和固化后获得具有纳米级直径的纳米纤维。

静电纺丝中高分子链的摆动和过渡状态也会影响纳米纤维的形态和组织结构。

通过调节静电场强度、溶液浓度、聚合速率和溶液的挥发性等因素,可以控制纳米纤维的形态及其物理、化学性质。

此外,发展多功能静电纺丝、连续静电纺丝、量产静电纺丝等技术,可进一步提高静电纺丝制备纳米纤维材料的效率和成品质量。

2.静电纺丝制备纳米纤维材料的性能缺陷然而,静电纺丝制备纳米纤维材料仍存在一些缺陷。

首先,纳米纤维材料的密度通常偏低,导致纳米纤维材料在使用时易发生层析结构失稳和聚块等情况。

其次,纳米纤维材料显得脆弱和容易断裂,可能会导致其不稳定性和机械性能的退化。

此外,静电纺丝所制备的纳米纤维材料表面通常具有较弱的亲水和亲油性,降低了其在材料和生物学等领域的应用。

3.改进静电纺丝技术以提高其制备纳米纤维材料的性能为了解决这些问题,需要改进静电纺丝技术以提高其制备纳米纤维材料的性能。

静电纺丝技术制备纳米纤维和超级吸附材料

静电纺丝技术制备纳米纤维和超级吸附材料

静电纺丝技术制备纳米纤维和超级吸附材料随着科学技术的不断进步,静电纺丝技术作为一种制备纳米纤维和超级吸附材料的新兴技术,引起了广泛关注。

本文将从静电纺丝技术的基本原理、应用领域、纳米纤维制备及其在超级吸附材料的应用等方面进行探讨。

静电纺丝技术的基本原理静电纺丝技术是一种通过静电场将高分子溶液或熔融体拉伸成纳米级纤维的加工技术。

其基本原理是利用高电压静电场对液体喷射流进行加速、扩散和伸展,使得流体表面形成了一种薄膜,随着喷射流不断脱离电极,进一步拉伸形成了纤维。

其制备的纳米纤维具有高比表面积、高孔隙度、纳微尺寸、高比量等特点,适用于多种领域。

静电纺丝技术在漆、医药、服装等领域的应用静电纺丝技术的应用领域非常广泛。

在漆、医药、服装等领域中,其都有着广泛应用。

在漆领域中,静电纺丝技术制备的纳米纤维用作漆膜增强剂,可以改善漆膜的力学性能、耐划伤性能和撞击性能;在医药领域中,静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以用作药物载体、骨修复材料、生物医用材料等;在服装领域中,静电纺丝技术制备的聚合纤维,可以用于整理裙摆的褶皱和波浪,增加服装的美观性。

静电纺丝技术制备纳米纤维的方法静电纺丝技术制备纳米纤维有两种方法:溶液法和熔融法。

溶液法是指将高分子材料与有机溶剂混合,制成高分子溶液,通过静电纺丝技术制备纳米纤维;熔融法是将熔点低的高分子材料熔融成液态,通过静电纺丝技术制备纳米纤维。

在这两种方法中,溶液法的应用更为广泛,可制备出更加均匀的纳米纤维。

静电纺丝技术制备的超级吸附材料的应用除了在制备纳米纤维上的应用,静电纺丝技术在制备超级吸附材料方面也有着独特的优势。

超级吸附材料是指具有极高性能的吸附材料,广泛应用于水处理、空气净化等领域。

静电纺丝技术制备的超级吸附材料主要利用其高比表面积、高孔隙度等特点,可使其具有更高的吸附容量和效率。

其应用范围广泛,可应用于污染物的吸附、分离和储存等领域。

静电纺丝技术的未来发展随着科学技术的不断进步,静电纺丝技术在未来的发展前景非常广阔。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用随着时代的发展,人们对材料的需求越来越高,尤其是在医疗、环保、能源等领域,对功能性和高性能材料也越来越迫切。

近年来,纳米材料逐渐成为研究的热点,因其具有较大比表面积、强化效应等独特性质,应用前景广阔。

其中,纳米纤维材料具有超细直径、高比表面积等优点,被广泛研究和应用。

而静电纺丝技术作为一种简单、快速、低成本的纳米纤维制备方法,受到了广泛关注。

一、静电纺丝技术简介静电纺丝技术即电纺技术,是在高压下将高分子或其他材料转化为纳米级纤维的加工方法。

传统的制备方法往往需要高温高压、化学处理等复杂过程,而静电纺丝技术不需要外加能量,只需要在适当的实验条件下,通过高电场、溶剂挥发等过程即可制备纳米纤维。

其工艺简单、成本低、制备纳米级纤维材料等优点使得其成为制备纳米级纤维材料的首选方法。

二、静电纺丝技术的应用纳米纤维材料在生物医学、环境工程、能源存储等领域均有重要应用。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料低成本、制备简单、高效、可控性强、对材料的损伤小,逐渐成为研究的热点之一。

