多孔PVDF纳米纤维的制备及其应用研究

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本文选用聚乙二醇(PEG)、三乙酸甘油脂、聚乙烯毗咯烷酮(PVP)作为添加剂,水、乙醇、次氯酸钠(NaClO)作为后处理液,采用静电纺丝法制备多孔聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维。通过改变添加剂分子量、添加剂浓度、非溶剂浓度和后处理方法等因素,研究了其对制备多孔纤维的影响。在此基础上,又在多孔纳米纤维上负载银纳米颗粒,并对其性能进行了研究。首先选用不同分子量的PEG作为添加剂制备多孔纳米纤维,从中选择出PEG6000作为添加剂制备的多孔纳米纤维效果最佳。又进一步考察了PEG6000的含量对于制备多孔纳米纤维的影响,发现随着含量的增加,多孔纳米纤维的比表面积也在增加,PEG6000含量为15wt%时,比表面积可以达到25.743m2·g-1。在PEG6000含量固定的基础上,又选用三乙酸甘油脂作为非溶剂,考察其含量对致孔效果的影响,结果表明当添加三乙酸甘油脂作为非溶剂时,并不能进一步增大纳米纤维的比表面积。同时,在聚合物浓度保持不变基础上,又选用PVP作为第二添加剂,考察了其含量对致孔效果的影响,发现通过添加PVP可以有效地增大纳米纤维比表面积。由于PVP难以从纳米纤维中完全被清洗出来,NaClO被选为化学清洗剂,并考察了后处理方法对制备多孔纳米纤维的影响,发现将纳米纤维在浓度为300ppm的NaClO水溶液中超声清洗1h,可以获得比表面积高达为32.059m2·g-1的多孔纳米纤维。然后在PEG6000含量最大的基础上,分别采用直接制备法和吸附还原法在纳米纤维上负载银纳米颗粒,并对其性能进行了考察。通过SEM、BET、XRD、光催化等方法对其性能进行了表征,结果发现两种方法做出来的银均为完美的银晶体,采用吸附还原法制备出来的纳米纤维,银颗粒负载在纳米纤维的表面,而直接制备法制备出来的纳米纤维,银颗粒基本被包覆在纳米纤维内部,所以前者在比表面积和光催化等方面的性能均比后者优越。
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