【摘要】：靜電紡絲纖維具有高比表面積、易制備、形貌結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)等特點(diǎn),在生物醫(yī)藥領(lǐng)域、過(guò)濾分離領(lǐng)域、催化領(lǐng)域等受到了廣泛關(guān)注。本文基于高分子共混體系,通過(guò)靜電紡絲的方法制備了聚偏氟乙烯/聚乳酸(PVDF/PLLA)、聚甲醛/聚乳酸(POM/PLLA)多孔纖維,氨基功能化PVDF/PLLA和POM/PLLA多孔纖維以及負(fù)載貴金屬Pd的PVDF/PLLA-Pd和POM/PLLA-Pd多孔復(fù)合纖維,并對(duì)多孔復(fù)合纖維的催化性能進(jìn)行了探究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)靜電紡絲制備PVDF/PLLA多孔纖維。通過(guò)PVDF/PLLA的DMF/丙酮混合溶液靜電紡絲的方式制備了PVDF/PLLA纖維,探討了靜電紡絲條件和溶液參數(shù)對(duì)纖維形貌的影響,確定了最優(yōu)的紡絲工藝:聚合物溶液濃度為25%,紡絲電壓為13kV,聚合物PVDF/PLLA配比為50/50,可制備得到直徑約為600nm的PVDF/PLLA纖維,并采用氯仿刻蝕纖維中的PLLA相,成功制得了PVDF多孔纖維。(2)PVDF/PLLA-Pd多孔復(fù)合纖維的制備及其催化性能研究。利用己二胺氨解反應(yīng),在PVDF/PLLA纖維中引入氨基和多孔結(jié)構(gòu)。并利用氨基官能團(tuán)與PdCl_4~(2-)離子絡(luò)合作用,在纖維上實(shí)現(xiàn)了Pd納米粒子的原位負(fù)載,最終獲得了PVDF/PLLA-Pd多孔復(fù)合纖維,當(dāng)氨解反應(yīng)時(shí)間為6h,可獲得Pd負(fù)載量為10.94%的PVDF/PLLA-Pd,將該纖維膜用于4-NA催化還原,一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)達(dá)到21.7×10~(-3)s~(-1)。(3)POM/PLLA-Pd多孔復(fù)合纖維的制備以及其在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)催化反應(yīng)的應(yīng)用。采用靜電紡絲和己二胺氨解PLLA相相結(jié)合的方式制備得到氨基化的多孔POM/PLLA纖維。在POM/PLLA纖維上采用化學(xué)電鍍法原位還原負(fù)載Pd納米粒子。POM/PLLA-Pd多孔復(fù)合纖維催化還原4-NA的反應(yīng)速率常數(shù)可達(dá)到26.6×10~(-3)s~(-1)。采用該復(fù)合纖維進(jìn)行動(dòng)態(tài)催化反應(yīng),探究了纖維膜的面密度、Pd負(fù)載量、反應(yīng)溶液的流動(dòng)速度、底物濃度等對(duì)催化反應(yīng)的影響。當(dāng)POM/PLLA-Pd纖維膜的面密度為8.25g/m~2并且纖維上Pd納米粒子的負(fù)載量為9.54%時(shí),在反應(yīng)液流動(dòng)速度為2mL/min的條件下,對(duì)于4-NA濃度小于0.5mM的反應(yīng)液中,能4-NA轉(zhuǎn)化率均可達(dá)到99%。此外,該復(fù)合纖維膜也具有良好的可重復(fù)使用性和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性,在使用4次后并且在儲(chǔ)存兩周后,POM/PLLA-Pd纖維膜催化4-NA的轉(zhuǎn)化率仍保持在99%以上。
【圖文】：

圖 1.1 靜電紡絲裝置示意圖Figure 1.1 Schematic diagram of set up of electrospinning apparatus絲的影響因素一世紀(jì)，靜電紡絲技術(shù)有了高速的發(fā)展，對(duì)于靜電紡絲過(guò)程中數(shù)以及環(huán)境參數(shù)對(duì)纖維形貌以及直徑的影響有了深入研究。參數(shù)數(shù)包括溶液濃度、聚合物分子量、溶液導(dǎo)電性以及溶液的表中發(fā)現(xiàn)，靜電紡絲纖維的形成需要一個(gè)最低的溶液濃度。通過(guò)可以對(duì)纖維的形態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果溶液濃度過(guò)低，則無(wú)法形串珠與纖維的混合物，隨著溶液濃度的增加，珠粒的形狀由球度繼續(xù)增大到一個(gè)合適的大小，最終形成了直徑均勻的纖維。濃度，纖維的直徑會(huì)隨著溶液濃度的增加而增加[8,21-23]。的分子量大小也是影響靜電紡絲纖維形貌的參數(shù)之一。聚合物

1.2.1 溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)相分離法在靜電紡絲過(guò)程中，噴出的溶液在電場(chǎng)作用下快速拉伸，，向接收板加速運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，溶劑快速揮發(fā)，溶液的濃度不斷上升，隨著溶液的完全蒸發(fā)，纖維固化，促使溶液發(fā)生相分離，溶液相分離后會(huì)形成聚合物富集相和聚合物貧瘠相，在多孔纖維的形成過(guò)程中，聚合物富集相形成了纖維的主體，聚合物貧瘠相則形成多孔結(jié)構(gòu)[56,57]。所以，在這個(gè)相分離的過(guò)程中，溶劑的揮發(fā)性有很大的影響，從而影響著多孔結(jié)構(gòu)的形成。利用溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)相分離的方法制備多孔纖維是一個(gè)很有效的方法。所以揮發(fā)性較強(qiáng)的溶劑如二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、乙醇等有機(jī)溶劑被廣泛地用來(lái)配制靜電紡絲聚合物溶液。Hsiao[58]等使用揮發(fā)性很好的二氯甲烷來(lái)作為溶劑溶解PLLA，將 PLLA 溶液靜電紡絲制得多孔的纖維。該體系中由于二氯甲烷溶劑的高揮發(fā)性，在紡絲過(guò)程中，纖維中發(fā)生相分離，形成 PLLA 富集區(qū)和 PLLA 貧瘠區(qū)，溶劑揮發(fā)纖維固化后 PLLA 貧瘠區(qū)收縮，就形成了 PLLA 多孔纖維。
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ340.1;O643.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 王嬌娜;馬利嬋;李麗;李從舉;;靜電紡PES微球/纖維低阻力復(fù)合空氣過(guò)濾膜的研究[J];高分子學(xué)報(bào);2014年11期

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本文編號(hào)：2644168