以下是静电纺丝技术在各个领域的应用举例。

1. 生物医学纳米纤维材料在生物医学领域具有广阔的应用前景。

静电纺丝技术可制备医用材料,如生物可降解聚合物、天然高分子等,进而制备出纳米级纤维膜、纳米级纤维丝等。

这些纳米级纤维具有较大的比表面积、较好的生物相容性,可应用于组织工程、药物传输、细胞培养等领域。

2. 环境工程静电纺丝技术可制备出纳米纤维复合材料,用于吸附、过滤、分离、气净化等领域。

例如,静电纺丝制备的聚丙烯腈纳米纤维膜具有良好的过滤性能,可用于有机气体过滤等领域;静电纺丝制备的聚合物纳米纤维复合材料具有良好的吸附性能,可应用于水处理、空气净化等领域。

3. 能源存储纳米纤维材料在能源存储领域也有广泛应用。

静电纺丝技术可制备出纳米纤维电极材料,如聚合物基锂离子电池、超级电容器等。

静电纺丝制备的纳米纤维电极材料具有高比表面积、较好的电化学性能和循环稳定性,可应用于新型能源存储设备。

海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究

海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究

海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究以海水提铀吸附材料规模化制备及工程示范研究为标题的文章:海水中的铀资源丰富,具有巨大的潜在价值。

然而,海水中铀的浓度极低,提取成本高昂,限制了其商业化应用。

海水提铀技术是一种可行的解决方案,而吸附材料是其中关键的研究领域之一。

海水提铀吸附材料是指能够从海水中选择性吸附铀离子的材料。

目前,广泛研究的吸附材料包括有机高分子材料、无机材料和混合材料等。

这些材料具有高吸附容量、选择性和循环使用性的特点,是实现海水提铀技术的关键。

在海水提铀吸附材料的规模化制备方面,研究人员通过改进材料合成方法和工艺参数,提高了材料的吸附性能和稳定性。

例如,一种基于聚酰胺纳米纤维的吸附材料被开发出来,其具有较高的吸附容量和较好的选择性,可以在海水中高效地吸附铀离子。

此外,还有研究人员利用镁铝层状双氢氧化物等无机材料制备了高效的吸附材料,展现了良好的应用前景。

为了实现海水提铀吸附材料的工程化应用,研究人员还进行了工程示范实验。

他们设计了一种流动吸附系统,通过循环流动的方式,实现了对海水中铀离子的高效吸附和再生。

在这个系统中,吸附材料被填充在固定床中,海水经过材料床层时,铀离子被吸附下来,经过一段时间后,吸附材料容器中的铀离子达到饱和,需要进行再生。

通过调整流速和再生条件,实现了吸附材料的高效再生和循环使用。

海水提铀吸附材料的规模化制备和工程示范研究的意义在于推动海水提铀技术的实际应用。

海水提铀技术可以为核能发展提供可持续的铀资源,减少对传统铀矿石的依赖,同时降低核能发展对环境的影响。

此外,海水提铀技术还可以促进海水淡化技术的发展,提高淡水资源的利用效率。

海水提铀吸附材料的规模化制备和工程示范研究是推动海水提铀技术商业化应用的重要一步。

通过不断改进吸附材料的制备方法和工艺参数,以及开展工程示范实验,我们可以更好地理解和应用海水提铀技术,为人类社会的可持续发展做出贡献。

静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究

静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究

静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究随着科学技术的快速发展和产业的不断创新,纳米材料的制备和应用逐渐成为了研究的焦点。

