甲基纤维素/聚乙烯醇负载纳米银(AgNPs@PVA/MC)复合膜的制备及其对瓯柑贮藏品质的影响

以甲基纤维素(MC)和聚乙烯醇(PVA)为复合膜基材,纳米银(AgNPs)为抑菌剂,甘油为增塑剂,制备具有抑菌作用的AgNPs@PVA/MC复合膜。通过考察不同质量分数(0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%)AgNPs对复合膜的性能影响并对其外观、机械性能、微观结构及抑菌性等性能进行表征,为开发瓯柑贮藏保鲜材料提供理论支撑。结果表明,随着AgNPs含量增加,复合膜对桔青霉生长的抑制作用越显著(P<0.05)。其中,0.1%AgNPs含量的复合膜综合性能最为优异,其抗拉强度达到12.45 MPa、断裂伸长率为6.47%、水蒸气透过率为21.03×10^(-6)g·mm/(m^(2)·s·Pa)、氧气透过率为2.31×10^(-6)cm^(3)/(cm^(2)·s·Pa),扫描电子显微镜显示其横截面具有规则、紧密及分布均匀的AgNPs颗粒,红外光谱及热重分析表明其具有良好的结合性和热稳定性。0.1%AgNPs@PVA/MC复合膜可有效减小瓯柑贮藏期间失重率,降低可溶性固形物、可滴定酸及VC的消耗速率,延缓瓯柑的成熟并显著抑制致腐菌桔青霉的生长,能较好地保持瓯柑贮藏期品质,为瓯柑产业的可持续发展提供支撑。

PVDF/PU共混纳米纤维膜的制备及其性能

为扩展不同原料纳米纤维膜在空气过滤领域的应用,综合聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氨酯(PU)的特点,采用静电纺丝技术制备PVDF/PU共混纳米纤维膜。探讨PVDF/PU不同配比对纳米纤维膜形貌、化学结构、力学性能和空气过滤性能的影响。试验结果表明:PU的加入可显著增加PVDF/PU共混纳米纤维膜的力学性能,同时提高纤维膜的亲水性;当PVDF/PU配比为8∶2时,共混纳米纤维膜的形貌及空气过滤性能最佳,过滤效率达91.3%,过滤阻力仅51 Pa,达到高效低阻空气过滤材料的性能要求。

PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的制备及高效滤除超细颗粒物性能

通过微波辅助法制备了具有高比表面积的咪唑酸分子筛框架-8(ZIF-8)纳米片(ZIF-8-NS),并将其作为纳米电介质均匀分散到聚乳酸(PLA)溶液中,通过静电纺丝技术制备了ZIF-8-NS功能化PLA(PLA/ZIF-8-NS)纳米纤维膜;研究了PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的微观结构及性能.结果表明,ZIF-8-NS的加入使PLA/ZIF-8-NS纤维明显细化(平均直径253 nm),且纤维表面粗糙度提升;PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜的表面电位达到10.4 kV,介电常数达到2.71,表现出优异的电荷存储能力;PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜对颗粒物的滤除性能优异,在85 L/min的高空气流速下对PM0.3和PM0.3~2.5的过滤效率分别达到95.57%和99.95%,空气阻力为305.3 Pa,且过滤360 min后对PM0.3仍能保持98.50%的高过滤效率;PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜还具有优异的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99.9%.研究结果表明,PLA/ZIF-8-NS纳米纤维膜在实现长效低阻颗粒物滤除方面具有巨大潜力,能够为高尘环境作业人员的呼吸健康防护提供重要保障.

静电纺丝聚甲基丙烯酸甲酯基纳米纤维膜的应用

为深入探索聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基静电纺丝纳米纤维复合材料的应用潜力,文章综述了该材料的制备方法及其在污染物处理、生物医学、能源和光电应用中的研究概况。系统分析了静电纺丝技术在实现纳米级纤维结构中的关键工艺因素,评述了该材料在不同领域的应用效果,阐明了其在光电特性、生物兼容性及可加工性等方面的优势和实际应用潜能,探讨了该材料的未来发展趋势,尤其是在材料功能化改性与多领域集成方面的创新潜力,可为未来相关研究提供理论依据和实践指导。

