纳米纤维材料的研究进展

第３８卷第３期　２０１７年３月　纺　织　学　报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｖｏ１．３８．ＮＯ．３　Ｍａｒ．，２０１７　

ＤＯＩ：ｔＯ．１３４７５／ｊ．ｆｚｘｂ．２０１６０３０４４０６　

静电纺制备多子Ｌ纳米纤维材料的研究进展　

刘呈坤　，贺海军　，孙润军　，李博昱　，于　群　

（１．西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安７１００４８；２．东华大学纺织学院，上海２０１６２０：　３．山东如意科技集团有限公司，山东济宁２７２０７３）　

摘要将纳米纤维加工成具有孔洞结构的特殊形态，是静电纺丝的研究方向。系统综述了近年来国内外利用静　电纺丝法制备多孔结构纳米材料的主要方法，并将其归纳为自发成孔和后处理成孔２种方式。介绍了这２种方式　成孔的主要原理及成孑Ｌ类型，对比分析了各自的优缺点。结果表明：自发成孔制备工艺简单，但获得的孑Ｌ径大小和　孔洞分布较为随机，不易控制；而后处理成孔方式的孔径大小具有一定的可控性，但是制备流程相对复杂，因此认　为，较为简单、准确地控制纤维表面及内部孔洞分布及孑Ｌ径大小，使其结构和功能精准匹配，是后期静电纺多孑Ｌ材　料的研究焦点。　关键词静电纺丝；纳米纤维；多孔结构；自发成孔；后处理成孔　中图分类号：ＴＱ　３４０．６４　文献标志码：Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｒｏｕｓ　

ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ　ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ　

ＬＩＵ　Ｃｈｅｎｇｋｕｎ　＇　一，ＨＥ　Ｈａｉｊｕｎ　，ＳＵＮ　Ｒｕｎｊｕｎ　，ＬＩ　Ｂｏｙｕ　，ＹＵ　Ｑｎｎ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｘｉ　ａｎ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ　ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１００４８，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｒｕｙｉ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｇｒｏｕｐ，Ｊｉｎｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２７２０７３，Ｃｈｉｎａ）　