静电纺丝纳米纤维制备技术就是一种常见的制备纳米材料的技术。

本文将对静电纺丝纳米纤维制备技术及其应用研究进行探讨。

一、静电纺丝纳米纤维制备技术静电纺丝技术是利用电场将高分子液体喷出微米甚至纳米级别纤维的一种制备技术。

静电纺丝技术制备纳米纤维在多个领域得到了广泛应用,例如纺织、生物医学、环保等领域。

静电纺丝技术的原理是将高分子液体通过一个细小的孔洞喷射出来,这个过程中,高分子液体受到外界电场的作用,会形成纤维状的微米级别的细丝。

这些细丝经过后续的处理,就能够得到纳米级别的细丝。

静电纺丝技术制备的纳米纤维具有较大比表面积、高比强度、优异的力学性能、良好的电学性质及生物相容性等优点。

静电纺丝技术制备的纳米纤维可以根据不同的材料和应用领域调整其尺寸和形貌,液态中除了高分子溶液,还可以纯化的金属溶液、无机盐溶液、碳纳米管等物质。

二、静电纺丝纳米纤维的应用研究1、生物医学领域由于纳米纤维具有高比表面积等特性,因此在生物组织工程、体内药物释放、生物传感等领域得到广泛应用。

静电纺丝纳米纤维制备的支架具有具有高比表面积、良好的生物相容性、高度的空隙率和良好的可控性等特点。

这些特点使纳米纤维支架成为了生物组织工程领域的研究热点。

纳米纤维支架通过结构的调节、复合材料制备、表面修饰等方法,可以在生物组织中实现不同的生物学功能,如增强细胞的定向生长、促进纤维组织的生长等。

静电纺丝纳米纤维制备的载药纳米材料具有良好的生物相容性和药物的缓释性能。

这种材料可作为药物释放的载体,以实现更加精准的药物治疗。

纳米纤维在其表面修饰上引入不同的生物分子,如细胞识别和粘附分子,不仅能提高纳米纤维植入后的细胞组织相容性,还可以促进细胞的黏附和增殖等。

2、纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维具有高比表面积、孔隙结构和微结构控制性能等特点,因此在纺织领域应用也得到了快速发展。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究随着科学技术的发展,纳米材料已经成为了一个重要的研究领域。

而其中,纳米纤维材料的制备技术也成为了纳米科技研究中的一个重要领域。

静电纺丝技术作为一种先进的纳米纤维材料制备技术,其制备的纳米纤维材料广泛应用在各个领域,如生物医学、环境保护和能源材料等领域。

一、静电纺丝技术的原理与过程静电纺丝技术是利用静电力和表面张力将高分子溶液或熔融物在高电场下的电荷作用下进行拉丝成纤维。

在高电场下,液体表面张力对于电场的效应会产生剥离力,而相互作用较弱的分子会在电场力的作用下被拉伸成纤维形状,产生纳米纤维材料。

静电纺丝技术的整个过程包括物料预处理、电极设计、高电压电场设置、喷丝电极喷液和纤维成形过程。

通常情况下,静电纺丝技术需要一个能够提供高电压的电源和一个线圈,以及能够喷液的电极。

液体从电极中喷出,并在电场的作用下生成纳米纤维材料。

静电纺丝技术的优点在于:可以制备高比表面积、高孔隙率和高表面活性的纳米纤维膜,可以用于材料性能的调整和优化。

二、静电纺丝技术制备纳米纤维材料在生物医学中的应用1. 纳米纤维支架静电纺丝技术制备的纳米纤维支架被广泛应用于人工血管、人造骨的制备等领域。

纳米纤维支架具有良好的生物相容性和力学性能,能够促进细胞分裂和细胞增殖,从而促进组织生长和恢复。

2. 组织构建材料静电纺丝技术能够制备出精细的纳米纤维纺织品,这些纳米纤维纺织品可以被用于构建人工组织、生物芯片等生物医学领域的应用。

三、静电纺丝技术制备纳米纤维材料在环境保护中的应用1. 空气净化材料利用静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以被应用于空气污染治理中。

通过建立一些纤维过滤织物,可以有效地实现对空气中挥发性有机物(VOCs)和颗粒物的过滤和除去,达到净化空气和改善空气质量的目的。

2. 水净化材料静电纺丝技术可以制备出超细的纳米纤维膜,这些膜可以被广泛应用于水净化中。

纳米纤维膜的微孔结构可以有效地过滤水中的大分子杂质和细菌等微生物,从而得到更清洁、更安全的水源。

静电纺丝技术制备纳米纤维的实践与研究

静电纺丝技术制备纳米纤维的实践与研究

静电纺丝技术制备纳米纤维的实践与研究近年来,随着科技的发展和人类对新材料需求的不断增加,制备出具有优异性能的新材料成为了学术界和工业界研究的热点。

其中,纳米纤维是一种常见的新材料,因其独特的物理、化学、生物学等性质,被广泛应用于医学、电子、能源、环保等领域。

静电纺丝技术是制备纳米纤维常用的一种方法。

本文将对静电纺丝技术制备纳米纤维的实践与研究进行介绍。

一、静电纺丝技术概述静电纺丝技术是利用高电场的作用下,将高分子溶液或熔体从给定的毛细孔中顺利流出,在电场的作用下瞬间成为纳米级的连续纤维。

该技术具有简单、易于操作、成本低廉、制备出来的纳米纤维分散性好、比表面积大、孔隙结构和多孔性好等优点,很适合用于纳米纤维材料的制备。

二、实践应用1.医学领域静电纺丝技术制备的纳米纤维在医学领域中有着广泛的应用。

利用静电纺丝技术制备的生物可降解材料,如聚乳酸、聚酯等高分子材料,可用于制备修复膜、人工皮肤等医学材料。

同时,利用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜还可以作为药物释放系统,以帮助治疗癌症、感染和其他疾病。

此外,静电纺丝技术还可以制备出具有抗菌、抗炎、促进愈合力等特性的纳米纤维材料,可以用于医疗用品的生产。

2.环境保护领域利用静电纺丝技术制备的纳米纤维,在环保领域中也有着重要的应用。

静电纺丝技术制备的高性能纳米纤维可以用于处理污染水和空气等,可制备出高效的吸附材料,如滤纸、空气过滤器、饮水管道等。

此外,纳米纤维材料还可以应用于纳米复合材料、防护材料、热障涂层等方面,降低了环境污染,提升了环保水平。

3.能源领域利用静电纺丝技术制备的纳米纤维在能源领域中也有着广泛的应用。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以应用于制备电池、超级电容器、太阳能电池等材料,具有良好的性能。

