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高压静电纺丝技术是目前制备连续长一维纳米材料最简单、最有效的手段而引起研究人员的关注。静电纺丝是目前制备直径在几纳米连续纤维的唯一的方法。此技术可应用于合成高聚物,天然高聚物,聚合物合金,同时在聚合物中可负载发色基团,纳米粒子、活性试剂、以及金属或陶瓷。本世纪初,科学家就开始利用这种手段制备无机、有机、有机/无机复合纳米纤维材料。有机/无机复合纳米纤维由于其优异的性能已被广泛地应用于光电子器件、生物医药、化学(生物)防护、催化敏化、高性能选择过滤、气体传感器等方面。无机纳米粒子(如磁性纳米粒子,量子点等)的超顺磁特性及光致发光特性等都与其尺度效应有关,如何将这些性能优异的无机纳米粒子与适当的有机聚合物复合,制备出性能卓越的一维纳米复合材料是一个非常有意义的富有挑战性课题。将无机功能纳米粒子与高分子进行复合,一方面为纳米粒子提供了稳定的化学环境,使其能较均匀地分散而不再发生团聚,充分发挥其尺寸效应,另一方面使高分子功能化,把无机纳米粒子的功能性与高分子优良的机械加工性能有机地结合在一起,制备出功能化的聚合物/无机复合纳米纤维。为此,本文选择了具有良好光致发光特性的聚对苯乙炔(PPV)、透明性及力学性能良好的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及具有良好生物相容性的聚乙烯醇(PVA)和明胶(GE)为聚合物基质材料,以具有良好生物相容性的超顺磁性的四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子、具有良好荧光特性的硫化锌量子点(ZnS QDs)、碲化镉量子点(CdTe QDs)及二氧化硅(SiO2)纳米微球为无机功能材料,利用高压静电纺丝技术,结合原位法及湿法混合等方法制备了多种聚合物/无机复合纳米功能纤维材料,并对这些复合纤维的特性进行了研究。(1)采用Wessling法合成出PPV电子聚合物,研究PPV前驱体喷丝溶液的配制和浓度对纳米纤维形貌的影响,研究纺丝电压、接收距离等条件和工艺参数对所得纳米纤维直径的分布及成丝质量的影响,优化制备非复合PPV类电子聚合物纳米级电纺纤维的工艺条件。研究PVA、PMMA和GE的最佳纺丝条件,研究喷丝溶液的配制和各种成分比例对喷丝溶液的黏度和表面张力的影响,研究纺丝电压、接收距离和纺丝温度等条件对所得纺丝直径分布和成丝质量的影响。(2)选取合适的方法合成多种无机物纳米粒子。在4wt.%PVA溶液中,采用共沉淀法合成出具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子,PVA同时做为稳定剂和聚合物基质材料;采用水相法合成具有荧光特性的ZnS QDs,采用溶剂热法合成了一系列不同发射波长的CdTe QDs;采用改进的St ber法合成了SiO2纳米微球等不同功能的单分散的无机物纳米粒子。并选取不同性能的聚合物如PVA、GE、PPV和PMMA等聚合物与所合成的无机物纳米粒子复合,采用静电纺丝技术制备出具有PVA/Fe3O4、GE/Fe3O4、PMMA/CdTeQDs、PPV/ZnS QDs和PVA/SiO2等不同功能的复合纳米纤维。(3)利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)等研究复合、非复合一维纳米纤维表面和内部形态。结果表明,所得复合纳米纤维具有光滑连续的表面形貌,无机纳米粒子均匀地分散在纤维内部。利用X-射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、红外光谱仪(FT-IR)、磁学测量系统及热失重分析仪(TGA)等研究无机纳米粒子及复合纳米纤维材料微观结构和性能之间的关系,分析不同复合材料的成分和比例对纳米纤维性能的影响。结果表明,Fe3O4纳米粒子为反尖晶石结构,磁性复合纳米纤维具有较高的饱和磁强度,在室温下具有超顺磁性;ZnS QDs为立方闪锌矿结构,平均粒径在3.8nm。与纯PPV纤维相比,PPV/ZnS QDs复合纳米纤维的荧光发射光谱发生了明显的蓝移;PMMA/CdTe QDs复合纳米纤维表现出相对高的荧光强度,且随CdTe QDs含量的增加,复合纳米纤维的平均直径有减小的趋势。