靜電紡PMDA-ODA制備聚酰亞胺(PI)纖維及表面功能化的研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)不同于傳統(tǒng)的紡絲技術(shù)(濕法紡絲、干法紡絲、熔融紡絲、凝膠紡絲)，是一種有效生產(chǎn)直徑在微納米至納米纖維的方法?？晒╈o電紡絲的材料廣泛，包括聚合物、復(fù)合材料、無(wú)機(jī)陶瓷等。靜電紡絲是目前快速制備連續(xù)纖維的最有效的方法。靜電紡納米纖維具有極高的比表面積。靜電紡絲納米纖維膜具有優(yōu)異的連通的多孔結(jié)構(gòu)，即高孔隙率。靜電紡納米纖維通?？梢杂米髫?fù)載的基底，在纖維上生長(zhǎng)次級(jí)結(jié)構(gòu)，甚至是多級(jí)結(jié)構(gòu)。本論文主要研究靜電紡纖維復(fù)合氧化鋅（ZnO）納米棒

2、、納米銀（Ag）顆粒和ZIF-8納米顆粒，最終得到復(fù)合納米纖維。復(fù)合靜電紡納米纖維在光催化有機(jī)染料—亞甲基藍(lán)（MB）溶液和氣體選擇性吸附與分離方面有著重要的應(yīng)用。
　　本文分別采用實(shí)驗(yàn)室合成的聚酰胺酸（PAA）和聚酰胺酸/硝酸銀（AgNO3）混和溶液進(jìn)行靜電紡絲。靜電紡納米纖維都需要經(jīng)過(guò)48 h以上的靜置處理。經(jīng)過(guò)靜置處理的納米纖維要通過(guò)300℃高溫酰亞胺化PAA纖維，得到PI和PI/Ag纖維。用掃描電子顯微鏡表征纖維的形貌尺寸；

3、用傅立葉紅外光譜表征兩種纖維的酰胺化程度；用X射線衍射表征PI/Ag納米纖維的銀納米顆粒結(jié)構(gòu)。
　　本文分別在PI和PI/Ag納米纖維上采用種子層-水熱生長(zhǎng)方法生長(zhǎng)ZnO納米棒。最終得到PI-ZnO和PI/Ag-ZnO復(fù)合纖維，復(fù)合纖維的形貌類似鞭炮的結(jié)構(gòu)。將PI/Ag-ZnO放入硝酸銀溶液中，紫外光還原得到PI/Ag-ZnO@Ag。用紫外吸收光譜分析PI-ZnO和PI/Ag-ZnO@Ag樣品紫外光(365 nm)光催化降解亞甲基

4、藍(lán)溶液，120 min后，PI-ZnO和PI/Ag-ZnO@Ag降解率分別為87.6％和98.4%，說(shuō)明納米銀顆粒PI/Ag-ZnO@Ag提高的光催化能力。
　　本文還在PI-ZnO復(fù)合纖維上原位生長(zhǎng)ZIF-8納米顆粒，得到微觀結(jié)構(gòu)極似莠草PI-ZnO@ZIF-8復(fù)合納米纖維。ZIF-8納米顆粒附著在ZnO納米棒表面或者沉積在ZnO納米棒群的空隙中。由氣體解析附實(shí)驗(yàn)得到，PI-ZnO@ZIF-8復(fù)合納米纖維中的ZIF-8的比表面積

5、和孔容分別為967 cm2/g和0.49 cm3/g。在對(duì)復(fù)合纖維進(jìn)行CH4、CO2和N2氣體吸附實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，氣體吸附值分別4.87、36.36和1.31 cm3/g，可以實(shí)現(xiàn)在CO2/N2中分離出CO2，也可以實(shí)現(xiàn)在CO2/CH4中分離出CO2。又在對(duì)PI-ZnO@ZIF-8復(fù)合納米纖維研究其光催化亞甲基藍(lán)溶液中發(fā)現(xiàn)，PI-ZnO@ZIF-8復(fù)合納米纖維的光催化效果要大于 PI-ZnO復(fù)合纖維，原因在于ZnO和ZIF-8之間協(xié)同作用。