三、静电纺丝技术的研究进展静电纺丝技术制备纳米纤维的研究已经成为炙手可热的领域,许多研究者对其进行了深入的研究和探讨。

1.高性能材料制备研究者们开始探索利用静电纺丝技术制备出高性能材料。

静电纺丝技术制备纳米功能纤维的研究

静电纺丝技术制备纳米功能纤维的研究

静电纺丝技术制备纳米功能纤维的研究1. 前言纳米技术一直是科学家们的研究热点,纳米功能纤维的制备就是其中的一项重要应用。

静电纺丝技术作为一种简单、高效、低成本的制备纳米功能纤维的方法,受到了广泛关注。

本文将从静电纺丝技术的原理开始,介绍其制备纳米功能纤维的过程、应用及其未来发展。

2. 静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是一种利用静电场将高分子溶液或熔融物制备成不同形态的纳米纤维的技术。

一般而言,静电纺丝技术的原理非常简单,首先将高分子溶液或熔融物注入到毛细管中,然后通过电极在溶液或熔融物中加入高压电场,这样高分子材料会形成纳米纤维,从而得到所需的纳米功能纤维。

3. 制备纳米功能纤维的过程通常情况下,静电纺丝技术制备纳米功能纤维的过程包括以下几个步骤:3.1 高分子溶液或熔融物的制备首先需要制备高分子溶液或熔融物,并加入适量的溶剂。

高分子溶液的制备需要考虑到高分子的质量浓度以及所需的物性参数,如药物透过性、力学强度等。

熔融物则需要考虑到熔点、熔融拉伸性等。

3.2 静电纺丝装置的选择和设定然后根据所需的纳米功能纤维的形态及材料的特性等因素,选择合适的静电纺丝装置,并设置合适的高压电场、毛细管直径、溶液的流量及距离等参数,以保证纳米纤维的制备效果。

3.3 制备纳米功能纤维将高分子溶液或熔融物通过喷嘴或毛细管注射进入静电纺丝装置中,施加高压电场后,便可以制备所需的纳米功能纤维,具体的形态和尺寸可以根据所设置的参数控制。

4. 应用及其未来发展静电纺丝技术制备的纳米功能纤维具有广泛的应用前景。

例如,制备出的聚合物纳米纤维可以应用于细胞培养、组织工程、药物输送等领域,而其他的纳米功能纤维制备的材料则可以应用于各种领域,如能源、环境等。

未来,随着对纳米技术及纳米功能纤维的研究深入,在制备工艺、纳米功能纤维的性能以及应用方面的突破,预计将有更多的领域将应用到静电纺丝技术中,极大的推进纳米技术的发展。

5. 结论综上所述,静电纺丝技术的制备纳米功能纤维是一种简单高效、成本低的原理,其对于制备高性能的纳米功能纤维有非常重要的作用。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究与应用引言:纳米科技的快速发展带来了许多前所未有的新材料和应用。

