聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及研究

pan 静电纺丝薄膜
PAN静电纺丝薄膜是一种由聚丙烯腈（PAN）纤维通过静电纺丝技术制成的薄膜材料。

静电纺丝是一种基于电场力的纤维制备方法，具有简单、高效、低成本等优点，被广泛应用于制备各种纳米纤维和微米纤维。

PAN静电纺丝薄膜的制备过程主要包括溶液配制、静电纺丝和后续处理三个步骤。

首先，将PAN溶解在适当的溶剂中，形成均匀的溶液。

然后，在静电纺丝设备中，将溶液通过喷丝头喷出，同时施加高电压，使得溶液在电场力作用下形成纤维。

最后，通过后续处理如热处理、拉伸等，进一步提高纤维的性能。

PAN静电纺丝薄膜具有许多优异的性能。

首先，它具有高比表面积和孔隙率，使得薄膜具有良好的透气性和吸湿性。

其次，PAN纤维具有较高的力学强度和模量，使得薄膜具有良好的力学性能。

此外，PAN还具有优异的化学稳定性和热稳定性，使得薄膜能够在恶劣环境下保持稳定性。

PAN静电纺丝薄膜在多个领域具有广泛的应用前景。

在过滤领域，PAN静电纺丝薄膜可以作为高效的过滤材料，用于去除空气中的微粒和有害物质。

在生物医学领域，PAN静电纺丝薄膜可以作为生物相容性良好的组织工程支架材料，用于促进细胞生长和组织再生。

在能源领域，PAN静电纺丝薄膜可以作为高性能的电池隔膜材料，提高电池的能量密度和循环寿命。

总之，PAN静电纺丝薄膜是一种具有优异性能和广泛应用前景的薄膜材料。

随着静
电纺丝技术的不断发展和完善，相信PAN静电纺丝薄膜将在更多领域展现其独特的优势和应用潜力。

研究与开发合成纤维工业,2023,46(3):19CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2022-02-21;修改稿收到日期:2023-04-15㊂作者简介:周莹莹(1987 ),女,工程师,硕士,主要研究方向为高性能纤维及其复合材料㊂E-mail:778118956@㊂基金项目:陕西省教育厅2020年度重点科学研究计划(20JS049)㊂铅卤钙钛矿/聚丙烯腈纤维膜的制备及其传感性能研究周莹莹,孙润军,盛翠红(西安工程大学,陕西西安710048)摘㊀要:以溴化铯(CsBr)㊁溴化铅(PbBr 2)为原料,采用室温重结晶法制得铅卤钙钛矿(CsPbBr 3),然后将其与聚丙烯腈(PAN)共混,通过静电纺丝制得CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜,并以纳米纤维膜作为压电层,铜作为上下电极组装成传感器,研究了CsPbBr 3的晶体结构,以及CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜的微观形貌㊁热稳定性及传感性能㊂结果表明:制备的CsPbBr 3颗粒大小均匀,形貌均一;当PAN 质量分数为7%时,CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜中CsPbBr 3颗粒分散均匀,质量损失10%时的热分解温度为480ħ,热稳定性较好;以CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜作为压电层的传感器可以输出稳定的电压㊁电流信号,并且随着压力增加,输出信号逐渐增强,并且能够监测人体各个部位运动产生的生理信号㊂关键词:聚丙烯腈纤维㊀纳米纤维膜㊀铅卤钙钛矿㊀室温重结晶法㊀传感性能中图分类号:TQ342+.39㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001-0041(2023)03-0019-04㊀㊀全无机铅基卤化物钙钛矿由于具有长载流子寿命㊁高载流子迁移率㊁灵活可调的带隙㊁高荧光量子效率等优异性能而备受关注[1]㊂卤化物钙钛矿的通式为ABX 3,其中,A 位和B 位分别为一价和二价阳离子,X 为一价卤化物阴离子(如Cl -㊁Br -㊁I -),通常B 位阳离子和六个卤素离子以八面体形式配位,A 位阳离子位于八面体之间㊂根据A 位阳离子的不同,可将卤化物钙钛矿分为有机-无机杂化卤化物钙钛矿和全无机卤化物钙钛矿[2]㊂卤化物钙钛矿的制备方法主要有热注入法㊁室温重结晶法㊁溶剂热法㊁微波辅助法㊁机械研磨法等[3-4],其中室温重结晶法无需高温,不需要惰性气体辅助,易产业化生产[5]㊂另外,制备的卤化物钙钛矿由于在低温下合成,一般为正交相或四方相结构[6-7]㊂聚丙烯腈(PAN)可以溶解在N ,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,在电场牵拉作用下形成纳米纤维,且所制得纤维具有强度高㊁耐磨损㊁耐腐蚀㊁抗老化㊁与柔性器件制造十分兼容等优异性能,广泛应用于过滤分离㊁电池隔膜㊁生物传感器等领域㊂此外,PAN 纤维还具有良好的热稳定性,是制备碳纤维的重要前驱体[8-10]㊂作者采用室温重结晶法,以溴化铯(CsBr)㊁溴化铅(PbBr 