纳米PAN纤维基磁控溅射Ag膜工艺的优化及其抑菌性研究

纳米纤维材料在增强、过滤、吸附、包装等领域有着广泛的应用前景,为制备一种高性能的纳米纤维复合材料,本研究采用正交试验法对纳米PAN纤维基上磁控溅射Ag膜工艺参数进行优化选择,建立最优化的实验方案,考察影响复合纳米纤维材料抑菌性的主要影响因素,结果表明溅射功率和压强对复合材料抑菌性影响最大。

静电纺PVDF/PAN共混纳米纤维膜对含油污水的过滤性能

制备不同共混比的静电纺聚偏氟乙烯/聚丙烯腈(PVDF/PAN)纳米纤维膜.应用扫描电子显微镜分析膜的表面形态,并测试共混纤维膜的亲水性、孔径及对自制乳化油污水的过滤效率.试验结果表明:随着PAN共混比例的增加,共混膜的纤维直径减小;共混膜的水接触角随PAN共混比例的增加呈明显下降趋势,下降幅度为30°,亲水性改善效果明显;共混膜的平均孔径为0.784~2.070μm;测得共混膜的纯水通量为4 019~5 340L/(m^2·h),约是PVDF商品超滤膜的30倍;共混膜对乳化油的截留率最高达到95.31%,稍小于PVDF商品超滤膜的97%.

不同直径改性PAN纳米纤维膜与Fe^(3+)的配位反应及其配合物对有机染料降解的催化性能

使用静电纺丝技术和偕胺肟反应制备了三种不同直径的改性聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,然后将它们作为配体分别与Fe3+进行配位反应制备改性PAN纳米纤维膜铁配合物,重点研究了三种改性PAN纳米纤维膜与Fe3+配位反应的动力学特性及其温度和Fe3+初始浓度的影响.最后将其作为非均相Fenton反应催化剂应用于染料降解反应中,考察了改性PAN纳米纤维膜直径对其催化活性的影响.结果表明,在所涉及的温度和浓度范围内,改性PAN纳米纤维膜与Fe3+之间配位反应不仅符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,而且可理想地使用Lagergren准二级动力学方程进行描述,反应速率常数随着Fe3+初始浓度的增加而逐渐降低.在相同反应条件下,较小直径的纤维膜更容易与Fe3+发生配位反应,且反应速率常数和Fe3+配合量均随着纤维直径的降低而增大.不同直径改性PAN纳米纤维膜铁配合物在暗态条件下对染料的氧化降解反应表现出很好的催化活性,且在辐射光下其催化活性得到加强.改性PAN纳米纤维膜铁配合物的催化作用受到纤维直径的显著影响,由中等直径纳米纤维构成的配合物表现出最高的催化活性.

静电纺PAN纳米纤维膜强力对含油污水过滤性能的影响

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维膜形貌与纤维直径,并分析了纳米纤维膜厚度、加入不同质量分数NaCl、接收滚筒转速、热轧和平板硫化热黏合对纳米纤维膜强力、伸长率和含油污水过滤性能的影响.结果表明:随着纺丝厚度的增加,纳米纤维膜强度呈线性增加趋势,伸长率呈先增加后减小趋势;加入NaCl对纳米纤维膜强力的影响不显著;接收滚筒转速越高,沿纤维排列方向的纳米纤维膜强力呈增加趋势,垂直纤维排列方向的则呈减少趋势,两个方向的纳米纤维膜伸长率均呈下降趋势;热轧和平板硫化热黏合是提高纳米纤维膜强力最有效的方式,热轧与平板硫化热黏合方式制备的复合纤维膜的断裂强力为50~60N,断裂伸长率为50%~75%,强力约是纳米纤维膜的60倍,强度是纯纳米纤维膜的10~20倍.此外,平板硫化热黏合的复合纤维膜乳化油截留率高达98.56%,高于聚偏氯乙烯(PVDF)商品超滤膜(97.00%),且纯水通量为4 004L/(m^2·h),因此,平板硫化热黏合复合纤维膜在水处理方面具有巨大的应用潜力.