纳米纤维材料作为一种重要的纳米材料,在各个领域展示出了广阔的应用前景。

静电纺丝技术作为一种常用的制备纳米纤维材料的方法,凭借其简单、高效、可控性强的特点,受到了广泛的关注与研究。

本文旨在介绍静电纺丝技术制备纳米纤维材料的原理与过程,并探讨其在不同领域的应用潜力。

1. 静电纺丝技术概述静电纺丝技术是一种通过高电场作用下将聚合物溶液或熔体形成纤维的技术。

其基本原理为将容器中的聚合物溶液或熔体通过尖端形成纳米尺度的液柱,然后加高电压使液柱发生弯曲,并在空气中快速固化成纤维。

通过控制溶液的流速、电压、尖端直径和距离可以调节纤维的直径和形态,实现纳米尺度下的制备。

2. 静电纺丝技术制备纳米纤维材料的优势2.1 高效而可控的纤维制备静电纺丝技术可以制备纤维直径从几纳米到几微米的范围内的纳米纤维材料。

通过调节工艺参数,能够实现对纤维直径和形态的精确控制。

这种高效而可控的纤维制备特性使得静电纺丝技术在材料科学、纺织、医疗等领域得到广泛的应用。

2.2 纳米纤维材料的独特性能由静电纺丝技术制备的纳米纤维材料具有很多独特的性能。

首先,纤维直径纳米尺度下的纳米纤维材料具有较大的比表面积,使得其在能量存储、传感器、催化剂等领域具有更好的性能。

其次,纳米纤维材料具有高强度和高可拉伸性,可用于制备高性能纺织材料、过滤器、生物医学支架等。

此外,纳米纤维材料还具有优异的透气性和防护性能,可应用于口罩、防弹材料等领域。

3. 静电纺丝技术在不同领域的应用3.1 纺织领域静电纺丝技术制备的纳米纤维材料在纺织领域具有广阔的应用前景。

其具有的高比表面积和高强度使其成为制备高性能纺织材料的理想选择。

例如,将静电纺丝纳米纤维与常规纺织纤维结合,可以制备出具有更好透气性、抗菌性和防尘性能的纺织品。

此外,纳米纤维材料还可以被用于制备高效过滤材料和防弹材料。

静电纺丝法制备纳米纤维材料的研究

静电纺丝法制备纳米纤维材料的研究

静电纺丝法制备纳米纤维材料的研究一、引言纳米纤维材料具有突出的性能和应用前景,也成为了研究的热点领域。

其中,静电纺丝法作为一种制备纳米纤维材料的有效手段,在制备新型功能材料、纳米传感器、高效滤料等方面得到了广泛应用。

本文旨在从静电纺丝的原理、影响因素、纳米纤维材料制备及其应用等方面进行探讨。

二、静电纺丝法的原理静电纺丝法是一种通过静电力将溶液或熔体中的材料拉伸成纤维的方法,其工作原理主要基于电荷的相互作用。

将电荷量极小的液体通过针口细孔注入一定作用电场的区域,溶液中的分子会受到电场作用而形成直径约为几毫米的液滴。

当液滴越过针尖位置时,电场将液滴内部的电荷分布不均匀地拉伸并发生极化,此时液滴极性变化引发静电力的作用,液滴表面附着上的荷电分子会被电场加速拉伸,从而形成纺丝流。

在纺丝过程中,液滴内部溶液挥发蒸发,纤维逐渐细化,并随风中漂浮而将纤维收集起来即可。

三、静电纺丝法影响因素1. 溶液性质:包括溶液粘度、熔点、表面张力、介电常数、溶解度等。

如:面张力较大的液体易形成不规则形状的纤维;低粘度的液体纺丝时容易出现喷溅等问题。

2. 纺丝电场:静电纺丝中的电场强度与纤维的直径具有很大的相关性。

纤维直径可通过改变电场强度(或与之相关的电压、电流密度等)进行控制,同时还可以对纤维的形态和结构进行微调。

3. 收集器:收集器的类型和形状对制备出的纳米纤维材料的质量和形貌影响显著。

与此同时,收集器对纤维形态的影响还是该领域研究的热点和难点。

4. 操作条件:比如通风条件、湿度、温度、气流速度等,也会对静电纺丝制备纳米纤维材料产生影响。

四、静电纺丝制备纳米纤维材料静电纺丝法制备的纳米纤维材料已经得到广泛应用,并在许多领域发挥了独特的作用。

此处将简要介绍其中几个应用领域。

1. 纳米级滤料:由于静电纺丝法可以将材料拉成直径为数十纳米的纤维,因此用其制备纳米级滤料可以大大提高滤材的表面积和孔隙率,从而提高滤材的过滤效率,并且还具有良好的机械性能和生物兼容性能。

