靜電紡絲制備碳點(diǎn)摻雜的復(fù)合纖維及性能研究.pdf

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

2、前，碳點(diǎn)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(bào)道出來(lái)，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(diǎn)摻雜的一維復(fù)合纖維卻很少有報(bào)道。
　　因此，在本文中，我們首先用一步水熱法來(lái)合成碳點(diǎn)，之后通過(guò)將溶膠凝膠工藝和靜電紡絲技術(shù)相結(jié)合，從而制備出碳點(diǎn)摻雜的一維復(fù)合纖維和其相應(yīng)的摻入銀納米線的一維復(fù)合纖維。本文的具體研究結(jié)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(guò)一步水熱法來(lái)合成AEAMPS功能化的碳點(diǎn)(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(qiáng)度高，熒光發(fā)射獨(dú)立于激發(fā)波長(zhǎng)，平均熒光壽命和絕對(duì)量子產(chǎn)率可分別達(dá)到為11.58 ns和87.32％，并且高濃度的SiCDs依然對(duì)可見(jiàn)光具有良好的透過(guò)性。
　　2.我們選擇甲基三乙氧基硅烷(MTES)作為合適的基質(zhì)，將SiCDs與MTES混合均勻來(lái)配制SiCDs/MTES混合溶液。MTES經(jīng)

4、過(guò)水解、縮合和縮聚反應(yīng)并與SiCDs發(fā)生共聚反應(yīng)后，形成靜電紡絲溶膠，之后通過(guò)靜電紡絲過(guò)程從而制備出SiCDs/MTES共聚復(fù)合纖維。所制復(fù)合纖維的直徑在0.5～2.5μm左右，平均熒光壽命和絕對(duì)量子產(chǎn)率最高可分別到達(dá)10 ns和24.96％，并且對(duì)可見(jiàn)光具有良好的透過(guò)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(fù)合纖維中有強(qiáng)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(lǐng)域的應(yīng)用潛力。此外，所制復(fù)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(lǐng)域。
　　3.通過(guò)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(fù)合纖維。摻入銀納米線后的復(fù)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(duì)可見(jiàn)光具有良好的透過(guò)性。此外，在熒光壽命成像顯微鏡下的摻入銀納米線的復(fù)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(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。但是，由