2)为原料制得铅卤钙钛矿CsPbBr 3,然后将其与聚丙烯腈(PAN)共混制备CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜,并以纳米纤维膜作为压电层,铜作为上下电极组装传感器,对其传感性能进行了探索㊂1㊀实验1.1㊀原料CsBr㊁PbBr 2㊁油胺:上海麦克林生化科技有限公司产;油酸:天津富宇精细化工有限公司产;DMF㊁二甲基亚砜(DMSO):天津富宇精细化工有限公司产;环己烷:天津大茂化学试剂厂产;异丙醇:天津富宇精细化工有限公司产;PAN:相对分子质量为15ˑ104,美国SigmaAldrich 公司产㊂1.2㊀仪器与设备Quanta 450扫描电子显微镜:美国FEI 公司制;D /max-RapidⅡ型X 射线衍射仪:日本理学公司制;JDF05静电纺丝机:长沙纳仪仪器科技有限公司制;Pyris 1型热重分析仪:美国PerkinElmer公司制;2450数字源表:美国Keithley 仪器公司制;DZF-2AS 真空干燥箱:北京科伟永兴仪器有限公司制;HD2004W 恒速电动搅拌器:上海司乐仪器有限公司制;离心机:江苏康捷医疗器械有限公司制㊂1.3㊀CsPbBr 3的制备称量摩尔比为1 1的CsBr 和PbBr 2加入到5mL 的DMSO 中,搅拌5min,然后将油酸㊁油胺作为配体加入到CsBr 和PbBr 2的DMSO 溶液中,再加入5mL 环己烷,然后用异丙醇清洗4遍,真空干燥12h,即得CsPbBr 3㊂1.4㊀CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜及传感器的制备将一定量的CsPbBr 3加入到DMF 溶液中,通过超声使其分散均匀,再向溶液中加入一定量的PAN,搅拌均匀制备CsPbBr 3/PAN 纺丝液,再通过静电纺丝制备CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜㊂静电纺丝的电压为17kV,接收距离为15cm㊂其中,加入PAN 质量分数为5%㊁7%㊁10%制备的CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜试样分别标记为CsPb-Br 3/PAN-5㊁CsPbBr 3/PAN-7㊁CsPbBr 3/PAN-10㊂将CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜作为中间层,铜片作为上下电极,分别在上下电极和铜片之间引出导线,最后用聚二甲基硅氧烷将其封装后制得柔性压力传感器㊂CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜及传感器的制备流程见图1㊂图1㊀CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜及传感器的制备流程Fig.1㊀Diagram of CsPbBr 3/PAN nanofibermembrane and sensor preparation1.5㊀分析与测试微观形貌:将纳米纤维膜试样裁剪成2mm ˑ3mm,喷金处理后,采用Quanta 450扫描电子显微镜(SEM)进行观察,放大倍数为1000㊂晶体结构:采用D /max-RapidⅡ型X 射线衍射(XRD)仪测试,测试条件为Cu Ka 射线,电压40kV,电流40mA,扫描速度0.1(ʎ)/s,扫描角(2θ)10ʎ~60ʎ㊂热稳定性:采用Pyris 1型热重(TG)分析仪对试样进行测试㊂取10mg 试样在氮气气氛下以20ħ/min 的升温速率从室温升至1000ħ㊂试样测试前在80ħ下真空干燥10h㊂输出电压:采用2450数字源表对传感器的输出电压㊁输出电流进行测定㊂2㊀结果与讨论2.1㊀微观形貌CsPbBr 3㊁PAN 纳米纤维膜及CsPbBr 3/PAN纳米纤维膜的SEM 照片见图2,PAN 及CsPbBr 3/PAN 纳米纤维的直径分布见图3㊂图2㊀CsPbBr 3及CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜的SEM 照片Fig.2㊀SEM images of CsPbBr 3and CsPbBr 3/PANnanofiber membranes图3㊀PAN 及CsPbBr 3/PAN 纳米纤维的直径分布Fig.3㊀Diameter distribution of PAN and CsPbBr 3/PAN nanofibers㊀㊀从图2㊁图3可以看出:利用油酸㊁油胺作为配体制备的CsPbBr 