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。

静电纺丝制备纳米纤维的研究与应用

静电纺丝制备纳米纤维的研究与应用

静电纺丝制备纳米纤维的研究与应用一、前言静电纺丝是一种通过电场作用力在液体表面制备纳米纤维的方法,其具有直接、简单、低成本、高效等优点。

静电纺丝法制备的纳米纤维不仅在医学、生物学、材料学、环境科学等领域具有潜在应用前景,而且对纳米材料的制备和应用具有重要的意义。

本文将从静电纺丝的基本原理、工艺条件、纤维形貌以及其应用领域等方面进行探讨。

二、静电纺丝的基本原理静电纺丝法的基本原理是利用电场作用将高分子液体以均匀的方式吸附在锥形棒或者圆柱体表面。

然后,通过控制高分子液体流速和电场强度,使得液体在锥形棒或者圆柱体表面逐渐形成液滴,并且在阳极下方的收集器上进行电沉积,最终形成纳米纤维的过程。

电场的作用力使得液体表面形成一个膜,并在电荷分布的作用下产生静电势,从而使高分子液体成为由荷电粒子构成的稳定流体。

三、静电纺丝的工艺条件静电纺丝法的成纤参数受多种因素的影响,包括高分子液体的性质、电场参数、纺丝距离、气流速度等等。

下面将逐一进行说明:(一)高分子液体的性质静电纺丝的高分子液体通常是聚合物、淀粉、天然纤维素、蛋白质、DNA等。

高分子液体的浓度和黏度是影响成纤质量和形貌的重要因素。

通常来说,高浓度的高分子液体可以提供更高的纤维强度和更小的纤维直径。

而高黏度的高分子液体可以提供更好的流控性和更光滑的纤维表面。

(二)电场参数电场参数包括电压、电场距离和电场形状。

电压为重要的工艺参数,通常调节电压可变容易地控制成纤直径。

而电场距离则对成纤丝数量和直径的分布有影响。

最后,学术圈建议圆锥体电极通常比平台电极更适用于成纤,因为其较小的成纤距和更强的电场。

(三)纺丝距离纺丝距离是指悬架在电极上液滴顶部与收集电极之间的距离。

它是影响成纤直径和分布的重要因素。

通常来说,越短的纺丝距离可以提供更小的成纤直径,同时更大的纤维密度。

四、静电纺丝的纤维形貌静电纺丝的纤维形貌与工艺条件、高分子液体性质、收集电极形式等有关。

常见的纤维形态有孔状、大分子状、漏斗状、直线状、非直线状等。

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究

静电纺丝技术制备纳米纤维材料的研究一、前言近年来,静电纺丝技术广泛应用于纳米纤维材料的制备中。

通过该技术,可以制备出具有高比表面积、高孔隙率、高通透性等多种优异性能的纳米纤维材料,在能源、环境、医疗等领域得到了广泛的应用。

二、静电纺丝技术的原理静电纺丝技术是一种通过高电场将聚合物溶液或熔体喷射成纳米级纤维的技术。

其主要原理是:将高压电源接在喷液口附近,形成强电场,使聚合物溶液或熔体加速运动,并在射流过程中产生链段拉伸、分子排列等现象,最终形成纳米级纤维。

三、静电纺丝技术的优点静电纺丝技术具有以下几个优点:1. 制备成本低。

静电纺丝技术所需的设备简单,生产成本较低。

2. 制备的纳米纤维材料性能优异。

制备出的纳米纤维材料具有高比表面积、高孔隙率、高通透性等优异性能,适用于能源、环境、医疗等领域。

3. 制备精度高。

静电纺丝技术可以制备出直径从几十纳米到几百纳米的纳米纤维。

4. 生产效率高。

静电纺丝技术可以实现连续生产,生产效率较高。

四、静电纺丝技术在纳米纤维材料制备中的应用静电纺丝技术可以制备出各种形状、尺寸、结构的纳米纤维材料,目前已经在以下领域得到了广泛的应用。

1. 软件复合材料领域。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以用于增强软件复合材料的力学性能和导热性能。

2. 组织工程领域。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以作为组织工程载体,用于修复和再生组织。

3. 能源领域。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以用于太阳能电池、锂离子电池等能源领域。

4. 过滤材料领域。

静电纺丝技术制备的纳米纤维材料可以用于空气过滤、水处理等领域。

五、未来发展方向随着对纳米纤维材料需求的不断增加,静电纺丝技术在纳米纤维材料制备中的应用将不断扩大。

未来,静电纺丝技术还有很大的发展空间,可以通过改进材料的制备工艺和结构,提高纳米纤维材料的性能,扩大其应用领域。

六、结论静电纺丝技术是一种简单、高效的纳米纤维材料制备技术。

随着对纳米材料需求的不断增加,它在能源、环境、医疗等领域的应用将会越来越广泛。

静电纺丝纳米纤维制备及其应用研究

静电纺丝纳米纤维制备及其应用研究

静电纺丝纳米纤维制备及其应用研究随着纳米科技的不断发展,越来越多的研究证明,在纳米领域,纤维材料是极为重要的一种材料。

众所周知,纳米材料具有良好的材料性能,比如高强度、高韧性、高燃点等等,而纤维材料可以制备出具有良好力学、热学、光学和磁学性质的纳米材料,因此可以满足纳米技术领域对材料的多种需求。

而静电纺丝作为一种重要的纤维制备方法,在纳米纤维制备及其应用研究中,发挥了积极、重要的作用。

一、静电纺丝技术原理及其特点静电纺丝技术是一种利用高压电场使聚合物溶液或熔体在极端细小的喷嘴孔中,形成纤维状喷雾,并在空气中快速固化成为纳米纤维的制备方法。

该技术利用了静电场力、表面张力、毛细作用力以及聚合物本身的流变特性等多种因素,能够制备出直径从纳米到亚微米尺度的单一或复合纤维。

相较于其他制备方法,静电纺丝具有操作简便、原料种类广泛、制备效率高、制备出来的纳米纤维孔径小、分散性好、可控性强等优点。

二、静电纺丝纳米纤维应用领域1.能源领域将静电纺丝纳米纤维作为电池复合材料的电极,可以大大增强电极的导电性及机械性能。

同时,静电纺丝纳米纤维也常被制备成为柔性阻变材料或超级电容器电极材料,并且在储能器件中广泛应用。

2.生物医药领域静电纺丝纳米纤维具有良好的生物相容性及较大的比表面积,可以作为药物缓释材料、组织工程支架材料和生物传感器等。

特别在组织工程领域,静电纺丝技术制备的纳米纤维模拟人体神经或血管,并具有良好的生物相容性,使用安全、效果好。

3.环保领域静电纺丝纳米纤维制备的过滤膜具有优异的过滤性,这样既能够过滤空气中的颗粒、有机物污染物,纯化空气及水,也能够对废水进行净化处理。

三、静电纺丝纳米纤维制备方法及优化方案静电纺丝纳米纤维制备方法的优化主要分为以下几个方面:1.控制加工参数控制加工参数对纳米纤维直径的控制具有非常重要的作用。

电压、喷嘴直径、注射速度、距离等参数对纱丝形态影响非常明显,因此,对每次制备的过程中所有参数进行明确规划和控制,这样能够保证每次纳米纤维的形态和结构的可重复性,并保证制备的纳米纤维质量。

