靜電紡絲制備功能納米纖維材料及其在SERS中的應(yīng)用.pdf

1、靜電紡絲是一種簡(jiǎn)便的，借助于高壓靜電作用，以聚合物溶液或熔體為原料來(lái)制備高聚物纖維的方法。它制備的纖維直徑范圍在幾十納米至幾微米之間，具有比表面積高，制備方法簡(jiǎn)單，材料及形貌可控，取料廣泛等優(yōu)點(diǎn)。因此在能源存貯、衛(wèi)生保健、生物技術(shù)以及防護(hù)安全等領(lǐng)域有許多用途。
　　 Ti02和Si02都是重要的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體功能材料，具有優(yōu)異的濕敏、氣敏、介電效應(yīng)、光電轉(zhuǎn)化等性能，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在傳感器、介電材料、自潔材料和催化載體、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)

2、域。
　　 表面拉曼增強(qiáng)現(xiàn)象(Surface-enhanced Raman Scattering，SERS)自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于界面化學(xué)、傳感和生物分析等相關(guān)檢測(cè)領(lǐng)域。由于SERS方法在檢測(cè)分子信號(hào)時(shí)，具有極高的檢測(cè)靈敏度及選擇性，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)、微區(qū)檢測(cè)及原位檢測(cè)。然而，SERS技術(shù)在其應(yīng)用過(guò)程中存在結(jié)果難以重復(fù)的缺陷，而且只有金、銀、銅等少數(shù)幾種貴金屬才具有較高的增強(qiáng)因子（l06～1010數(shù)量級(jí)），這大大限制了SER

3、S技術(shù)的應(yīng)用。隨著研究的深入，非金屬材料，特別是半導(dǎo)體材料已經(jīng)被用來(lái)作為理想的SERS基底材料，應(yīng)用于分子信號(hào)的檢測(cè)。
　　 本文基于同軸靜電紡絲技術(shù)的基礎(chǔ)之上，搭建了可視化同軸共紡裝置，制備得到了微/納米級(jí)中空TiO2纖維、中空Ti02/Si02復(fù)合纖維，并將其作為基底材料應(yīng)用于SERS。本論文的主要研究?jī)?nèi)容有：
　　 1)搭建了可視化同軸共紡裝置，實(shí)現(xiàn)了同軸共紡制備中空、核殼復(fù)合纖維實(shí)驗(yàn)過(guò)程的可視化操控。并通過(guò)改進(jìn)電

4、紡有序纖維的收集裝置，顯著地提高了電紡纖維的有序度，從而大大拓展了定向有序納米纖維在其相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
　　 2)基于可視化同軸共紡裝置制備了中空Ti02纖維、中空Ti02/Si02復(fù)合纖維。通過(guò)討論核、殼質(zhì)溶液注射速度以及工作電壓對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，確定了制備中空Ti02纖維、中空Ti02/Si02復(fù)合纖維的最佳實(shí)驗(yàn)條件。
　　 3)采用物理吸附與高溫?zé)Y(jié)相結(jié)合的方法，將高溫氧化還原法制備得到Ag納米粒子沉積在纖維表