靜電紡絲制備多孔-中空二氧化硅納米纖維及其功能化.pdf

1、眾所周知，二氧化硅材料具有存在廣泛和良好的生物相容等特性，且?guī)в卸嗫?中空結(jié)構(gòu)的二氧化硅納米纖維更是因其特異的光學(xué)、電學(xué)和優(yōu)異親水性能以及獨(dú)特的可用于改性和藥物負(fù)載的的內(nèi)/外表面到了特殊關(guān)注。
　　 靜電紡絲能在短時(shí)間內(nèi)方便的制備一維納米材料并具有廣闊的工業(yè)化前景，所以在此首先選擇以靜電紡絲技術(shù)制備多孔/中空結(jié)構(gòu)的二氧化硅納米纖維。近期出現(xiàn)了利用靜電紡絲中的相分離方法簡(jiǎn)便地制備中空二氧化硅納米纖維的方法，但目前還沒(méi)有對(duì)二氧化硅靜

2、電紡絲纖維由相分離導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行深入研究的報(bào)道，而我們以此路徑構(gòu)造多孔/中空二氧化硅納米纖維，獲得了形貌均一性好且具有多級(jí)孔隙結(jié)構(gòu)和高比表面（718.11m2/g）的多孔二氧化硅納米纖維及較大中空度的中空二氧化硅納米纖維，而且對(duì)該過(guò)程的影響因素進(jìn)行了深入研究。我們發(fā)現(xiàn)，該靜電紡絲過(guò)程中，對(duì)纖維形貌影響較大的參數(shù)包括:紡絲液中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的含量、水的含量、針頭結(jié)構(gòu)以及接收距離等;而紡絲電壓和溶膠凝膠進(jìn)行時(shí)間的影響則較弱。<

3、br>　　 另外，傳統(tǒng)的模板法制備二氧化硅多級(jí)結(jié)構(gòu)纖維的路徑清晰明了、技術(shù)較為成熟，且新近發(fā)展出了靜電紡絲制備的納米纖維膜為模板制備多孔中空二氧化硅納米材料的方法（即FUFT法）同樣可以獲得具有較大長(zhǎng)徑比的纖維;而且現(xiàn)有的具有均一直徑分布的聚乙烯醇(PVA)靜電紡絲納米纖維經(jīng)過(guò)物理/化學(xué)改性后具有一定的耐水性，可以作為SiO2的生長(zhǎng)模板。因此，本論文中同時(shí)采用PVA靜電紡絲納米纖維為模板，正硅酸乙酯(TEOS)為硅源進(jìn)行溶膠凝膠反應(yīng)而

4、構(gòu)造Silica/PVA殼芯納米纖維，最后灼燒去除PVA而得到所需的中空氧化硅納米纖維。最后得到由SiO2小球包裹的PVA復(fù)合納米纖維，纖維直徑范圍為80-100nm.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的摸索，得到其較適宜的主要反應(yīng)條件為:1cm2PVA靜電紡絲納米纖維膜，1.5mlTEOS，0.8ml氨水，乙醇18ml。
　　 同時(shí)，鑒于具有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)的銀納米粒子常需要一定的載體輔助以簡(jiǎn)化使用方法或得到具有特殊功能的復(fù)合結(jié)構(gòu)，且本實(shí)驗(yàn)室

5、已有在二氧化硅納米微球上負(fù)載Ag納米粒子的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本論文中對(duì)上述靜電紡絲相分離法制得的多孔/中空結(jié)構(gòu)二氧化硅納米纖維進(jìn)行功能化——負(fù)載Ag納米粒子，得到了粒徑均一且包覆度較高的Ag@Silica多孔納米纖維且Ag納米粒子的尺寸范圍為10-50nm，最后，對(duì)復(fù)合纖維進(jìn)行的殺菌測(cè)試表明其殺菌性能的存在。但所得Ag@Silica復(fù)合材料的脆性較大，因此進(jìn)而嘗試將具有柔性的Silica/PVA殼芯納米纖維進(jìn)行功能化載銀，以增加最終獲得殺菌材料