静电纺丝方法制备纳米纤维的研究与应用

静电纺丝方法制备纳米纤维的研究与应用

静电纺丝方法制备纳米纤维的研究与应用纳米技术是一种兴起的新兴技术,其主要应用于生物医学、纺织、环境保护等领域。

在这些领域中,纳米纤维是最基本的材料之一。

静电纺丝方法制备的纳米纤维具有极细的直径、高比表面积和较佳的材料特性,因此广泛应用于生物医学、化学、环境保护、电子器件制备等领域。

一、静电纺丝方法制备纳米纤维的基本原理静电纺丝方法可以说是一种从流体中制备高性能的纳米纤维的过程。

其基本原理为,通过电荷作用使流体中的高分子物质形成纳米级别的纤维。

静电纺丝方法制备纳米纤维的流程一般为:首先将聚合物连续加热到熔态,然后以恒定的速度使其流动,同时通过千伏级别的静电场进行辊压拉伸,使得聚合物在电场作用下形成不连续的固态纤维,最终形成具有纳米尺度的单纤维。

二、静电纺丝方法制备纳米纤维的特点1. 直径控制能力强:静电纺丝方法能得到直径在数十纳米到几微米范围内的纤维。

通过控制不同参数,如聚合物质量浓度、静电场强度、药物和掺杂物质量等,可以调节纳米纤维的直径。

2. 表面积大:由于纳米纤维表面积大,因此也有更好的化学反应能力和更好的生物相容性能。

这使得静电纺丝方法制备的纳米纤维在生物医学、化学、环境保护、电子器件制备等领域有广泛的应用。

3. 应用领域广泛:静电纺丝方法制备的纳米纤维可以应用于生物医学、化学、环境保护、电子器件制备等领域。

例如,用纳米纤维材料制备的各种生物传感器,可以应用于生物医学中的蛋白质浓度检测、细胞的迁移和治疗、食品、水中有害物质的检测等;同时,也可用来制备气体过滤、滤清、电池、涂层等应用。

三、静电纺丝方法制备纳米纤维的进展与应用随着纳米技术的不断发展,静电纺丝方法制备纳米纤维应用领域也在不断扩大。

在生物医学领域,纳米纤维被应用于人工皮肤、载药纳米纤维包含药物和生物相容性好等领域;在环境保护领域中,纳米纤维可被应用于过滤、内衬、捕获有机物和微生物的技术领域等;在电子器件制备领域中,可以将纳米纤维用于液晶屏幕的增强光、锂离子电池的电极、超级电容器、燃料电池、传感器、防伪技术和防盗技术等方面的应用。

静电纺丝纳米材料的制备及性能研究

静电纺丝纳米材料的制备及性能研究

静电纺丝纳米材料的制备及性能研究一、前言随着人们对纳米材料的研究日益深入,制备纳米材料的方式也得到了不断的改进,其中静电纺丝技术因其具有高效、可靠和简便等特点,已成为制备纳米材料的一种常见方法。

本文将重点探究静电纺丝技术在纳米材料制备中的应用及相关的性能研究。

二、静电纺丝技术基础静电纺丝技术是利用高电场的作用下,使可纺性聚合物成形纤维的一种技术。

通常在实验室及工厂中,采用的装置通常都是由熔融或者溶液得到的聚合物液体之间形成的气体流动,这样就可以使得聚合物的液态分子持续拉成纤维,然后收集在相关的表面上,形成纤维膜或者是非织造产品。

静电纺丝技术的过程是通过电荷作用下,使得聚合物分子溶液流经电解槽,并受到高电场的那个作用,从而加速形成丝状结构,进而带有电荷的纤维朝向电极集中堆积,形成了静电纺丝纤维膜或材料。

