静电纺丝法机理及其在无机中空微纳米纤维制备中的研究进展.docx

静电纺丝法机理及其在无机中空微纳米纤维制备中的研究进展
一、引言
静电纺丝法是使用高电压将聚合物溶液或熔体成型为微纳米纤维的一种有效方法。由于其高效、灵活、成本低廉以及制备出来的纤维具有高比表面积、大孔径和高孔容等特点，使得静电纺丝法逐渐成为制备无机中空微纳米纤维的一种具有巨大应用潜力的方法。本文将介绍静电纺丝法机制以及其在无机中空微纳米纤维制备中的研究进展。
二、静电纺丝法机制
静电纺丝法是一种液相纺丝技术，其过程涉及三个阶段：电流、混合和过渡。首先，在电流阶段中，高电压作用于聚合物溶液或熔体，并使聚合物分子中的电荷发生排列和极化，形成电荷层。然后，在混合阶段中，电压作用下，电荷层就会变得不稳定，形成了由液滴和电荷喷雾组成的小尺寸喷雾粒子。最后，在过渡阶段中，小尺寸喷雾粒子开始从喷嘴中喷出并在电场下拉伸成为微纳米纤维。
三、无机中空微纳米纤维制备中的研究进展
在无机中空微纳米纤维制备中，静电纺丝法已被广泛应用。为了制备多孔、高表面积或特定形状的微纳米纤维，研究者们通常将聚合物前驱体或微囊化的聚合物半球体液体置于纺丝喷嘴中，并通过改变聚合物浓度、电荷密度、纺丝速度和电压等参数来调节纤维尺寸和形态。
同时，为了给微纳米纤维赋予特殊的功能和性能，研究者们还通常将功能性无机纳米颗粒或化合物引入有机聚合物中，在静电纺丝过程中固化成为无机中空微纳米纤维。例如，醛基化聚合物纤维与胺基化二氧化硅相互作用，可以制备出以二氧化硅为壳的醛基化纤维核心的中空微纳米纤维。类似地，研究者们还通过将硅酸钠和不同化学还原剂与聚酰胺形成的纤维混合，制备出高比表面积的中空微球，并获得了一些有价值的应用。
四、结论
静电纺丝法作为一种有效的液相纺丝技术，已被广泛应用于制备无机中空微纳米纤维中。通过改变聚合物浓度、电荷密度、纺丝速度和电压等参数，可以控制纤维尺寸和形态以及孔洞大小和分布。同时，将功能性无机纳米颗粒或化合物引入有机聚合物中，也能够制备出具有多样特殊功能和性能的无机中空微纳米纤维。在以后的研究中，静电纺丝法可以继续应用于制备各种无机微纳米结构，并拓展其在传感、催化、吸附等领域中的应用。