网络出版时间：2012-11-06 09:12杨　颖等:静电纺丝法制备网络出版地址：/kcms/detail/50.1099.TH.20121106.0912.001.htmlSiO2纳米纤维及其形貌的调控

2

,杨　颖1,孙艳丽2,阚　侃3,尹彦冰1,张　哲1,江　超2,史克英2

静电纺丝法制备SiO2纳米纤维及其形貌的调控

(齐齐哈尔大学化学与化学工程学院,黑龙江齐齐哈尔11.61000;

2273

摘　要:优　一维SiO2纳米纤维以其独特的长径比,异的力学性能以及热学性能,广泛应用于分离、催化以及传感器领域,一直受到科学家的青睐。以高压静电纺丝技术为基础,结合无模板剂的溶胶凝胶法合成了-

)黑龙江大学化学化工与材料学院,黑龙江哈尔滨1黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江大庆12.50080;3.63316

胶法,使SiO2以线型酸盐低聚物的形态存在于溶胶中,通过控制陈化的时间,来调节溶胶凝胶电纺液的-粘度,避免了高分O2材料,,为绿色化本文采用高压静电纺丝法,结合无模板的溶胶凝-

直径均匀,连续无裂痕的SiO2纳米纤维。研究表明,合成的S直径约为0.iO5~3m,2纳米纤维形貌良好,μ

为无定形结构.通过改变陈化时间,调整凝胶的粘稠度,从而控制电纺S得到了SiOiO2的形貌与结构,2碗状结构和不同直径的纳米纤维,证明了利用无模板的溶胶凝胶法静电纺丝的可行性。-关键词:溶胶凝胶法;陈化时间;纳　静电纺丝;-SiO2;

米纤维

中图分类号:　O613.72;O64

()文章编号:1001-9731201223-0001-04

文献标识码:2　实　验

2.1　2.1.1　引　言

,购自天津天力化学试剂有)

质量分数为3=36.46,6%~。实验所使用的水均为超7mL正硅酸乙酯加入到9.7mL乙醇中,透明的溶液。最后将混合溶液在6将混合0℃回流1h,溶液转移6最终得到电纺0℃的烘箱内陈化一段时间,液。

2.1.3　SiO2纳米纤维的制备

将配制好的溶胶凝胶电纺液注入5-mL的注射器于1在接收板上收集得到20cm,2kV电压下进行纺丝,无规则排列的SiOiO2纳米纤维。最后将上述S2纳米2.2　表征方法

采用扫描电镜(测试SEM,HitachiS-4300日本,加速电压为2和透射电镜(0kV)TEM,JEOL-2100日本,测试加速电压为2对焙烧前后S00kV)iO2纳米纤/,Dmax-ⅢB型X射线衍射仪(CuKαλ=0.15406nm)对S研究其晶体结构。iORD检测,2纳米纤维进行X维的结构与形貌进行表征。采用日本理学公司生产的纤维置于马弗炉中,在500℃焙烧1h。

(针头)和阴极(铝箔作为阴极和接收板)之间的距离为内,并固定于静电纺丝装置中如图1所示,固定阳极

,分析纯)购自08.33,。乙醇(EtOH,M=

一维材料以其独特的物理和化学性用于热学、光学、电学、磁学等领域。同料又是研究电子传输行为、]物理性质的尺寸和维度效应的和热点。生长

[]89]

(简称电纺法)和机械拉丝法[等比之下,其中5]6]7

、、法[直接液相合成法[模板法[纺丝法

,。然后逐滴加入2.搅拌2n0min5mLHCl

/,常温继续搅拌2直至完全溶解,形成无色olL)h,

4]

,中,[

电纺法由于操作简单而且直接,控制比较容易,通过调、节原料参数(包括溶剂的性质和聚合物的性质)溶液参数(包括溶液粘度、溶液表面张力和导电性介电常数、等)控制参数(包括电压、正负极间的距离和进料速率、等)环境参数(包括纺丝室内温度、湿度和空气流动速度等)来调控样品的形貌。而电纺法又分为有模板法和无模板法,一般采用高分子作为模板剂,通过调节模板剂的用量,得到不同粘稠度的电纺液,这种方法的最大优点是容易控制产物的结构与形貌,但是使用模板剂有可能给最终的产物带来污染,并且也不符合环保和节能的要求。

);;基金项目:国家自然科学基金资助项目(黑龙江省自然科学基金重点资助项目(黑龙江省教育厅面上21076066ZD201002)

););项目计划资助项目(黑龙江省青年科学基金资助项目(黑龙江省科学院青年创新基金资助11551533QC2010122

);)项目(齐齐哈尔大学青年教师科研启动支持计划资助项目(CX10G012011k-M16

收到初稿日期:收到修改稿日期:通讯作者:史克英2012-06-192012-10-08

,作者简介:杨　颖　(女,黑龙江齐齐哈尔人,博士,从事纳米材料的设计与合成。1982-)