3颗粒大小均匀,形貌均一;02㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷PAN纳米纤维粗细均匀,表面光滑,直径分布在0.08~0.17μm,平均直径为0.12μm;当PAN质量分数为7%时,CsPbBr3/PAN纳米纤维中CsPb-Br3颗粒均匀地嵌在PAN纳米纤维中,直径分布在0.10~0.18μm,平均直径为0.12μm;但是当PAN质量分数为5%时,CsPbBr3/PAN由于溶液黏度太低,溶液会直接喷到基底上,无法形成射流,基底上收集到的只是前驱体颗粒;当PAN质量分数为10%时,CsPbBr3/PAN由于黏度太高,纺丝过程中在电极丝上容易形成干结的聚合物纤维,堵塞液槽的出液口,不利于纺丝㊂所以,以PAN作为前驱体与CsPbBr3共混进行静电纺丝时,PAN浓度过高或者过低都不利于纺丝,PAN 质量分数为7%较为合适㊂2.2㊀晶体结构从图4可以看出:CsPbBr3在2θ为15.2ʎ㊁21.5ʎ㊁30.5ʎ㊁30.8ʎ㊁38.0ʎ㊁43.9ʎ处存在特征衍射峰,与PDF卡片18-0364的(001)㊁(010)㊁(210)㊁(002)㊁(102)㊁(020)晶面相对应,说明合成的是单斜相的CsPbBr3㊂单斜相的CsPbBr3由于Cs+偏离中心位置,Br八面体晶格畸变使其具有压电效应[8][11]㊂图4㊀CsPbBr3的XRD图谱Fig.4㊀XRD spectrum of CsPbBr32.3㊀热稳定性从图5可以看出:从室温到290ħ,CsPbBr3/ PAN纳米纤维膜质量下降缓慢,这可能是由于纤维中残留的溶剂和吸附水分的挥发造成的;从290ħ到480ħ,CsPbBr3/PAN纳米纤维膜质量损失10%,而PAN纳米纤维膜大约损失了50%的质量,这主要是因为PAN均聚物发生了剧烈的环化交联反应,同时也说明PAN与CsPbBr3复合增强了其热稳定性;继续升温至1000ħ,CsPbBr3/ PAN纳米纤维膜质量迅速下降,而PAN纳米纤维膜质量损失较小,说明该阶段主要是CsPbBr3的质量损失㊂图5㊀CsPbBr3/PAN-7及PAN纳米纤维膜的TG曲线Fig.5㊀TG curves of CsPbBr3/PAN-7and PAN nanofiber membrane1 PAN纳米纤维膜;2 CsPbBr3/PAN-72.4㊀传感性能从图6可以看出,给传感器在垂直方向上分别施加0.05,0.10,0.15kPa的压力,输出电压分别为0.04,0.22,0.51V,输出电压随着施加压力的增大而逐渐增大,表明薄膜表面承受载荷面积越大,其压电输出性能越好㊂图6㊀施加不同压力时传感器的输出电压Fig.6㊀Output voltage of sensor under different pressures ㊀㊀从图7可以看出,给传感器施加2Hz的频率及5kPa的压力,传感器产生均匀的约45pA的电流信号输出,说明传感器电输出性能稳定㊂这是因为CsPbBr3纳米颗粒带隙可调㊁载流子寿命长㊁载流子迁移率高,且与PAN之间的相容性较好,当压电薄膜发生压缩形变时,压电效应诱导的极化电荷易出现这薄膜两端,从而产生电势差,获得输出电压㊂另外,通过激励器对传感器进行循环稳定测试,发现经过500次循环测试后,传感器的输出电压仍保持稳定㊂这表明以CsPbBr3/PAN 纳米纤维为压电层的传感器具有较高的循环稳定12第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀周莹莹等.铅卤钙钛矿/聚丙烯腈纤维膜的制备及其传感性能研究性和良好的灵敏度,能够将人体的生理信号转变为电信号,从而达到监测人体生理状态的作用㊂图7㊀频率2Hz 及压力5kPa 时传感器的输出电流Fig.7㊀Output current of sensor at a frequencyof 2Hz and a pressure of 5kPa3㊀结论a.利用室温重晶法成功制备了单斜相铅卤钙钛矿CsPbBr 3,CsPbBr 3颗粒大小均匀,形貌均一㊂b.当PAN 质量分数为7%时,CsPbBr 3/PAN纳米纤维膜中CsPbBr 3颗粒均匀地嵌在PAN 纳米纤维中,质量损失10%时的热分解温度为480ħ,热稳定性较好㊂c.制备的传感器可以输出稳定的电压㊁电流信号,并且随着压力增加,输出信号逐渐增强,当施加2Hz 的频率及5kPa 的压力,CsPbBr 3/PAN 纳米纤维膜传感器产生均匀的约45pA 的电流信号输出,能够将人体的生理信号转变为电信号,从而达到监测人体生理状态的作用㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀杨伟强.全无机铅卤化物钙钛矿复合材料的制备㊁稳定性提升机光发射器件研究[D].长春:东北师范大学,2020.[2]㊀何淼.高纯度绿光CsPbBr 3-Cs 4PbBr 6复合相纳米晶的合成及其发光二极管应用[D].上海:华东师范大学,2020.[3]㊀张垒.铯铅卤钙钛矿纳米粒子环境友好型制备工艺及荧光性能研究[D].济南:济南大学,2019.[4]㊀王楚滢.铅卤钙钛矿纳米材料的合成与形貌调控[D].南京:南京大学,2018.[5]㊀刘淑华.无机金属卤化物钙钛矿的合成及其光探测性能研究[D].湘潭:湘潭大学,2019.[6]㊀仲启轩.全无机铅卤钙钛矿纳米颗粒的可控制备与表面修饰[D].