PAN纳米纤维膜的制备及重金属离子吸附性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为基材制备静电纺丝纳米纤维膜,利用二乙烯三胺(DETA)对其进行化学改性,研究了胺化改性PAN膜(APAN)对镉离子的吸附性能。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对膜的形态进行了表征,探讨了pH值、吸附时间等因素对镉离子(Cd(II))吸附性能的影响。结果表明,APAN膜对Cd(II)的最大吸附量为51.8 mg·g^(-1)。此外,经过5个吸附/解吸附循环后,APAN膜对Cd(II)的吸附量仍能达到首次吸附量的50%以上。

负载不同形貌Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜光催化性能研究

为探究不同形貌Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜对降解染料污染水中的有机染料的效率,以亚甲基蓝(MB)为模型污染物,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)等表征方法,评价了不同形貌Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜在可见光下对MB光催化脱色性能的影响。结果表明:在室温、pH值5.6、初始染料用量30 mL(15 mg/L)、催化剂量0.05 g时,500 W氙灯照射120 min后,十二面体Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜对MB的脱色率最高,可达94.75%;复合膜重复使用5次后,可见光照射120 min降解率仍保持在85%,表明复合纳米纤维膜具有可重复性。研究结果表明:形貌不同的Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜的光催化效果不同;该纳米纤维膜的可重复性高,可高效率降解有机污染物。

负载纳米银颗粒的纳米纤维膜的制备与表征

采用一步还原法和螯合法制备Ag/PAN纳米纤维膜。采用SEM,UV,XRD,FT-IR傅里叶变换红外光谱仪对该纤维形貌,银粒子晶型、尺寸、官能团进行表征。得知两种方法都可制备出嵌有(或附着)纳米银颗粒的PAN纳米纤维膜,银粒子的粒径可以达10nm,且经过比较,Ag/PAN膜经过还原处理后,表面Ag粒子的含量更高,分布更均匀。

聚丙烯腈及其复合纳米纤维膜制备与性能研究

首先探讨了静电纺丝聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的最佳纺丝工艺条件,随后利用多巴胺(DA)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性(PDA-MWCNTs)。并以最佳静电纺丝条件下制备的PAN纳米纤维膜为基体,通过超声吸附-浸渍的方法制备出PDA-MWCNTs@PAN纳米纤维复合材料。考察了纺丝电压和纺丝距离对PAN纳米纤维膜形貌的影响,着重探讨了PDA-MWCNTs@PAN纳米纤维复合材料的形貌、热稳定性及吸附性能。研究结果表明,纺丝距离和纺丝电压分别为15cm和18kV为最佳工艺条件;在MWCNTs表面包覆一层PDA(PDA-MWCNTs),并且PDA-MWCNTs能够较好地吸附于PAN纳米纤维膜表面;PDA-MWCNTs@PAN复合纳米纤维膜的质量损失速率较纯PAN膜变慢;PDA-MWCNTs@PAN复合纳米纤维膜的吸附性能随着MWCNTs含量的增加而增大。

聚乳酸/聚丙烯腈纳米复合纤维膜的制备和性能研究

聚丙烯腈(PAN)纤维具有耐候性、耐日晒性和耐化学试剂等优点,但降解困难,因此本文引入生物可降解高分子材料聚乳酸(PLA),通过共轭静电纺丝技术以PAN为主体制备PLA/PAN纳米复合纤维膜,以提高PAN纤维的降解性。通过L9(34)正交实验探讨PLA溶液浓度、纺丝电压、纺丝速率以及针头内径等因素对纤维形貌和直径的影响。发现PLA纺丝浓度为10%,纺丝速率为0.06 mm/min,电压为8 kV,针头内径为0.51 mm,PLA/PAN纺丝速度比为0.86:1时,制备的复合纤维膜的直径最细,性能最好。此外,对复合纤维膜进行结构、热稳定性能和亲水性能等测试,发现PLA/PAN纳米复合纤维膜与PAN相比热分解温度降低并具有一定的亲水性。