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《苏州大学》 2017年
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负载高取向ZnO纳米棒的电纺纤维制备及其性能研究

刘鹏  
【摘要】:负载纳米氧化锌的有机纳米纤维复合材料具有优异的光学、电学、力学和化学性能,在光电子器件、传感器、光催化剂等领域具有巨大的应用潜能。本文介绍了ZnO纳米复合材料的制备方法和应用,并在现有研究的基础上提出一种高效制备负载高取向ZnO纳米棒的有序纳米纤维复合材料的方法。首先本文静电纺丝制备,并经低温热处理得到载纳米ZnO的PVDF/Zn(CH_3COO)_2纳米纤维;并探究溶液浓度、醋酸锌含量和热处理温度对电纺纤维膜形貌、结构和机械性能的影响,实验结果表明纺丝液浓度为10%,溶液中PVDF与醋酸锌质量比为10:3时获得的纤维均匀性和机械性能最好;140℃以上热处理可能导致纤维中的醋酸锌水解或者分解转化成低结晶度纳米ZnO,且纤维膜的断裂强力在140℃以上热处理后显著增大,断裂伸长率显著减小。其次利用水热法在纤维上生长ZnO纳米棒;实验结果表明生长液浓度为0.1 M,ZnCl_2与HMTA的摩尔质量之比为1:1,氨水体积为5 ml时,垂直生长在纤维上的ZnO纳米棒取向度最好,且水热反应温度为100℃时ZnO纳米棒直径最小,约为159 nm。再次利用磁场辅助静电纺丝和水热法相结合制备负载高取向氧化锌纳米棒的有序PVDF/Fe_2O_3/Zn O纳米纤维,结果表明磁间距为4 cm,接收距离为12 cm,纺丝电压为15 kv时获得纤维的有序性最好,且纤维膜的断裂强力和断裂伸长率最大。最后本文还研究ZnO复合材料对罗丹明B的光催化降解能力,结果表明负载高取向ZnO纳米棒的有序纳米纤维膜的催化降解效率最高,其次是生长在无序纤维上的ZnO纳米棒,而140℃处理后负载ZnO纳米结晶的纤维膜降解效率最低。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ340.64;TB383.1

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