苏州:苏州大学,2019.[7]㊀荆强.铯铅卤钙钛矿纳米晶的可控合成及稳定性研究[D].南京:南京大学,2019.[8]㊀李霞.卤化物钙钛矿的光电-铁电性能研究[D].吉林:吉林大学,2020.[9]㊀YUAN L J,FAN W,YANG X,et al.Piezoelectric PAN /Ba-TiO 3nanofiber membranes sensor for structural health monito-ring of real-time damage detection in composite[J].Compos-ites Communications,2021,25:100680.[10]袁林佳.压电PAN /BaTiO 3复合纳米纤维膜的制备及应用[D].西安:西安工程大学,2020.[11]KIM D B,PARK K H,CHO Y S.Origin of high piezoelectric-ity of inorganic halide perovskite thin films and their electrome-chanical energy-harvesting and physiological current-sensing characteristics[J].Energy &Environmental Science,2020,13(7):2077-2086.Preparation and sensing performance of lead halide perovskite /polyacrylonitrile fiber membranesZHOU Yingying,SUN Runjun,SHENG Cuihong(Xiᶄan Polytechnic University ,Xiᶄan 710048)Abstract :Lead halide perovskite (CsPbBr 3)was prepared by room-temperature recrystallization method using cesium bromide(CsBr)and lead bromide (PbBr 2)as raw materials and was produced into CsPbBr 3/polyacrylonitrile (PAN)nanofiber mem-brane by blend electrospinning with PAN.A sensor was assembled using the nanofiber membrane as the piezoelectric layer and copper as the upper and lower electrodes.The crystal structure of CsPbBr 3and the micromorphology,thermal stability and sens-ing performance of CsPbBr 3/PAN nanofiber membrane were studied.The results showed that the prepared CsPbBr 3had uniformparticle size and morphology;the CsPbBr 3particles in CsPbBr 3/PAN nanofiber membrane were uniformly dispersed and the ther-mal decomposition temperature was 480ħat the mass loss of 10%,indicating a good thermal stability,when the mass fraction ofPAN was 7%;and sensors using CsPbBr 3/PAN nanofiber membranes as piezoelectric layers could output stable voltage and cur-rent signals and monitor physiological movement signals generated by various parts of the human body because the output signal was gradually strengthened as the pressure increased.Key words :polyacrylonitrile fiber;nanofiber membrane;lead halide perovskite;room-temperature recrystallization method;sensing performance22㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷。

