PAN摻雜螺吡喃納米纖維膜的制備及其潤濕性研究

PAN摻雜螺吡喃納米纖維膜的制備及其潤濕性研究PAN摻雜螺吡喃納米纖維膜的制備及其潤濕性研究摘要：本研究旨在制備PAN摻雜螺吡喃納米纖維膜，并研究其潤濕性能。通過靜電紡絲技術(shù)制備了PAN納米纖維膜，然后利用相對濕度對薄膜進(jìn)行熱處理，使其表面發(fā)生改性。通過接觸角測試和表面自由能計算，研究了膜的潤濕性質(zhì)。結(jié)果表明，PAN摻雜螺吡喃納米纖維膜具有優(yōu)異的潤濕性能和表面改性效果。關(guān)鍵詞：PAN；螺吡喃；納米纖維膜；潤濕性1.引言納米纖維膜具有高比表面積、優(yōu)異的機械性能和獨特的孔隙結(jié)構(gòu)，因而在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，如過濾、分離、催化等。其中，PAN（聚丙烯腈）是一種常用的納米纖維膜材料，但其親水性較差。為了提高PAN納米纖維膜的潤濕性能，可以通過摻雜其他化合物來改善其潤濕性能。螺吡喃是一種常用的改性劑，具有優(yōu)良的潤濕性能。因此，本研究旨在探究通過摻雜螺吡喃改善PAN納米纖維膜的潤濕性能。2.實驗方法2.1材料準(zhǔn)備PAN和螺吡喃均購買自化學(xué)試劑商。其他輔助試劑純度均達(dá)到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)。2.2納米纖維膜制備采用靜電紡絲技術(shù)制備PAN納米纖維膜。具體操作方法可參考文獻(xiàn)[1]。2.3表面改性將制備的PAN納米纖維膜置于不同相對濕度的環(huán)境中進(jìn)行熱處理，溫度設(shè)定為XXX℃。熱處理時間為XXX小時。然后將膜樣品取出，進(jìn)行接觸角測試和表面自由能計算。2.4接觸角測試使用接觸角計測量納米纖維膜的接觸角。測試液體使用不同表面張力的環(huán)氧乙烷和去離子水。每個樣品進(jìn)行三次測試并取平均值。3.結(jié)果與討論3.1納米纖維膜形貌觀察經(jīng)靜電紡絲制備的PAN納米纖維膜形貌觀察見圖1?？梢钥闯隼w維間距較小，且呈現(xiàn)出較好的聚集性。（插入圖1：PAN納米纖維膜形貌觀察）3.2熱處理對潤濕性能的影響圖2展示了PAN納米纖維膜在不同相對濕度條件下的接觸角測試結(jié)果?？梢钥闯?，隨著相對濕度的增加，接觸角逐漸減小。這表明，納米纖維膜表面潤濕性隨著相對濕度的增加而提高。（插入圖2：PAN納米纖維膜在不同相對濕度下的接觸角測試結(jié)果）3.3表面自由能計算通過接觸角測試的結(jié)果，計算了PAN納米纖維膜的表面自由能。表面自由能可通過Young-Laplace方程計算得到。結(jié)果表明，經(jīng)過螺吡喃摻雜后，PAN納米纖維膜的表面自由能有所提高。4.結(jié)論本研究通過靜電紡絲技術(shù)制備了PAN納米纖維膜，并通過熱處理和摻雜螺吡喃改善了其潤濕性能。接觸角測試和表面自由能計算結(jié)果表明，PAN摻雜螺吡喃納米纖維膜具有較好的潤濕性能和表面改性效果。這為PAN納米纖維膜的應(yīng)用提供了一定的理論和實驗基礎(chǔ)。致謝：感謝國家自然科學(xué)基金（項目號XXXXXX）對本研究