PAN-PANI-鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜的制備及性能

PAN-PANI-鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜的制備及性能PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜的制備及性能

摘要：本文以聚丙烯腈（PAN）作為基材，聚苯胺（PANI）和鎢酸鉍（Bi2WO6）作為添加劑，采用電紡絲技術(shù)制備了PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）和熱重分析儀（TGA）等對(duì)納米纖維膜的形貌、結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜具有優(yōu)異的形貌和結(jié)構(gòu)，并且具有較高的熱穩(wěn)定性和電導(dǎo)性能，可用于電子器件、傳感器等領(lǐng)域。

1.引言

納米纖維膜作為一種重要的納米材料，具有纖維細(xì)度小、比表面積大、靜電紡絲工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在能源存儲(chǔ)、電子器件、傳感器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用潛力。PAN是一種常用的合成纖維原料，具有良好的拉伸性能和機(jī)械強(qiáng)度。PANI作為一種具有導(dǎo)電性能的高分子材料，可增強(qiáng)納米纖維膜的導(dǎo)電性能。鎢酸鉍是一種穩(wěn)定性較高的無機(jī)材料，在化學(xué)傳感器領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

2.實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)所使用的材料有聚丙烯腈（PAN，相對(duì)分子質(zhì)量為15×104~25×104）、聚苯胺（PANI，相對(duì)分子質(zhì)量為4×104）和鎢酸鉍（Bi2WO6）。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1納米纖維膜的制備

將PAN和PANI按照一定比例溶解在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，制備成PAN/PANI溶液；將Bi2WO6加入到PAN/PANI溶液中，并進(jìn)行充分?jǐn)嚢枰员ＷC材料的均勻分散；使用電紡絲技術(shù)將溶液噴射到金屬導(dǎo)體上，形成納米纖維膜；將納米纖維膜置于真空干燥箱中，以去除殘留的DMF。

2.2.2材料表征

使用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)納米纖維膜的形貌進(jìn)行觀察；使用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）對(duì)納米纖維膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；使用熱重分析儀（TGA）對(duì)納米纖維膜的熱穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。

3.結(jié)果與討論

3.1形貌觀察

通過SEM觀察，可以看到PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜具有均勻的纖維分布，并且纖維細(xì)度較小，表面光滑。這種形貌有利于提高材料的比表面積和導(dǎo)電性能。

3.2結(jié)構(gòu)分析

通過FTIR光譜分析，可以看到PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜中PANI和Bi2WO6與PAN之間發(fā)生了相互作用。PANI的存在使得納米纖維膜的導(dǎo)電性能得到了顯著提高，而Bi2WO6的加入則增強(qiáng)了納米纖維膜的熱穩(wěn)定性。

3.3熱穩(wěn)定性測(cè)試

通過TGA測(cè)試，可以看到PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜具有較高的熱穩(wěn)定性。在200℃至500℃溫度范圍內(nèi)，納米纖維膜的重量減少較少，表明其具有較好的熱穩(wěn)定性。

4.結(jié)論

通過電紡絲技術(shù)，成功制備了PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜。該納米纖維膜具有優(yōu)異的形貌和結(jié)構(gòu)，并且具有較高的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能。因此，該復(fù)合納米纖維膜在電子器件、傳感器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。未來的研究可以進(jìn)一步探究其性能優(yōu)化和應(yīng)用拓展，為納米材料的制備和應(yīng)用提供參考通過對(duì)PAN/PANI/鎢酸鉍復(fù)合納米纖維膜的熱穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，我們觀察到納米纖維膜具有均勻的纖維分布和表面光滑的特點(diǎn)。通過FTIR分析發(fā)現(xiàn)PANI和Bi2WO6與PAN相互作用，提高了納米纖維膜的導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性。TGA測(cè)試結(jié)果表明，在200℃至500℃溫度范圍內(nèi)，納米纖維膜的重量減少較少，顯示出良好的熱穩(wěn)定性。因此，PAN/PAN