纳米纤维薄膜的制备及其应用

纳米纤维制备方法

纳米纤维制备方法有多种，以下列举几种典型的方法：

1. 电纺法

电纺法是一种制备纳米纤维的常用方法，它通过在高电场下将高分子聚合物或其他材料推出液滴，让液滴在飞行过程中发生拉伸和扭曲，形成极细的纤维。该技术具有简单、成本低、易控制等优势。

2. 喷雾干燥法

喷雾干燥法是将高分子聚合物或其他材料的溶液或悬浮液喷雾成细小液滴，并采用热空气、真空、惰性气体等干燥方法，使液滴在干燥过程中形成纳米纤维。

3. 自组装法

自组装法是一种用自组装的技术制备纳米纤维的方法。它通过控制薄膜自组装成分的浓度、温度、PH值等因素，利用分子自组装形成超分子结构，从而形成一定形态的纳米纤维。

4. 纳米压延法

纳米压延法是利用材料在纳米尺度下的特性，采用机械或化学方法在压延过程中制备纳米纤维。这种方法不仅能够制备大面积、高品质的纳米纤维，而且操作简单、成本较低。

- 1 - 纳米纤维膜的特点

纳米纤维膜是一种由纳米纤维构成的薄膜，具有以下特点：

1. 高比表面积：纳米纤维膜的纳米纤维直径通常在10-1000纳米之间，因此具有非常高的比表面积，能够提高物质的吸附和反应速率。

2. 高孔隙率：由于纳米纤维的互相交织和侧向连接，纳米纤维膜具有高孔隙率，使其具有良好的渗透性和过滤效果。

3. 高强度：纳米纤维膜的纳米纤维之间相互交织，形成了一种高度有序的结构，这种结构赋予了纳米纤维膜极高的强度和韧性。

4. 超疏水和超亲水：由于纳米纤维膜的微观结构，其表面具有特殊的超疏水或超亲水性质，可以应用于自清洁、防污染、防水等领域。

5. 可控性好：纳米纤维膜的制备可以通过改变纳米纤维的直径、形态、密度、排列方式等参数来实现对纳米纤维膜结构和性能的控制。

6. 应用广泛：纳米纤维膜具有良好的渗透性、过滤效果、防污染性能等特性，可以应用于水处理、空气净化、医疗、能源、电子等众多领域。

技术与市场　援恭硼｝发　第１７卷第６￣２０１０年　

碳纳米纤维的制备及应用　

乔　辉　杨　笑　魏金柱　

江南大学生态纺织教育部重点实验室　江苏无锡２１４１２２　

摘要：本文介绍了碳纳米纤维的主要制备方法。包括化学气相沉积法、静电纺丝法及固相合成法等。并讨论了碳纳　

米纤维在复合材料、锂离子电池负极材料、纳米电子器件、储氢材料等方面广阔的应用前景。　关键词：碳纳米纤维静】备方法应用　

ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１０．０６．００５　

１．前言　２．１．１热化学气相沉积法　

碳纳米纤维（Ｃａｒｂｏｎ　Ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ简称ＣＮＦｓ）是由多层石墨　按催化剂加入或存在的方式不同，可将热化学气相沉积法　

片卷曲而成的纤维状纳米炭材料，它的直径一般在１０　ｎｍ一５００　分为以下几种：基体法、喷淋法和气相流动催化法。　

ａｍ，长度分布在０．５　ｍ～１００　ｍ，是介于纳米碳管和普通碳纤　１）基体法　

维之间的准一维碳材料，具有较高的结晶取向度、较好的导电　基体法是在陶瓷或石墨基体上均匀散布纳米催化剂颗粒　

和导热性能。碳纳米纤维除了具有化学气相沉积法生长的普　（多为Ｆｅ、ｃｏ、Ｎｉ等过渡金属），高温下通入烃类气体热解，使之　

通碳纤维低密度、高比模量、高比强度、高导电、热稳定性等特　分解并析出碳纳米纤维。基体法可制备出高纯碳纳米纤维，但　

性外，还具有缺陷数量少、长径比大、比表面积大、结构致密等　超细催化剂颗粒制备困难，一般颗粒直径较大，较难制备细直　

优点。它是一种高性能纤维，既具有碳材料的固有本征，又兼　径的碳纳米纤维，此外，碳纳米纤维只在喷洒了催化剂的基体　

备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代军民两用新材料，已广　上生长，因而产量不高，难以连续生长，不易实现工业化生产。　

泛用于航空航天、交通、体育与休闲用品、医疗、机械、纺织等各　２）喷淋法　

领域。　喷淋法是将催化剂混于苯等液态有机物中，然后将含催化　

２．碳纳米纤维的制备　剂的混合溶液喷淋到高温反应室中，制备出碳纳米纤维。该方　碳纳米纤维的制备方法有很多，主要包括化学气相沉积　法可实现催化剂的连续喷人，为工业化连续生产提供了可能，　

２２　广东化工　

ＷＷＷ．ｇｄｃｈｅｍ．ＣＯＩＴＩ　２０Ｉ　８年第１０期　

第４５卷总第３７２期　

疏水纳米纤维素薄膜制备与表征　

李颖，孟佳成，徐嘉航，范文豪，　

（东北林业火学材料科学与上　学院，　龙ｉ１　张童，刘守新　

哈尔滨１５００４０）　

［摘要］以微晶纤维素为原料，在氮气保护＇Ｆ与十八酰氯发生反应，经离心洗涤分离制得具有疏水特性的纳米纤维素薄膜。利Ｉ｛＝ｌ接触角、ＳＥＭ　

和ＦＴＩＲ等表征手段对其进行表征分析。研宄表明：随着反应物十八酰氯量的增加，反应更加充分，制备的薄膜疏水性能更好　随着十１八酰氯的　

用量的增加，所制得的薄膜由棒状的微晶纤维素颗粒变为具有球形结构韵纳米纤维素组成。　

［关键词】疏水；纳米纤维素；薄膜　［中图分类－￣］ＴＱ　［文献标识码】Ａ　【文章编号］１００７．１８６５（２０１８）１０．００２２—０２　

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ　Ｆｉｌｍ　

Ｌｉ　Ｙｉｎｇ，Ｍｅｎｇ　Ｊｉａｃｈｅｎｇ，Ｘｕ　Ｊｉａｈａｎｇ，Ｆａｎ　Ｗｅｎｈａｏ，Ｚｈａｎｇ　Ｔｏｎｇ，Ｌｉｕ　Ｓｈｏｕｘｉｎ　

（Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｎｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ　１　５００４０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｏ　ｒｅａｃｔ　ｗｉｔｈ　Ｓｔｅａｒｏｙｌ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｎａｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｆｉｈｎｓ　ｗｉｔｈ　

ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ　ｎａｎｏ—ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ　ｆｉｌｍｓ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ　ｂｙ　ｍｅａｌ１ｓ　ｏｆ　ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