这种方法不仅可以制备出裂变材料,还可以在具有生物活性物质的纤维中嵌入抗生素和免疫调节剂等,其他还可以制备具有多孔性、高比表面积和大孔径分布的材料等。

其中,得到的最细纤维的直径可以达到20~200纳米,高度可控制的形态结构,制备出均一分布的纳米材料。

三、静电纺丝纳米材料的制备静电纺丝技术可以使用多种聚合物溶剂的液态和溶胶体系,以及晶体等物质制备纳米材料。

常用的聚合物液体有PMMA、聚乙烯、PVA、聚酯、聚氨酯等,溶胶体系包括金属氧化物如二氧化硅、氧化锌、氧化铝、碳化硅等,纳米晶体有量子点、石墨烯等。

在具体制备过程中,通常需要考虑以下几个方面:1.溶液浓度对静电纺丝成纤维直径的调节。

2.静电纺丝时电场的强度或电压、电极之间的距离以及纺丝设备等操作参数对所得纳米材料基本性能的影响。

3.静电纺丝过程中,逐渐加大的电场对纤维结构和形态的影响。

4.制备过程中,利用其他物质,在聚合物纤维溶液中添加吸湿性、降低静电引发剂效果等营养物质,可以增强所得到的纤维的耐久性。

四、静电纺丝纳米材料的性能研究静电纺丝技术制备的纳米材料具有高比表面积、光、电、磁、热性能等方面的特殊性质,因此其应用领域非常广泛。

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静电纺丝法制备海水提铀用纳米纤维吸附材料及其性能研究
偕胺肟基对铀酰离子具有很强的络合能力及较高的选择性,是良好的铀酰离子吸附官能团,而通过偕胺肟基改性的高分子纤维吸附材料具有较高的吸附选择性、良好的机械性能、适宜自然海域现场吸附作业等优点,是目前海水提铀用吸附材料研究的热点。

降低纤维尺寸能够有效提高材料的比表面积进而提升材料的
吸附性能,因此本论文的研究重点在于制备纳米级纤维吸附材料以使其兼具纤维
材料良好的机械性能及纳米材料较大的比表面积。

本论文通过静电纺丝的方法制备新型海水提铀用偕胺肟基纳米纤维吸附材
料,并进一步构建了含二元配位体系的纳米纤维吸附材料。

主要研究了静电纺丝得到的纳米纤维吸附材料的机械性能,吸附性能及二元配位体系的铀酰离子协同吸附效应。

具体研究内容包括以下三个方面:利用静电纺丝-混溶法将聚丙烯腈(Polyacrylonitrile, PAN)的偕肟胺化产物——偕胺肟化聚丙烯腈(Polyamidoxime, PAO)与低分子量的交联剂——聚乙二醇二丙烯酸酯(Polyethylene glycol diacrylate, PGDA)的混合溶液纺丝成纳米尺度的纤维毡,再经辐射交联处理,得到具有一定力学强度的偕胺肟基纳米纤维吸附材料。

BET测试结果显示,该材料的比表面积远大于偕胺肟基改性的聚乙烯无纺布。

铀酰离子的吸附结果也表明,该材料的吸附性能明显大于偕胺肟基聚乙烯无纺布的吸附性能。

说明通过静电纺丝法制得纳米级纤维,可有效增大材料的比表面积,进而增强材料的吸附性能。

研究证明,低分子量的交联剂的引入能够增强PAO基材的机械性能,但效果有限。

而PAO的相容性较差,难以与其他高分子混溶,利用混溶-静电纺丝法制
备偕胺肟基吸附材料具有较大的局限性。

因此,本论文在此基础上,采用静电纺丝-平行混纺的方法,将力学性能好的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)与PAO通过双针头平行纺丝,得到PVDF纤维与PAO纤维交错混织的复合纳米纤维毡,进一步提高了材料的机
械强度。

孔隙率测试结果显示,该方法所得的复合纤维毡孔隙率均大于50%,且随着PVDF的含量增大,材料的孔隙率明显增大。

相反的,PVDF的含量增大,使得材料的亲水性下降。

吸附测试的结果表明,在保证材料良好亲水性能的条件下,增大材料孔隙率能够有效提高偕胺肟基的利用率,而当材料的疏水性较差时,尽管孔隙率较大,偕胺肟基的吸附效率反而下降。

这说明,增大材料的孔隙率和亲水性是提高功能团利用效率的有效手段。

为进一步提高材料的铀酰离子吸附性能,本论文构建了含二元官能团的纳米纤维吸附材料。

通过辐射接枝-平行混纺的方法制备含有羧基/偕胺肟基,吡咯烷酮基/偕胺肟基的混纺纳米纤维吸附材料。

先用辐射接枝的方法在PVDF粉体上接枝聚丙烯酸(polyacrylic acid,PAAc)和聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP),再通过平行混纺法分别得到PVDF-g-PAAc与PAO及PVDF-g-PVP与PAO的复合纳米纤维毡。

吸附实验结果表明,相对于纯PAO纳米纤维毡,引入羧酸基和吡咯烷酮基后,材料吸附铀酰离子的能力分别增强了 2.1倍和2.4倍。

这说明,引入的第二功能基团(羧酸基和吡咯烷酮基)和偕胺肟基之间存在协同吸附增强效应。

本论文进一步评估了PVDF-g-PAAc/PAO复合纳米纤维毡在模拟海水中的吸
附性能。

在模拟海水吸附平台上,铀含量为 3.3ppb的模拟海水以一定的流速通过装填有该材料的吸附柱。

吸附30天后,材料的吸附容量为 2.86mgU g-1ads.。

该结果表明,这种含二元官能团的复合纳米纤维毡能够吸附极低浓度的铀酰离子,有望用于真实海水中的铀提取。

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