柔性PAN/TMAB复合纳米纤维膜的压电性能研究

自供电柔性压电纳米发电机因其优异的压电性、良好的柔性和舒适性引起了广泛的关注。通过静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)掺杂三甲基氨硼烷(TMAB)柔性全有机复合纳米纤维膜。系统地研究了纺丝电压和辊筒转速对复合纳米纤维膜压电和铁电性能的影响。结果表明:在纺丝电压为21 kV和辊筒转速为1000 r/min时,PAN/TMAB复合纳米纤维膜的输出性能最佳,输出开路电压和短路电流可达2.60 V和0.59μA。在同样的纺丝条件下,剩余极化强度最大值为0.34μC/cm^(2)。经过6000次敲击循环测试,所制备的PAN/TMAB复合纳米纤维膜输出电压保持稳定。PAN/TMAB复合纳米纤维膜可实时监测手指关节弯曲,行走和跳跃等状态,在可穿戴电子领域有着潜在的应用前景。

超级柔韧性和优异电磁屏蔽性能的PVA-co-PE纳米纤维覆铜膜

本工作通过紫外辐射诱导和化学还原反应相结合成功制备了具有多级结构的聚乙烯醇-聚乙烯(PVA-co-PE)纳米纤维覆铜膜,PVA-co-PE纳米纤维覆铜膜具有超级柔韧性能和电磁屏蔽性能,且具有多次循环压缩后性能不减的稳定性。首先通过紫外辐照引入一定量的活化羟基,然后通过静电配位和铜粒子的化学还原作用,在纳米纤维膜上实现无钯镀铜。采用傅里叶红外光谱仪(AIR-FTIR)、能量色散型X射线荧光分析仪(EDX-7000)、扫描电子显微镜(SEM)等对样品进行结构性能分析。结果表明,成功实现PVA-co-PE纳米纤维覆铜膜的制备,SEM图表明,铜颗粒均匀分布于纳米纤维膜表面,并且薄膜由亲水转变为不易浸润。通过四探针仪器和矢量网络分析仪表征了薄膜材料的导电性和电磁屏蔽性能。结果表明,覆铜膜达到导体水平,吸波值达到47.3 dB。经过多次循环压缩后覆铜膜材料电磁屏蔽性能几乎不减,说明制得的纳米纤维覆铜膜具有优异的柔韧性和吸波稳定性,其在柔性智能可穿戴元器件领域具有广阔的应用空间。

银-铜双金属纳米粒子/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为制备高效抗菌的生物可降解聚乳酸(PLA)静电纺丝纤维膜,首先利用L-抗坏血酸对银和铜的硝酸盐溶液进行化学还原,得到银-铜双金属纳米粒子(Ag-Cu NPs)。然后将Ag-Cu NPs与PLA纺丝液共混,通过静电纺丝技术制备了不同组成的Ag-Cu NPs/PLA复合纳米纤维膜,并对其形貌、结构、亲水性和抗菌性能等进行测试。结果表明:合成的Ag-Cu NPs的粒径约为32 nm,复合纳米纤维膜中Ag-Cu NPs被PLA基体包覆,且沿着纤维径向排列,纤维表面存在大量微小的孔洞;加入Ag-Cu NPs后,Ag-Cu NPs/PLA的水接触角略微降低,亲水性增加,且Ag-Cu NPs和PLA之间仅发生物理作用,未产生明显的化学作用;相比于纯PLA纳米纤维膜,Ag-Cu NPs/PLA的抗菌率明显提高,当纺丝液中Ag-Cu NPs相对于PLA质量为7%时,复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%。

导电粒子掺杂纳米纤维复合膜的电磁特性及吸波预测

选用氧化锌、石墨烯和铜粉等导电粒子作为电磁介质,采用“静电纺丝+喷雾法”制备导电粒子掺杂聚乳酸纳米纤维复合膜,对复合膜的结构和电磁特性进行表征,并研究导电粒子种类及其含量、膜材厚度对复合膜电磁参数的影响,进而预测膜的吸波性能。结果表明,导电粒子掺杂复合膜的电磁参数特征与导电粒子含量有关,导电粒子质量分数增加,膜材的介电常数实部和虚部明显表现出增大的趋势,石墨烯掺杂复合膜具有较大的介电参数,介电损耗远大于磁损耗,石墨烯质量分数为25%的复合膜在膜材厚度为10.0 mm时的反射损耗为-27.51 dB。掺杂膜材厚度增加,同质量分数下反射损耗的峰值逐渐从高频向低频移动,复合膜倾向于选择吸收波长更长、频率更低的电磁波;导电粒子含量增加,最小反射损耗值逐渐减小,较多的导电粒子能够形成较完整的导电网络,极化能力和介电损耗增强,电磁损耗增加。反射损耗值和吸收带宽与导电粒子含量和膜材厚度有关,可通过调节导电粒子含量和膜材的厚度来调控膜材料的电磁吸收性能。

