靜電紡絲制備內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜的方法

靜電紡絲制備內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜的方法摘要內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜是一種具有廣泛應(yīng)用前景的材料。本文介紹了一種利用靜電紡絲技術(shù)制備內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜的方法。通過(guò)控制靜電紡絲的條件和紡絲溶液的組成，可以得到具有均勻分布的內(nèi)嵌空心二氧化鈦球的復(fù)合納米纖維膜。該方法具有簡(jiǎn)單、高效的特點(diǎn)，同時(shí)，納米纖維膜具有優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能。因此，本文提出的方法有望在材料科學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。介紹內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜是一種由納米二氧化鈦球和納米纖維構(gòu)成的復(fù)合材料。由于空心二氧化鈦球和納米纖維均具有優(yōu)異的特性，例如空心二氧化鈦球具有低密度、高比表面積和優(yōu)異的光學(xué)性能，納米纖維的高比表面積和優(yōu)異的力學(xué)性能，因此復(fù)合材料具有廣泛的應(yīng)用前景，例如在光電器件、催化劑、生物醫(yī)學(xué)和能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域。靜電紡絲技術(shù)是一種制備納米纖維的常用技術(shù)。靜電紡絲技術(shù)是通過(guò)高壓電場(chǎng)將聚合物或者無(wú)機(jī)物質(zhì)溶液噴射到基底上，在噴射過(guò)程中，溶液中的化合物會(huì)形成納米纖維。靜電紡絲技術(shù)具有可控性好、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣等特點(diǎn)。因此，本文選擇靜電紡絲技術(shù)制備內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜。實(shí)驗(yàn)方法材料制備聚丙烯腈纖維(PAN)：聚丙烯腈纖維為紡織工業(yè)中常用的一種纖維，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高彈性大，是制備復(fù)合納米纖維膜的常用基底材料。二氧化鈦(TiO2)粉體：TiO2是一種廣泛應(yīng)用于催化劑和吸收劑領(lǐng)域的材料，同時(shí)，其空心結(jié)構(gòu)具有良好的光學(xué)性能。制備紡絲溶液制備PAN溶液：將1.5克PAN加入15mL的甲醇中，攪拌50min，使其完全溶解。制備TiO2溶液：將0.1克TiO2粉末加入5mL的乙二醇中，攪拌30min后完全分散。制備PAN-TiO2溶液：將PAN溶液和TiO2溶液緩慢混合，在攪拌10min后呈白色穩(wěn)定的溶液。定量地將PAN-TiO2溶液放入注射器中作為紡絲溶液。靜電紡絲制備納米纖維膜在平滑堅(jiān)硬表面上鋪上一層鋁箔作為接地電極。將紡絲器的注射器插入靜電場(chǎng)發(fā)生器中，紡絲器的噴嘴到達(dá)足夠距離后停止移動(dòng)，并確定紡絲距離和電場(chǎng)電壓，使其穩(wěn)定。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)形成一定的電場(chǎng)。將紡絲器里的PAN-TiO2溶液通過(guò)液壓系統(tǒng)從紡絲器的噴嘴中緩慢注入，使其懸掛在噴嘴頂部。開(kāi)始紡絲。在滴出的納米纖維膜在鋁箔上平鋪。通過(guò)控制靜電場(chǎng)的電壓和距離，保持納米纖維膜的均勻性和數(shù)據(jù)可重復(fù)性。將納米纖維膜置于空氣流中使其自然干燥。后續(xù)處理沉積治療納米纖維膜在靜電紡絲的過(guò)程中不能完全使二氧化碳鈦納米晶體封裝在纖維中。因此，通過(guò)將納米纖維膜暴露在蒸餾水中并用紫外線輻射進(jìn)行銳化過(guò)程，可以促進(jìn)空心二氧化鈦球粘附在纖維上。高溫?zé)崽幚韺⒓{米纖維膜在溫度為500°C的爐子中進(jìn)行硬化熱處理。該過(guò)程會(huì)改善纖維和二氧化鈦之間的相容性并提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。結(jié)論本文利用靜電紡絲技術(shù)制備了內(nèi)嵌空心二氧化鈦球復(fù)合納米纖維膜。通過(guò)控制靜電紡絲的條件和紡絲溶液的組成，得到具有均勻分布的