pan纳米纤维膜制备方法
纳米纤维膜是一种具有各种应用潜力的材料，它具有高比表面积、孔径可调、
多孔性和良好力学性能等特点。

pan纳米纤维膜制备方法是一种常见的制备纳米纤
维膜的方法之一。

pan纳米纤维膜的制备方法可以分为溶液旋涂法和电纺法两种。

在溶液旋涂法中，首先将聚丙烯腈（pan）溶解在有机溶剂中制备成均匀溶液。

然后，将溶液倒在旋转的基底上，通过控制旋涂速度和溶液的流动性，使溶液均匀分布在基底上形成薄膜。

接着，将薄膜进行烘干，使溶剂蒸发，最终得到pan纳米纤维膜。

电纺法是一种常用的制备纳米纤维膜的方法。

在该方法中，首先将pan溶解在
有机溶剂中，形成均匀溶液。

随后，将溶液注入到注射器中，并通过高压泵将溶液注射到带有高电压的电极之间。

在电场的作用下，溶液中的聚合物会形成纤维，从注射器中喷出形成纳米纤维膜。

最后，将纳米纤维膜进行烘干，使溶剂蒸发，得到pan纳米纤维膜。

pan纳米纤维膜的制备方法可根据需求进行调整和优化，如改变溶液浓度、旋
涂速度、电纺电压等工艺参数，可以调控纳米纤维膜的孔径和表面形貌。

这种方法简单易行，成本较低，因此在纳米材料研究、分离膜、过滤、催化和能源材料等领域具有广泛应用前景。

静电纺双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备及其性能仝伟;方汝仙;李家炜;易玲敏【摘要】为制备耐磨性能良好的双疏型纤维膜并将其应用于油/水、油/油分离领域,以静电纺丝方法制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为基材,采用多巴胺(DA)与十三氟辛基三乙氧基硅烷(G617)对纤维膜进行改性制得双疏型PAN纤维膜.借助扫描电子显微镜、接触角测量仪、X射线光电子能谱仪等手段探讨纺丝条件、DA与G617用量等对改性前后PAN纤维膜表面形貌以及疏水疏油性能的影响.结果表明:纺丝液中PAN质量分数为13.8％、纺丝电压为18 kV时,纤维形貌最佳;改性后PAN纤维膜的乙二醇接触角可达135.1°,甲苯接触角为0°,水接触角可达141.9°,色拉油接触角可达131.2°;摩擦20次后PAN纤维膜的水、色拉油接触角均大于125°,可顺利实现水/甲苯、甲苯/乙二醇以及甲苯/水乳液的分离.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】8页(P1-8)【关键词】静电纺丝;聚丙烯腈;纳米纤维膜;多巴胺改性;油/水分离;油/油分离【作者】仝伟;方汝仙;李家炜;易玲敏【作者单位】浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进功能涂层研究所,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州 310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进功能涂层研究所,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州 310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进功能涂层研究所,浙江杭州310018;浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州 310018;浙江理工大学材料与纺织学院、丝绸学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进功能涂层研究所,浙江杭州 310018;浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州 310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州 310018【正文语种】中文【中图分类】TQ340.649近年来，人们在进行膜蒸馏或过滤实验时发现，许多疏水膜容易吸附杂质而导致膜污染或润湿而降低其使用性能。

聚丙烯腈基碳纤维的组织结构演变过程研究
聚丙烯腈基碳纤维，是在聚合物材料中发挥重要作用的一种高分子纳米纤维材料，在航空、航天、穿戴设备、智能终端的安全保护和元器件的制造中发挥重要作用。