耐水性CA PVA纳米纤维膜的制备与性能

为制备可降解、高比表面积、吸附效率高的吸附膜材料,采用静电纺丝技术制备一种醋酸纤维素(CA)聚乙烯醇(PVA)复合纳米纤维膜。用可降解的CA为原料制备CA纳米纤维膜;为提高CA纳米纤维膜的力学性能,与PVA共混纺丝,制备了CA PVA复合纳米纤维膜;为改善膜的耐水性能,采用戊二醛(GA)蒸汽交联法对CA PVA纳米纤维膜进行交联改性处理,而后对CA PVA纳米纤维膜的表观形貌、耐水性能,力学性能以及吸附性能进行了评价分析。研究发现:CA与PVA共混后仍具有良好的可纺性;CA PVA纳米纤维膜的表面经GA交联后逐渐致密化;改性后的CA PVA纳米纤维膜在水中24 h后质量损失率由改性前的70.76%下降到7.28%;耐水性能随温度和pH值的增加而降低,在25~35℃、pH值为5的条件下,膜的质量损失率最低,为5%左右;断裂强度由0.76 MPa提高到1.51 MPa,断裂伸长率由6.31%提高到8.03%;对Cu 2+的吸附在2 h后达到平衡,最大吸附量达到89.52 mg g,说明改性后的CA PVA纳米纤维膜具有良好的耐水性能及力学性能,对重金属离子的吸附具有良好效果,为重金属废水的处理提供了一种有效方法。

空气过滤用聚氨酯纳米纤维膜的制备及其性能

为拓展静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,以聚氨酯(PU)为原料,加入不同种类的盐,采用静电纺丝法制备树枝状PU纳米纤维膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角测试仪、红外光谱仪、自动滤料测试仪测试纳米纤维膜的微观结构、亲疏水性、化学结构和过滤性能。结果表明:在PU质量分数14%条件下,添加有机盐TBAC,纺丝电压35 kV时,制备的纳米纤维膜的树枝状分叉结构明显;TBAC的加入使纤维膜的接触角由99.1°减小到82.8°;分叉结构使纳米纤维膜的过滤性能显著提高,与纯PU纳米纤维膜相比,过滤效率从50.8%提高到93.6%,品质因子从0.009提高到0.073,可满足高效低阻空气过滤材料的需求。

用于压电传感器的层加层结构纳米纤维膜

通过聚丙烯腈(PAN)与改性木质素(CEHL-PTMG)接枝物进行共混,使用多层静电纺丝技术得到PAN|PAN/CEHL-PTMG|PAN层加层结构的纳米纤维膜,并制备一系列的薄膜。对制备的层加层结构纳米纤维膜进行表面形貌、构象、热性能、力学性能以及压电性能测试。实验结果表明:层加层结构使得薄膜的压电性能得到了大幅提高,PAN(11%,1 mL)|PAN/CEHL-PTMG(11%/2%,2 mL)|PAN(11%,1 mL)层加层结构纳米纤维膜的压电性能最为优异,输出电压和电流分别可达2.57 V、1468.0 nA;层加层结构薄膜的拉伸强度提高到了7.16 MPa,相较复合纳米纤维膜拉伸强度提高了7.51%,比纯PAN薄膜拉伸强度提高了52.67%;结构化后的薄膜的稳定性大幅提高,经过上千次的撞击仍能输出较好的电压;同时将其附于手指及手肘上,能更加明确地指示两者的运动,且在数值上出现较大的差距。

抗菌、抗氧化和厚朴酚复合纳米纤维膜的制备及性能研究

目的满足新型天然食品活性包装材料的需求。方法天然植物苯酚和厚朴酚(HK)为活性成分,采用共混静电纺丝工艺制备PLGA-HK复合纳米纤维膜,避免食品氧化及受到微生物的侵袭。结果通过FT-IR、扫描电镜、TG、水接触角等表征手段,证明PLGA-HK复合纳米纤维膜具有均匀的纤维形貌,以及良好的热稳定性和表面疏水性。此外,PLGA-HK复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均大于等于99%,抗氧化活性值达到(61.33±7.71)%,且活性成分在作用过程中不会溶出,其安全性较高。结论在食品保鲜应用中,PLGA-HK复合纳米纤维膜可有效保持食品品质,延长食品保质期,具有作为食品保鲜应用活性包装材料的潜力。

