靜電紡絲技術(shù)構(gòu)筑一維功能納米結(jié)構(gòu)材料.pdf

1、磁光雙功能納米材料因其同時(shí)具備磁性質(zhì)和發(fā)光性質(zhì)，在藥物靶向、熒光標(biāo)記、熒光成像等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值。目前，磁光雙功能納米材料的研究主要集中在磁光雙功能納米顆粒的制備方面，而一維磁光納米材料的制備與性質(zhì)研究報(bào)道很少。因此，制備一維磁光納米材料并研究其性質(zhì)是一個(gè)迫切而有意義的研究課題。納米ZnS、NiO具有特殊的光學(xué)、電學(xué)和光催化特性，可廣泛應(yīng)用于光催化降解廢有機(jī)污染物。靜電紡絲技術(shù)作為一種制備一維納米材料的有效方法，具有成本低廉、設(shè)備簡

2、單、靈活多樣、產(chǎn)物的尺寸和形貌容易調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)。本論文中采用靜電紡絲技術(shù)，制備了發(fā)射紅光和綠光的磁光雙功能復(fù)合納米纖維和磁光雙功能兩股并行復(fù)合納米纖維束，以及紅-黃-綠光色可調(diào)的熒光納米纖維和磁光雙功能兩股并行復(fù)合納米纖維束，并研究了它們的磁性質(zhì)、發(fā)光性質(zhì)以及磁、光性質(zhì)的相互影響。同時(shí)采用靜電紡絲技術(shù)制備了ZnS納米纖維和NiO空心納米管并研究了其光催化性質(zhì)。
　　1.通過單軸靜電紡絲技術(shù)，將稀土配合物、Fe3O4納米粒子和聚乙烯吡

3、咯烷酮復(fù)合，構(gòu)筑了發(fā)射紅色熒光的Fe3O4/Eu(BA)3phen/PVP和發(fā)射綠色熒光的Fe3O4/Tb(BA)3phen/PVP磁光雙功能復(fù)合納米纖維，并研究了纖維形貌、最佳配合物摻入濃度以及摻入不同量Fe3O4納米粒子對(duì)熒光性質(zhì)和磁性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，所制備的Fe3O4/Eu(BA)3phen/PVP和Fe3O4/Tb(BA)3phen/PVP磁光雙功能復(fù)合納米纖維的直徑為200-250nm。Fe3O4/Eu(BA)3phen/

4、PVP復(fù)合納米纖維在274nm紫外光激發(fā)下，在592nm和616nm處出現(xiàn)Eu離子的橙光和紅光發(fā)射峰，且Eu(BA)3phen∶PVP的最佳比例為15％;Fe3O4/Tb(BA)3phen/PVP復(fù)合納米纖維在276nm紫外光激發(fā)下，在490nm和545nm處出現(xiàn)Tb離子的綠色發(fā)射峰，且Tb(BA)3phen∶PVP的最佳比例為20％。隨著Fe3O4納米粒子摻入量的增加，復(fù)合納米纖維的熒光強(qiáng)度顯著降低，飽和磁化強(qiáng)度增大。
　　2.

5、為了降低黑色的Fe3O4納米粒子對(duì)激發(fā)光及發(fā)射光的強(qiáng)烈光吸收而導(dǎo)致磁光納米纖維熒光強(qiáng)度的大幅下降，本文自行設(shè)計(jì)并制作了具有并列雙噴絲頭的并軸靜電紡絲裝置，首次構(gòu)筑了Fe3O4/PVP//Eu(BA)3phen/PVP和Fe3O4/PVP//Tb(BA)3phen/PVP磁光雙功能兩股并行復(fù)合納米纖維束。在兩股并行復(fù)合納米纖維束中，F(xiàn)e3O4納米粒子只分散在兩股并行復(fù)合納米纖維束的一股纖維中，而稀土配合物分散在另一股纖維中，從而使稀土配合

6、物與Fe3O4納米粒子有效地分離，減少了Fe3O4對(duì)稀土配合物熒光的吸收。結(jié)果表明，與單軸靜電紡絲技術(shù)制備的磁光復(fù)合納米纖維相比，當(dāng)飽和磁化強(qiáng)度相同時(shí)，兩股并行復(fù)合納米纖維束具有更高的熒光強(qiáng)度，且增大Fe3O4納米粒子的含量對(duì)熒光強(qiáng)度的影響較小。這種磁光雙功能兩股并行復(fù)合納米纖維束兼具優(yōu)異的磁性和較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度。
　　3.首次將發(fā)射紅光的Eu(BA)3phen配合物、發(fā)射綠光的Tb(BA)3phen配合物和聚乙烯吡咯烷酮復(fù)合，利用

7、單軸靜電紡絲技術(shù)制備了一系列紅-黃-綠熒光顏色可調(diào)的PVP/[Tb(BA)3phen+Eu(BA)3phen]復(fù)合納米纖維。樣品的發(fā)射光譜分析表明，同時(shí)摻入Eu(BA)3phen和Tb(BA)3phen的復(fù)合纖維既有Eu3+的橙光和紅光發(fā)射，又有Tb3+的綠光發(fā)射，且復(fù)合纖維可通過摻入不同比例的Eu(BA)3phen和Tb(BA)3phen，實(shí)現(xiàn)在276nm單一激發(fā)波長下紅-黃-綠的熒光可調(diào)控性。
　　4.首次將Eu(BA)3ph

8、en配合物、Tb(BA)3phen配合物和Fe3O4納米粒子，通過并軸靜電紡絲技術(shù)構(gòu)筑了一種既具有較高的熒光強(qiáng)度和磁性可調(diào)性，又具有發(fā)光顏色可調(diào)控特性的Fe3O4/PVP//[Tb(BA)3phen+Eu(BA)3phen]/PVP磁光雙功能兩股并行復(fù)合納米纖維束。其中，F(xiàn)e3O4納米粒子均勻分散在兩股并行復(fù)合納米纖維束的一股纖維中，而Eu(BA)3phen配合物和Tb(BA)3phen配合物分散在另一股纖維中。與Fe3O4/[Tb(B

9、A)3phen+Eu(BA)3phen]/PVP復(fù)合納米纖維相比，在相同飽和磁化強(qiáng)度時(shí)，F(xiàn)e3O4/PVP//[Tb(BA)3phen+Eu(BA)3phen]/PVP兩股并行復(fù)合納米纖維具有更高的熒光強(qiáng)度。Fe3O4/PVP//[Tb(BA)3phen+Eu(BA)3phen]/PVP兩股并行復(fù)合納米纖維束的磁性可通過Fe3O4納米粒子摻入量來調(diào)節(jié)，同時(shí)熒光顏色可通過Tb(BA)3phen配合物和Eu(BA)3phen配合物的摻入比例

10、在紅-黃-綠范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了磁-光色可調(diào)性。
　　5.將單軸靜電紡絲技術(shù)與硫化工藝相結(jié)合，制備了直徑為200±79nm的ZnS納米纖維。在紫外光照射60min后，ZnS納米纖維對(duì)羅丹明B的光催化降解率達(dá)到了98.8％，ZnS納米纖維具有優(yōu)于ZnO納米纖維的光催化性能。
　　6.利用同軸靜電紡絲技術(shù)制備了Ni(NO3)2/PVP空心納米纖維，再經(jīng)焙燒制備了外徑為185nm，內(nèi)徑為40nm的NiO納米管，NiO納米管的光催