这种高分子材料的组织结构演变，在纳米技术方面有重要的意义。

首先，我们要了解聚丙烯腈基碳纤维组织结构演变。

研究发现，当聚丙烯腈树脂在熱塑性变形过程中，由于施加的压力使其分子自我组装，在分子结构有序排列后，会生成具有特定厚度的碳纤维表面。

即使不加工压力，树脂仍然可以形成一定厚度的碳纤维，但该组织结构的特性强度低，抵抗性差。

其次，聚丙烯腈基碳纤维组织结构演变可以分为三个阶段，即熔点阶段、颗粒阶段和流平阶段。

在熔点阶段，聚合物物料在施加压力的条件下，因其流体性和塑性性质发生不稳定性，形成类似滴液的形状，有助于分子的有序自我排列；在颗粒阶段，聚丙烯腈树脂由于熔融温度的不同，导致其分子链发生剧烈振动，从而形成类似玻璃的状态；在流平阶段，聚合物物料以施加的压力为动力源，经过长时间的结晶影响和热能合成，形新型的热塑性结构，可以得到丰富的厚层碳纤维。

最后，聚丙烯腈基碳纤维的组织结构演变，有利于改善现有纤维材料的性能，并可用于研发新型的聚丙烯腈基碳纤维，这将有助于提高航空、航天、穿戴设备、智能终端的安全性，满足现代社会对高性能、多重功能材料的需求。

聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及其对金属离子的吸附性能赵振杰;杨雪红;马坤;朱志华;奚桢浩;王杰【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(50)1【摘要】以羧基化聚丙烯腈(CPAN)为原料,通过复合改性和接枝改性的方式,制备β-环糊精(β-CD)/CPAN-g-聚乙烯亚胺(PEI)复合纳米纤维膜,为体系引入亲水的β-CD和吸附性能优异的PEI。

通过红外光谱仪、X射线衍射仪、万能材料试验机、场发射扫描电镜等仪器对复合纳米纤维膜进行结构及性能表征,使用等离子体发射光谱仪、X射线光电子能谱仪探究复合纳米纤维膜对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附性能及吸附机理。

结果表明:改性得到的β-CD/CPAN-g-PEI复合纳米纤维膜具有优异的吸附性能,同时保留了纤维膜原有的力学性能,其对Cd^(2+)和Pb^(2+)的最大吸附量分别为176.67 mg/g和240.83 mg/g,吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,且循环使用5次后仍保持80%以上的吸附性能。

【总页数】10页(P36-45)【作者】赵振杰;杨雪红;马坤;朱志华;奚桢浩;王杰【作者单位】华东理工大学化工学院;中国石化上海石油化工股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ342.34【相关文献】1.AOPAN/PA-66复合纳米纤维膜的制备及对金属离子的吸附性能2.磺胺化聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能3.聚丙烯腈/醋酸纤维素/TiO2复合纳米纤维膜的制备及其光催化降解性能4.聚丙烯腈基Si/C/碳纳米管复合碳纳米纤维膜的制备及其储能性能5.嵌入纳米凹凸棒石的聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及吸附性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

聚丙烯腈纳米纤维的制备一、背景PAN大分子的的结构式如图所示，和一般的高聚物的分子一样，PAN的分子具有链状结构，由于其大分子链上有强极性和体积较大的氰基，使其分子间形成强的作用力。

聚丙烯腈纳米纤维的应用领域非常广泛，主要应用于超级电容器、能源和催化等领域。

Changhua Wang等以聚丙烯腈(PAN)为静电纺丝载体，以硝酸铋为前驱体，通过静电纺丝以及后烧结的方法制备了三氧化二铋的纳米纤维[1]。

Dongfeng Shao等以PAN为载体，醋酸锌为前驱体，结合静电纺丝、溶胶凝胶法制备了表面涂覆氧化锌涂层的碳纳米纤维，该方法可以改善纤维的多种物理化学性能[2]。

Liu等在利用动态水浴法收集了一定量平行电纺PAN 纤维后，对纤维进行了沸水牵伸，而牵伸后的电纺PAN纤维无论是结晶度还是取向度都有大幅度增长，其研究更加说明了电纺PAN在制备高性能纳米碳纤维方面的巨大潜能。