第５１卷第１０期　２　０　１　５年ｌＯ月　林　业　科　学　ＳＣＩＥＮＴＩＡ　ＳＩＬＶＡＥ　ＳＩＮＩＣＡＥ　Ｖｏ１．５１．Ｎｏ．１０　Ｏｃｔ．．２　０　１　５　ｄｏｉ：１０．１１７０７／ｊ．１００１—７４８８．２０１５１０１５　纳米纤维素基导电复合材料研究进展　吕少一　傅　峰　王思群　黄景达　胡　拉　（１．中国林业科学研究院林业新技术研究所　北京１０００９１；２．中国林业科学研究院木材工业研究所　国家林业局木材科学与技术重点实验室北京１０００９１；３．美国田纳西大学可再生碳材料中心诺克斯维尔３７９９６）　摘要：　作为一种天然可再生资源，纤维素及其衍生材料在国民生产中扮演着重要角色。随着纳米科技的发展，　利用化学、物理、酶催化等方法得到一维纳米尺度的纳米纤维素应运而生。由于纳米纤维素具有高强度、高表面　积、低热膨胀系数、易交织成网状结构等特点，其作为基体材料在柔性屏幕、透明传感器及储能器件方面发展迅速。　按照制备方法（机械法、氧化法、水解法）的不同，可以得到具有不同物理微观形态和化学修饰基团的２类纳米纤维　素：纳米纤维素纤丝和纳米纤维素晶体。按照储能机制的不同，导电活性物质主要包括导电高分子（聚吡咯、聚苯　胺等）、金属氧化物（二氧化锰、二氧化钛、氧化锌等）和碳材料（碳纳米管、石墨烯等）。由于纳米材料形态特征的　差异性，纳米纤维素与导电活性物质可以形成不同微观尺度和结构特性的导电复合材料。在研究领域上，导电高　分子／纳米纤维素基导电复合材料主要用于电致变色器件、电化学传感器及驱动器、超级电容器等研究领域，尤其　是作为赝电容的超级电容器，表现出更出色的比电容；碳材料与纳米纤维素形成的导电复合材料，可作为柔性电极　用于柔性电池、柔性超级电容器等电子器件领域；金属氧化物其纳米粒子具有独特的磁性、光学、压电等性能，其纳　米纤维素复合材料在光电材料、太阳能电池等领域具有应用价值。正是由于纳米纤维素具有易于成膜与凝胶化、　高吸水性、溶胀性、生物相容性等特性，才可以作为结构稳定与机械性能优良的载体材料或者骨架支撑材料，并与　各类无机或有机纳米材料的特定导电性能相互融合在一起，进而产生具有高导电性、光电转换性、电化学氧化还原　特性的特殊功能材料。在制备方法上，导电高分子不但可以通过溶液分散与纳米纤维素形成导电膜材料，而且可　以通过原位聚合方式得到导电高分子／纳米纤维素导电复合材料；而棒状的碳纳米管、片状的石墨烯以及颗粒状的　金属氧化物主要是通过溶液分散方法在纳米纤维素中形成稳定溶液或水凝胶，进一步通过溶剂挥发、过滤、冷冻干　燥或超临界干燥等方法得到导电性良好的薄膜材料或者气凝胶材料，还可以通过层层自组装技术得到透明导电膜　材料。纳米纤维素在柔性电子储能器件上尚有较大发展潜力，下一步应针对纳米纤维素与导电材料之间的复合方　式、分散均匀性、微结构控制、界面相容及相互作用机制等方面开展深入研究，更大限度地发挥纳米纤维素在导电　活性物质上的平台效应，为纳米纤维素的功能化与应用提供更多的研究思路。　关键词：　纳米纤维素；导电活性材料；复合材料；功能与应用　中图分类号：０６３６．１；ＴＱ３５２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—７４８８（２０１５）ｌ０—０１１７一Ｏ９　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ．Ｂａｓｅｄ　ＥｌｅｃｔｒＯｃＯｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｌｎ　Ｓｈａｏｙｉ　＇　Ｆｕ　Ｆｅｎｇ　Ｗａｎｇ　Ｓｉｑｕｎ　＇　Ｈｕａｎｇ　Ｊｉｎｇｄａ　Ｈｕ　Ｌａ　（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣＡＦ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００９１；　２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｗｏｏｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｗｏｏｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，ＣＡＦ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００９１；　３．Ｃｅｎｔｅｒｆｏｒ　Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　Ｃａｒｂｏｎ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ，Ｋｎｏｘｖｉｌｌｅ　Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ　３７９９６）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｓ　ａ　ｎａｔｕｒａｌ　ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ　ｐｌａｙ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｎａｎｏ—ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｏｎｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｎａｎｏ—ｓｃａｌｅ　ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｈａｓ　ｅｍｅｒｇｅｄ　ｂｙ　ｃｈｅｍｉｃａｌ，ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｎｚｙｍａｔｉｃ　ｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｓ　ａ　ｍａｔｒｉｘ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｈａｓ　ａ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｓｃｒｅｅｎｓ，ｓｅｎｓｏｒｓ　ａｎｄ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｈｉｇｈ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｒｅａ，ａｎｄ　ｌｏｗ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ａｎｄ　ｅａｓｉｌｙ　ｗｏｖｅｎ　ｉｎｔｏ　ａ　ｍｅｓｈ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ），ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｇｏｔ　ｔｗｏ　ｔｙｐｅｓ　ｏｆ　ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｐ，ｔｈａｔ　ｉｓ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｎａｎｏｆｉｂｒｉｌｓ　ａｎｄ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｎａｎｏｅｒｙｓｔａｌｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ。ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎｃｌｕｄｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｐｏｌｙｍｅｒ（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ，ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ，ｅｔｃ．），　收稿日期：２０１４—１１—１９；修回日期：２０１５一Ｏ１—２１。　基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（ＣＡＦＩＮＴ２０１４Ｋ０２）。　

