貴金屬納米粒子負(fù)載的電紡纖維制備及其性能研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是一種制備納米纖維的有效手段，其制備方法簡(jiǎn)單，原材料廣泛，纖維形貌可控并且可以連續(xù)制備。為了拓展靜電紡絲纖維的應(yīng)用范圍，電紡纖維常與其他功能材料復(fù)合。貴金屬納米粒子是一種具有諸多獨(dú)特理化特性的功能材料，以貴金屬納米粒子復(fù)合的電紡纖維在SERS、催化、傳感等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。如何通過(guò)簡(jiǎn)單有效的方法制備貴金屬納米粒子負(fù)載的電紡復(fù)合纖維是目前存在的主要挑戰(zhàn)。基于該問(wèn)題，我們以電紡聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)為基體材料，

2、利用貴金屬納米粒子與纖維之間的相互作用，通過(guò)簡(jiǎn)單的浸泡和混紡等方法將不同形貌的貴金屬納米粒子與電紡纖維復(fù)合。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)以表面帶正電的金納米粒子為表面增強(qiáng)拉曼光譜(Surface-enhanced Ramanspectroscopy，SERS)基底構(gòu)筑單元，利用金納米粒子與交聯(lián)處理后的聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)電紡纖維之間的靜電作用，通過(guò)浸泡的方法將金納米粒子組裝在電紡纖維的表面。所得的復(fù)合纖維

3、具有優(yōu)異的SERS增強(qiáng)效果和SERS信號(hào)均勻性。通過(guò)基底上不同深度點(diǎn)的SERS性能檢測(cè)，證明了該復(fù)合纖維膜在深度方向上也表現(xiàn)出優(yōu)異的增強(qiáng)效果，說(shuō)明金納米粒子負(fù)載的電紡纖維膜為優(yōu)異的3D SERS基底材料。
　　(2)通過(guò)類似的簡(jiǎn)單浸泡方法將各項(xiàng)異性的金納米棒負(fù)載在電紡PAA/PVA纖維的表面并探索了紡絲時(shí)間、浸泡時(shí)間以及金納米棒溶膠的濃度對(duì)復(fù)合纖維SERS性能的影響。結(jié)果表明，隨著紡絲時(shí)間和金納米棒溶膠濃度的增加，復(fù)合纖維的SER

4、S增強(qiáng)效果逐漸增加;隨著浸泡時(shí)間的增加，復(fù)合纖維的SERS性能先增加后在12h達(dá)到平衡。最終所得的復(fù)合纖維具有良好的SERS增強(qiáng)效果和優(yōu)異的均勻性，并且在放置45天之后仍具有優(yōu)異的增強(qiáng)效果。
　　(3)另一種各項(xiàng)異性納米粒子——鈀納米立方體通過(guò)類似的方法被負(fù)載在電紡PAA/PVA纖維的表面并以4-硝基苯酚催化還原的反應(yīng)檢測(cè)了所得復(fù)合纖維的催化性能。最終結(jié)果表明，鈀納米立方體負(fù)載的PAA/PVA電紡復(fù)合纖維具有優(yōu)異的催化活性和重復(fù)性

5、，能夠快速地催化4-硝基苯酚的還原，并且在6次的重復(fù)催化中4-硝基苯酚的轉(zhuǎn)化率均能達(dá)到97％以上。
　　(4)通過(guò)先混紡后浸泡的方法制備了纖維內(nèi)部和表面都負(fù)載納米粒子的電紡PAA/PVA復(fù)合纖維。金納米粒子通過(guò)混紡的方法分散在電紡纖維PAA/PVA的內(nèi)部，隨后通過(guò)浸泡在不同的貴金屬納米粒子溶膠中，在靜電作用的驅(qū)動(dòng)下將不同形貌的貴金屬納米粒子負(fù)載在纖維的表面，最終得到了纖維內(nèi)部和表面都負(fù)載貴金屬納米粒子的高納米粒子負(fù)載量的復(fù)合纖維。