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《华东理工大学》 2011年
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静电纺聚乙烯醇纳米复合纤维的制备及催化性能研究

常雪霏  
【摘要】:本文利用静电纺丝法制备聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,研究了PVA静电纺丝过程中的影响因素,选取了最优条件制备PVA纳米纤维。采用静电纺丝法制备了PVA与全氟磺酸树脂(PFSA)以及PVA与盐类体系的共混纳米纤维催化剂,并针对乙酸乙酯合成,对其催化性能进行了测定。具体结果如下: 首先,采用静电纺丝法,对比了不同种类的PVA原料(FJ1788、SH1788、GD1799)电纺性的优劣及纤维形貌。结果表明,不同种类的PVA制得的纺丝液在粘度、电导率和表面张力上都有很大的不同。相同条件下,三种原料的电纺性优劣分别为FJ1788SH1788GD1799。而共混不同浓度的DMAc后,可有效改善GD1799的电纺性,添加20wt%的DMAc后制得的纳米纤维形貌较优。 其次,以纯水为溶剂,PVAFJ1788为原料,考察了不同纺丝条件对PVA纤维形貌及直径分布的影响。结果表明,PVA浓度增大,纺丝液粘度增大,电导率增大,表面张力缓慢下降后趋于平衡,7wt%~11wt%浓度范围内PVA的成纤性较好,纤维平均直径从128~210nm逐渐增大。随着操作电压10kV~18kV范围内变化,纤维形貌逐渐变好,纤维直径逐渐减小,直径分布变窄。固化距离5cm~20cm内变化,纤维平均直径有一个先减小后增大的过程,且平均直径在15cm时最小。纺丝流量过低或过高都不利于纤维的成型,0.3ml/h条件下制得的纳米纤维形貌较优。 然后,利用静电纺丝法制备了PVA-PFSA纳米纤维催化剂。分别考察了PFSA的添加量、操作电压、纺丝流量及固化距离对PVA-PFSA纳米纤维形貌及直径分布的影响,并针对乙酸乙酯合成实验,对不同条件下制得纳米纤维的催化性能进行了测定。结果表明,纤维的形貌及平均直径的大小对催化性能的影响大于PFSA添加量的影响。增大电压、固化距离后可有效改善PVA-PFSA的纤维形貌,增大流量后纤维形貌变差,催化性能也相对下降。催化剂重复使用3次后,催化效果基本无影响。 最后,采用静电纺丝法制备了PVA-salt纳米纤维催化剂。分别选择硫酸氢钠、过硫酸钾作为共混盐类。PVA-salt体系制备的纳米纤维催化剂显示出很好的催化效果,且纺丝液体系配方为PVA(9wt%)/NaHSO4(2wt%)/DMAc(35wt%)-H2O(54wt%),纺丝条件为16kV/15cm/0.3ml/h制得的纳米纤维催化剂,催化乙酸乙酯转化率可达到35%左右。但纺丝过程不稳定,较难控制。催化剂重复使用第3次后催化效果稍有下降。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ342.8

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【参考文献】
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