路静通过严格控制PAN电纺过程的各项参数，使电纺纤维在沉积时发生自组装，形成了蜂窝状多孔纳米纤维无纺膜，并将该膜进行热处理后应用于超级电容器电极[4]。

二、纳米纤维的制备2.1仪器和试剂仪器：静电纺丝装置(SS-2535)；磁力搅拌器；电子天平；扫描电镜。

试剂：聚丙烯腈粉末(PAN1015)；DMF（市售，分析纯）；2.2聚丙烯腈纳米纤维膜的制备使用静电纺丝装置制备纳米纤维膜。

按照一定质量比，将PAN粉料与DMF混合放置在烧瓶中，密封后置于75℃恒温水浴中机械搅拌24h，直至获得透明均一溶液。

使用静电纺丝机进行PAN纤维的制备，正极电压可调节范围为16～20kV，PAN溶液用注射器装盛，针头接电源正极。

将带有PAN／DMF溶液的注射器固定在推注上，设定好接收距离。

接收器为一长35cm，直径10cm的不锈钢滚动圆筒，接电源负极，负电压为2kV。

打开电源，按照实验计划设置实验进行静电纺丝实验。

三、结构表征扫描电子显微镜广泛应用于对静电纺纤维表面形貌的观察。

导语聚丙烯腈，化学式为(C3H3N)n，是一种高分子化合物，由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。

大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77%。

它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。

聚丙烯腈1结构(a)螺旋构象；(b)平面Z型构象PAN是一种较难结晶的聚合物，不同于其他极性烯烃类聚合物，即使是无规PAN也可以形成二维有序的准晶结构或三维有序的结晶结构。

对于二维有序准晶结构的PAN，普遍认为有两种结晶结构，一种属于六方晶系，一种属于正交晶系。

2聚丙烯腈如何制备？1.溶液聚合溶液聚合方法是将丙烯腈、溶剂和引发剂混合，形成均匀的溶液，经过加热到一定的温度后，引发剂开始催化聚合反应，聚合生成聚丙烯腈。

溶液聚合法的最大优点在于可以控制聚合过程中物料的组成以及反应温度，从而得到具有不同性能的聚丙烯腈。

溶液聚合反应结束后，通过蒸发或萃取使剩余的溶剂被去除。

2.悬浮聚合悬浮聚合方法是将丙烯腈和引发剂混合到水和表面活性剂组成的体系中，形成微小的液滴，并在液滴表面进行聚合反应，最终生成聚丙烯腈微粒。

悬浮聚合法的优点在于反应速度快、聚合产物颗粒均匀、操作简单等，但难以对反应过程进行精确的控制。

3聚丙烯腈的结构导致其有哪些特殊的性质？由于聚合物主链上的碳-碳键为单键，链具有柔性，可以进行一定程度的移动，有利于材料加工成纤维或膜的能力。

同样重要的是腈(-CN) 基团的存在，它是极性的，这意味着它会吸引水分子，使PAN 具有一定的亲水性或吸水性。

此外，腈基可以参与氢键结合，从而赋予材料额外的性能。

4聚丙烯腈的应用有哪些？1. 纺织品：聚丙烯腈纤维具有优异的强度和耐磨性，被广泛用于制作衣物、地毯、窗帘等纺织品。

聚丙烯腈主要用于制造合成纤维(如腈纶)。

纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。

微纳层叠带状聚丙烯腈初生纤维的制备及性能研究
缪顺福;谭晶;赵儒硕;杨卫民;程礼盛;魏鹤琳
【期刊名称】《化工新型材料》
【年(卷),期】2024(52)6
【摘要】以聚丙烯腈(PAN)和二甲基亚砜(DMSO)为原料,采用新型微纳层叠挤出技术制备了微纳层叠带状聚丙烯腈(PAN)基初生纤维,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子万能试验机对初生纤维的性能进行了研究。

分析了纤维凝固成形过程中空气层高度、凝固浴温度、凝固浴浓度对微纳层叠带状PAN初生纤维性能的影响。

结果表明:层叠带状PAN初生纤维相比于传统圆形截面纤维,在纺丝过程中能保持良好的带状截面不变形;并且在空气层高度为30mm,凝固浴温度为45℃,凝固浴浓度为40%工艺条件下制备的层叠带状PAN初生纤维综合性能较好,获得了结晶度为31.3%,晶粒尺寸为4.53nm,拉伸强度为14.60MPa的层叠带状PAN初生纤维。

