静电纺丝设备的搭建及几种功能复合纳米纤维的制备表征.docx

静电纺丝设备的搭建及几种功能复合纳米纤维的制备表征
摘要：静电纺丝是一种常用的纳米纤维制备技术，能够制备出纤维直径在纳米或亚微米尺度的纳米纤维材料。本文首先介绍了静电纺丝设备的搭建和工作原理，然后重点介绍了几种常见的功能复合纳米纤维的制备方法和表征技术，并对其在各个领域的应用进行了综述。
1.引言
纳米纤维材料拥有独特的性能和应用潜力，在生物医学、纺织品、环境保护等领域具有广泛的应用。静电纺丝是一种快速、简单并且可扩展的纳米纤维制备技术，因此备受关注。本文旨在介绍静电纺丝设备的搭建和工作原理，并详细介绍几种常见的功能复合纳米纤维的制备方法和表征技术。
2.静电纺丝设备的搭建和工作原理
静电纺丝设备主要包括高压电源、液体注射系统、收集器和纤维形成区。高压电源产生高电压并加到液体注射系统中的喷头上，通过控制电压和液体喷射速度来控制纤维的直径。液体喷头通常由金属喷嘴和聚合物溶液组成，其中的聚合物溶液通过丝杆泵注入喷头。纤维形成区是靠近液体喷头的空间，静电力会将聚合物溶液拉伸成纤维，并在收集器上形成纤维薄膜。
3.功能复合纳米纤维的制备方法
3.1控制纤维直径
控制纤维直径是静电纺丝中的重要一步，通过调整高压电源的电压和溶液的流速可以实现。较高的电压和较低的溶液流速可以得到较细的纤维直径。
3.2加入功能材料
静电纺丝可以将各种功能材料引入纳米纤维中，如纳米颗粒、纳米管、纳米片等。这些功能材料可以赋予纤维独特的功能，如光学性能、导电性能等。
3.3复合纳米纤维的制备
静电纺丝还可以制备复合纳米纤维材料，通过将不同的聚合物溶液混合后喷射出来，可以制备出具有多种性质的纳米纤维材料。
4.功能复合纳米纤维的表征
4.1扫描电子显微镜（SEM）
SEM是一种常用的纳米材料表征技术，可以观察纳米纤维的形貌和表面形貌。
4.2红外光谱（FTIR）
FTIR可以分析纳米纤维的化学结构和纤维中功能物质的分布。
4.3X射线衍射（XRD）
XRD可以分析纳米纤维的晶体结构和晶相组成。
5.功能复合纳米纤维的应用
功能复合纳米纤维材料在许多领域都有广泛的应用，如生物医学领域的组织工程、药物传递系统和人工器官；纺织品领域的智能纺织品和防护材料；环境保护领域的过滤和分离等。
6.结论
通过静电纺丝设备的搭建和工作原理介绍，我们可以制备出具有各种功能的复合纳米纤维材料，并应用于各个领域。未来，我们可以进一步研究静电纺丝技术并发展更多的功能纳米纤维材料。
参考文献：
[1]Li,D.,&Xia,Y.(2004).ElectrospinningofNanofibers:ReinventingtheWheel?AdvancedMaterials,16(14),1151-1170.
[2]Huang,Z.M.,Zhang,Y.Z.,Kotaki,M.,&Ramakrishna,S.(2003).Areviewonpolymernanofibersbyelectrospinningandtheirapplicationsinnanocomposites.CompositesScienceandTechnology,63(15),2223-2253.
[3]Doshi,J.,&Reneker,D.H.(1995).Electrifiedjetsofpolymersolutions.35(5),909-921.