PAN/MgO/Ag复合纳米纤维过滤膜的制备及性能分析

为提高聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的性能,在PAN溶液中掺杂了MgO和Ag纳米颗粒(MgONPs和AgNPs),通过静电纺丝方法制备了不同质量分数的PAN/MgO/Ag复合纳米纤维过滤膜,采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、紫外线透反射分析仪、过滤性能测试仪测试复合纤维过滤膜的微观形态、结晶结构、透气性、透湿性及过滤性能等。结果表明:纯PAN纳米纤维的直径为222.9 nm,PAN/MgO/Ag复合纳米纤维的直径为151.5 nm~258.6 nm。相对于纯PAN纤维膜,PAN/MgO/Ag复合纤维膜具有优良的过滤性能和紫外线防护性能,其紫外线防护系数为38.73~55.37,过滤效率为95.36%~97.59%,阻力压降为46.06 Pa~58.31 Pa。当MgONPs和AgNPs的质量分数都是0.75%时,PAN/MgO/Ag复合纤维膜的品质因子最高,为0.071 4 Pa^(-1),过滤性能最好,属于高效低阻且具有防紫外线功能的过滤膜材料。

麦秆基纳米纤维素过滤膜的制备及对微纳米颗粒的过滤性能

以麦秆为原料,采用对甲基苯磺酸(p-TsOH)结合酶辅助超声处理制备木质纤维素纳米纤丝(LCNFs),通过真空抽滤制备LCNFs过滤膜(LCNF-FM)。研究LCNF-FM的微观形貌、纯水通量、润湿性及对微纳米粒子的过滤性能。结果表明,LCNF-FM由相互交联的纳米纤维网络组成,平均孔径为30.2nm。该过滤膜对细菌及纳米TiO_(2)颗粒均具有良好的截留作用。初步应用于红葡萄酒过滤除菌,其对红葡萄酒中有效成分的保留率均在84%以上,对葡萄酒品质影响不大。该LCNFs及其过滤膜的制备方法绿色环保,在农业废弃物的资源化利用及水处理、食品饮料的净化等方面具有广泛的应用前景。

ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜的制备及压电特性

采用静电纺丝技术,通过两步低温水热法制备了ZnO@聚丙烯腈(PAN)柔性复合纳米纤维膜。研究了静电纺丝电压和滚筒转速对ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜压电和铁电性能的影响。研究结果表明,当静电纺丝电压为20 kV、滚筒速度为1000 r/min时,ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜的输出性能达到最佳,输出开路电压可达到5.5 V,短路电流可达到0.61μA,剩余极化强度可达到0.43μC/cm^(2)。在外部负载电阻为13 MΩ时,柔性复合纳米纤维膜达到最大输出功率0.63μW。经过5000次循环敲击测试,所制备的ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜输出性能保持稳定。通过ZnO@PAN柔性复合纳米纤维膜可实时监测握力器微握、半握、全握三种不同的状态,在自供电柔性压力传感器领域有着广阔的应用前景。

超薄透明芳纶纳米纤维气凝胶膜的制备及隔热性能

为实现废弃芳纶高品质资源化利用,结合浸没沉淀相转化和冷冻干燥法,利用废弃芳纶成功制备了柔性、透明且隔热的芳纶纳米纤维(ANFs)超薄气凝胶膜。优化了ANFs气凝胶膜成型工艺,并借助FESEM、BET、FTIR、UV-Vis、TG及FLIR对所制ANFs薄膜的微观形貌、化学结构、透光性及热学性能进行分析。结果表明:ANFs被成功剥离,平均直径为18.32 nm;所制ANFs气凝胶膜成型良好,具有三维网络结构,其比表面积和孔隙率分别达52.73 m^(2)/g和92.43%;ANFs气凝胶膜具有超高的透明性和防紫外性(紫外透过率接近0%),在500~780 nm范围内透过率均大于70%,最高达90.70%;此外,所制ANFs气凝胶膜热稳定性良好,具有优异的隔热性能和柔性,四层薄膜隔热温差达28℃。该超薄透明ANFs气凝胶膜制备工艺简单且成本低,具有透光、防紫外及隔热特性,在防护膜领域具有广阔的应用前景。

