超高表面特性纳米介孔二氧化硅纤维的静电纺丝制备研究.pdf

中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会 cum on Straits 2008年12月6。AnnualConferenceofChineseSocietyofParticuologySymposiumParticleTechnologyacrossTaiwan 超高表面特性纳米介孔二氧化硅纤维的静电纺丝制备 亢海刚， 朱以华， 杨晓玲， 李春忠 (华东理工大学材料学与工程学院超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海200237) 摘要：纳米级二氧化硅由于其比表面积大、机械性能好等优点而广泛应用于催化载体、高分子复合材料、电子封装 材料等领域．本文将溶胶凝胶法和静电纺丝技术结合起来，得到纳米级连续介孔二氧化硅纤维．详细讨论了电压、温 明，采用静电纺丝法制备的_二氧化硅具有超高的比表面积和孑L体积，具有广阔的应用前景． 关键词：介孔二氧化硅；静电纺丝；表面特性 1前言 上述陈化液，形成具有一定粘度的无色透明的溶胶． 2．2静电纺丝及后处理 由于聚合物纳米纤维具有高的比表面积、良好的机 用5ml一次性针筒抽取上述溶胶3ml；针头接高压 械性能，使其具有广泛的应用前景．近年来，人们已开 电源正极，自制铜网接收装置接电源负极(以上所有设 发了一系列制备聚合物纳米纤维的方法，如模板合成 备都经过烘干处理，以排除水份)．纺丝电压lO．8KV， 纺丝距离20cm，溶胶流量为3ml／h．在高压驱动下溶胶 法、相分离法、自组装方法以及静电纺法(electrospinning) 等．静电纺丝法是目前构建纳米级连续纤维的唯一方 连续喷出并落在接收装置上，溶剂在纺丝过程中挥发得 法，能够应用于合成和天然高分子聚合物、聚合物合金、 到干燥无纺布纤维．纺丝完毕后取下纤维毡，放置于坩 含生色团聚合物、纳米颗粒、生物活性物质以及金属陶 埚中在马弗炉里5504C保温4小时以去除赋形剂及模板 瓷材料等的纳米纤维制备．采用特殊的静电纺丝技术， 剂并形成介孔结构，，升温速率为3*C／min． 可实现纤维结构多样化等特点，包括核一壳结构、核中 2．3纤维的形貌表征 空结构，并可实现单根或纤维聚集体的定向排列．电纺 丝纤维不仅是目前的研究热点，也是工业应用领域的新 发现，在光电器件、传感技术、催化、过滤、生物以及 孔二氧化硅纤维的表面形貌及直径分布；用日本 2550 医用领域都有诱人的潜力l卜引．相较于传统的分子筛系 RIGAKU公司生产的D／MAXVB／PC转靶x射线 列，静电纺丝法制备的分子筛纤维长径比更大，表面积 多晶衍射仪表征二氧化硅的介孔有序度；用TGA 更高，负载量更大，可显著提高载体的催化性能、生物 NETZSCHDSC204热重分析仪确定纤维的焙烧温度； 大分子包封能力，在保持大分子生物活性、药物控制释 用MicromeriticsASAP2010N2等温吸附仪分析纤维的 放等方面具有显著效果． 本论文制备的电纺丝纳米介孔氧化硅纤维可以很 内部结构． 好的克服传统纳米材料在生物相容性和环境耐受性等 3实验结果和讨论 方面的不足，对构筑新型材料并将其应用于工业领域提 供了良好的借鉴． 3．1介孔二氧化硅纤维的电纺参数优化及形貌表征 影响静电纺丝和纤维形貌的因素主要有三个方面： 2 实验