２００７年２月　

第１期　吉林师范大学学报（自然科学版）　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉｌｉｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　Ｎ９．１　

Ｆｅｂ．２００７　

纳米ＦｅＰｔ薄膜材料的研究进展　

刘　梅，张晓芬张玉梅张　伟李海波＊　

（吉林师范大学物理学院，吉林四平１３６０００）　

摘　要：ＬＩ。ＦｅＰｔ（００１）薄膜由于具有较高的磁各向异性和较高的矫顽力在磁记录介质材料方面具有潜在的应　

用前景，本文从衬底选择、元素掺杂和制备工艺三个方面介绍了ＦｅＰｔ薄膜的研究近况．　

关键词：ＦｅＰｔ掺杂｝各向异性｝矫顽力　

中图分类号：０４６９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００ｏ一１８４ｏ一（２００７）０１－－０００７－－０３　

１　引言　

随着对磁记录介质材料要求的日益提高，要求每个记录单位能以更小的微粒结构存在以提高存储密　

度和信噪比．ｆｃｔ　Ｌｌ。相ＦｅＰｔ薄膜由于具有较高的磁各向异性和矫顽力在垂直磁记录密度介质领域受到广　

泛关注．常温条件下只能获得面心立方结构（ｆｃｃ）ＦｅＰｔ薄膜，它是无序的，要得到有序的面心四方（ｆｃｔ）结　

构的Ｌ１。ＦｅＰｔ结构通常需要较高的退火温度，而过高的退火温度又不可避免伴随着纳米微粒的长大，不　

利于磁性能的改善，因此人们从各个方面研究如何在较低温度下获得粒径小、分布均匀而又具有良好磁性　

能的ＦｅＰｔ薄膜．本文就从基片的选择、其他元素的掺杂以及制备工艺等方面简要介绍目前ＦｅＰｔ薄膜的研　

究现状．　

２　基片选择　

不同的基片对ＦｅＰｔ薄膜的性质和结构具有不同的影响，如何选择合理的基片有利于ＦｅＰｔ的生长以　

获得较高质量的ＦｅＰｔ薄膜是材料科学工作者的研究热点之一．　

玻璃和单晶硅是比较常用的基片，研究者们也一直致力于尝试采用各种衬底材料．ＭｇＯ具有面心立　

方结构（ａ一０．４２１ｎｍ），也是常见的制备ＦｅＰｔ（ａ一０．３８０ｎｍ）和ＦｅＰｄ（ａ一０．３８４ｎｍ）合金薄膜的衬底材料，　

磁性纳米材料的研究进展

Progress of magnetic nanoparticles

李恒谦﹡ 贾雪珂 李艳 周康佳

（合肥工业大学，安徽 宣城）

（Hefei University of Technology, Xuancheng, Anhui, China)

摘要：纳米技术是近年来发展起来的一个覆盖面极广、多学科交叉的科学领域。而磁性纳米材料因其优异的磁学性能，也逐渐发挥出越来越大的作用。随着科学工作者在制备、应用领域的拓展逐渐深入，也使得纳米材料的外形、尺寸的控制日趋完善。因此，磁性纳米材料在机械、电子、化学和生物学等领域有着广泛的应用前景。文章综述磁性纳米材料的制备方法、性能及其近年来在不同领域的应用状况。

关键词：磁性；纳米；制备；性能；应用

Abstract: Nanotechnology is developed in recent years as a kind of science with wide coverage

and multidisciplinary. Magnetic nanoparticles also play an increasing role due to its excellent

magnetic properties．As scientists research take them deeper along the aspects of synthesis and

application．the control of shape and dimensions of magnetic nanoparticles has become more

mature．Therefore, magnetic nanoparticles have wide application propects in machinery,

electronics, chemistry, biology, etc. In this paper，the synthesis method is discussed, the character