貴金屬納米粒子負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。如何通過簡單有效的方法制備貴金屬納米粒子負載的電紡復(fù)合纖維是目前存在的主要挑戰(zhàn)?；谠搯栴}，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，通過簡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。主要研究內(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增強效果和SERS信號均勻性。通過基底上不同深度點的SERS性能檢測，證明了該復(fù)合纖維膜在深度方向上也表現(xiàn)出優(yōu)異的增強效果，說明金納米粒子負載的電紡纖維膜為優(yōu)異的3D SERS基底材料。
　　(2)通過類似的簡單浸泡方法將各項異性的金納米棒負載在電紡PAA/PVA纖維的表面并探索了紡絲時間、浸泡時間以及金納米棒溶膠的濃度對復(fù)合纖維SERS性能的影響。結(jié)果表明，隨著紡絲時間和金納米棒溶膠濃度的增加，復(fù)合纖維的SER

4、S增強效果逐漸增加;隨著浸泡時間的增加，復(fù)合纖維的SERS性能先增加后在12h達到平衡。最終所得的復(fù)合纖維具有良好的SERS增強效果和優(yōu)異的均勻性，并且在放置45天之后仍具有優(yōu)異的增強效果。
　　(3)另一種各項異性納米粒子——鈀納米立方體通過類似的方法被負載在電紡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)化率均能達到97％以上。
　　(4)通過先混紡后浸泡的方法制備了纖維內(nèi)部和表面都負載納米粒子的電紡PAA/PVA復(fù)合纖維。金納米粒子通過混紡的方法分散在電紡纖維PAA/PVA的內(nèi)部，隨后通過浸泡在不同的貴金屬納米粒子溶膠中，在靜電作用的驅(qū)動下將不同形貌的貴金屬納米粒子負載在纖維的表面，最終得到了纖維內(nèi)部和表面都負載貴金屬納米粒子的高納米粒子負載量的復(fù)合纖維。