纳米微晶纤维素复合膜的制备及性能分析

以具有可持续性和环保特点的棉纤维为原料制备纳米微晶纤维素(NCC),再通过硫酸水解法简单高效地制得NCC悬浮液,将该悬浮液与壳聚糖混合,制备出NCC复合膜.利用万能试验机测试NCC复合膜的力学拉伸性能,同时用拟杯子法测试NCC复合膜的透湿性、用覆盖油脂的过氧化值测试NCC复合膜的阻氧性、用分光光度计测试NCC复合膜的透光性、用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌测试NCC复合膜的抗菌性,最后用细胞培养试验评估复合膜对人体细胞的毒性.结果表明,NCC用量在45%质量分数时,制备的NCC复合膜拉伸强度最大、力学性能最高、断裂界面更粗糙;NCC复合膜水蒸气透过率保持在2.8×10^(-11) g·(m·s·Pa)^(-1)以上;NCC复合膜氧气阻隔性的过氧化值在2.0以上;经过与NCC复合膜32 min的接触,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌接近完全被杀灭;24 h人体细胞存活率在70%以上.综上,所制备的NCC复合膜性能优良,值得开发.

聚己内酯负载萘酐衍生物纳米纤维膜的制备及性能研究

本文通过静电纺丝法成功制备了掺杂2-氨基-6-肼基-1h-苯并[de]异喹啉-1,3-(2H)-二酮(AHB)分子的聚己内酯(PCL)纳米纤维膜(AHB-PCL),通过改变纺丝液浓度、纺丝工艺参数,确定最优纺丝工艺并对纤维微观形貌和荧光特性进行了测试。实验结果表明,该复合荧光纳米纤维膜具有良好的荧光性能,其平均直径为110.0 nm。纤维膜与甲醛接触后,在254 nm紫外光激发下,纤维上负载的AHB分子与甲醛分子结合,使得AHB分子的化学结构发生变化,从而抑制光诱导电子转移效应,使得纤维发出明亮的黄绿色荧光,且发光强度随甲醛浓度的增大而增大,随暴露时间的延长而加强。该复合纳米纤维膜最佳反应时间为20 min,当甲醛浓度为0.03-9.0 mmol/m~3范围内呈现良好的线性相关。本研究为工作场所中宽浓度范围甲醛的可视化检测提供一种便捷的方法,同时拓展了荧光薄膜的学科内涵。

基于金属纳米粒子的活性包装复合膜在生鲜食品保鲜领域的研究进展

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米粒子与聚合物复合制得的复合膜能够抑制细菌的生长和代谢,减缓食品氧化过程,减少贮藏微环境中的有害成分,提高食品的安全性并延长保质期。金属纳米粒子/聚合物复合膜现已成为食品保鲜领域的研究热点。基于此,本文首先归纳总结了金属纳米粒子/聚合物复合膜的制备方法及特点;随后,从抗菌、抗氧化、清除乙烯、高阻隔性等方面综合分析了复合膜的保鲜机制,探讨了复合膜的传感功能及其生物安全性;最后,阐述了复合膜应用当前面临的挑战,并展望了未来发展的机遇,以期推动复合膜在生鲜食品包装领域的研究和应用。

多孔通道结构纳米纤维膜的制备及油水分离性能

通过静电纺丝制备以聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)为壳,PVP/纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal,CNC)为核的Janus结构纳米纤维膜,并利用绿色的水刻蚀法获得用于油水分离的多孔通道结构纳米纤维膜。结果表明,多孔通道结构增加了纳米纤维内部的储水空间,提供了额外的水分渗透路径,赋予了纳米纤维膜优异的亲水性和水下超疏油性。纳米纤维膜的孔隙率从54%提升至83%,水下油接触角从134°提升至164°,水通量从731 L/(m^(2)·h)提升至3344 L/(m^(2)·h)。纳米纤维膜对水包正己烷乳液的渗透通量高达1985 L/(m^(2)·h),滤液中的TOC含量低于50 mg/L,表明其油水分离效果较好。这种多孔通道结构纳米纤维膜的设计理念为开发油水分离膜提供了一种绿色的制造思路。