靜電紡絲制備碳點摻雜的復合纖維及性能研究.pdf

1、近年來，新興的熒光碳點由于具有良好的水溶性、生物相容性、化學惰性、熒光穩(wěn)定性、低毒性以及易于實現(xiàn)表面功能化等諸多優(yōu)異特性，而被不斷關注并被廣泛應用在生物標記、生物傳感、藥物傳遞、光催化和光電器件等領域。目前對碳點的研究主要集中在尋找更加方便快捷、成本低廉和對環(huán)境友好的合成方法以及拓寬碳點在各個領域的應用。在碳點的應用方面，除了生物應用，單一的碳點納米顆?；蛘咂淙芤阂呀?jīng)不能滿足其他領域的應用條件，這極大地限制了碳點在其他相關領域的應用。目

2、前，碳點摻雜的二維薄膜涂層和三維雜化玻璃材料已經(jīng)陸續(xù)被報道出來，并被成功地用作如發(fā)光二極管(LED)和噴墨打印等，但是碳點摻雜的一維復合纖維卻很少有報道。
　　因此，在本文中，我們首先用一步水熱法來合成碳點，之后通過將溶膠凝膠工藝和靜電紡絲技術相結合，從而制備出碳點摻雜的一維復合纖維和其相應的摻入銀納米線的一維復合纖維。本文的具體研究結果如下:
　　1.我們以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷（AEAPMS）作為

3、表面鈍化劑，通過一步水熱法來合成AEAMPS功能化的碳點(SiCDs)。合成的SiCDs分散良好，粒徑均勻，平均粒徑大約為3.72 nm，熒光強度高，熒光發(fā)射獨立于激發(fā)波長，平均熒光壽命和絕對量子產(chǎn)率可分別達到為11.58 ns和87.32％，并且高濃度的SiCDs依然對可見光具有良好的透過性。
　　2.我們選擇甲基三乙氧基硅烷(MTES)作為合適的基質，將SiCDs與MTES混合均勻來配制SiCDs/MTES混合溶液。MTES經(jīng)

4、過水解、縮合和縮聚反應并與SiCDs發(fā)生共聚反應后，形成靜電紡絲溶膠，之后通過靜電紡絲過程從而制備出SiCDs/MTES共聚復合纖維。所制復合纖維的直徑在0.5～2.5μm左右，平均熒光壽命和絕對量子產(chǎn)率最高可分別到達10 ns和24.96％，并且對可見光具有良好的透過性。更重要的是，在激光掃描共聚焦顯微鏡下和熒光壽命成像顯微鏡下的復合纖維中有強烈的熒光貫穿其中，從而展示出其在生物醫(yī)用和光電器件領域的應用潛力。此外，所制復合纖維還具有優(yōu)

5、良的熱穩(wěn)定性和超疏水性從而也被期望用在熱穩(wěn)定性材料和超疏水材料領域。
　　3.通過將銀納米線摻入到SiCDs/MTES混合溶液中，從而制備出摻入銀納米線的SiCDs/MTES共聚復合纖維。摻入銀納米線后的復合纖維的直徑略微增加到700 nm，其平均熒光壽命基本不變并且依然對可見光具有良好的透過性。此外，在熒光壽命成像顯微鏡下的摻入銀納米線的復合纖維依然展示出良好的熒光性能，表明其在生物醫(yī)用和光電器件領域具有巨大的應用潛力。但是，由