【总页数】5页(P89-93)
【作者】缪顺福;谭晶;赵儒硕;杨卫民;程礼盛;魏鹤琳
【作者单位】北京化工大学机电工程学院;有机无机复合材料国家重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TQ342.74
【相关文献】
1.微纳层叠聚丙烯腈凝胶流动特性的数值模拟研究
2.微纳层叠共挤PP/PA6/CNTs 原位微纤复合膜的制备及性能研究
3.基于微纳层叠共挤的PLA/PCL可降解微层薄膜的制备及性能研究
4.基于微纳层叠技术的聚合物纳米纤维制备及应用研究进展
5.凝固浴牵伸对微纳层叠带状PAN原丝性能的影响
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专利名称：一种聚丙烯腈基纳米纤维膜及其制备方法及应用专利类型：发明专利
发明人：王久生,张春波,郭慧,孙墨杰,王冬,吴琼,宋晓晨
申请号：CN201810830988.2
申请日：20180725
公开号：CN108866824A
公开日：
20181123
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种聚丙烯腈基纳米纤维膜及其制备方法及应用，属于水处理技术领域。

包括纯聚丙烯腈基纳米纤维膜制备和聚丙烯腈基纳米纤维膜制备，在常规回流装置中，加入上述纳米纤维膜0.345g、硫代乙酰胺3.8655g及HO、DMF配置的混合液，控制pH值为9，反应温度90℃，进行反应12h，得到聚丙烯腈基纳米纤维膜。

本发明极大的提高了对重金属铜离子的吸附性能，为纳米纤维膜材料的实际应用提供了理论支撑，本发明聚丙烯腈基纳米纤维膜材料的制备过程简单，吸附量高，应用前景广阔。

申请人：吉林省电力科学研究院有限公司,东北电力大学,国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,国家电网公司
地址：130000 吉林省长春市人民大街4433号
国籍：CN
代理机构：吉林长春新纪元专利代理有限责任公司
代理人：魏征骥
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静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜*高大伟,王清清,魏取福,蔡以兵,乔 辉,徐凤凤(江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡214122)摘要 采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(P A N)/聚醋酸乙烯酯(P VA c)复合纳米纤维膜。

利用原子力显微镜(A FM )、电子显微镜(SEM )分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PA N 、P AN /PV A c 、PV A c 纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(T G)分析了PV Ac 的加入对复合纤维膜热性能的影响。

结果表明,当m (PA N)B m (P V Ac)=5B 5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PA N 与PV Ac 之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。

关键词 聚丙烯腈 聚醋酸乙烯酯 静电纺丝 复合纳米纤维 聚合物电解质中图分类号:T Q 342+.39 文献标识码:AFabrication of PAN/PVAc Composite Nanofibers Membrane through ElectrospinningGA O Daw ei,WANG Qingqing,WEI Qufu,CA I Yibing,QIAO Hui,XU Fengfeng(K ey L abo rato ry of Eco -T ex tile of M inistr y o f Educat ion,Jiang nan U niver sity,Wux i 214122)Abstract PA N/P VA c composite nanofiber s membr ane w as fabricated v ia electr ospinning.A F M and SEMw ere used to investig ate the distr ibution and ov erall mor pholog y of nanof iber membrane as w ell as the sur face mor -pho lo gy of sing le specific nanofiber.FT-IR and T G w ere employ ed to study the molecular str uctur e and the heat r e -sistance pro per ties,r espectiv ely.T he results sho w that w hen t he weight ratio o f P AN /PV A c is 5B 5and the mass fr action is 10%,the membrane fabricated is mo st favo rable for po lymer electro lyt es.T he heat r esist ance of nanofiber s membrane is impro ved because o f the pr esence o f new chemica l bond.Key w ords PA N ,P V Ac,electro spinning,composite nano fibers,polymer electro ly te*教育部博士点专项基金(20090093110004);新世纪优秀人才计划(N CET -06-0485)高大伟:男,1983年生,博士研究生,研究方向为功能性复合纳米材料 魏取福:通讯作者,教授,主要从事功能纺织品的研究 E -mail:qfwei@jiang 0 引言聚合物锂离子电池是隔膜/电解质一体化的一种新型锂离子电池,具有高电压、高比能量、长循环寿命、清洁无污染、可薄形化和任意形状化等优点[1],不会产生漏液与燃烧爆炸等安全问题[2],成为新一代锂离子电池的发展方向。