靜電紡絲法制備一維鐵及其氧化物納米材料及其性能表征研究.pdf

1、目前靜電紡絲技術(shù)發(fā)展迅速，并引起了世界各國的廣泛關(guān)注。本文在這個(gè)研究背景下開展工作，采用硝酸鐵和PVA為主要原料，利用靜電紡絲技術(shù)成功制備了PVA純納米纖維、PVA/Fe(NO3)3復(fù)合納米纖維、Fe2O3納米纖維及納米管、Fe3O4納米管和Fe納米纖維。分析了靜電紡絲法的各種影響因素，并借助XRD、FTIR、TG-DSC、SEM、TEM和VSM等先進(jìn)儀器表征了上述一維納米結(jié)構(gòu)材料的物相、形貌、結(jié)構(gòu)及其性能。
　　利用靜電紡絲法成

2、功制備了純PVA納米纖維，并分析了電紡工藝參數(shù)對(duì)紡絲效果和纖維粗細(xì)度的影響。得到電紡優(yōu)化工藝為：電紡液PVA濃度12%，電紡電壓20kv和接收距離16cm。
　　利用靜電紡絲法成功制備了PVA/Fe(NO3)3復(fù)合納米纖維，并分析了電紡工藝參數(shù)對(duì)紡絲效果和纖維粗細(xì)度的影響。通過實(shí)驗(yàn)比較，最終選擇了電紡液PVA濃度為13%，電紡電壓為27kv，接收距離11cm為最佳電紡參數(shù)，成功制備出Fe(NO3)3/PVA復(fù)合納米纖維膜。

3、　　通過改變燒結(jié)工藝，成功制備出Fe2O3納米纖維及納米管，F(xiàn)e3O4納米管和Fe實(shí)心納米纖維，研究了Fe2O3納米纖維及管的形成機(jī)理。應(yīng)用最佳電紡液和最佳的電紡參數(shù)制備了PVA/Fe(NO3)3復(fù)合纖維。直徑大約為350nm左右，表面光滑，且長徑比大。在空氣中煅燒復(fù)合纖維至550℃，通過控制升溫速率來控制微結(jié)構(gòu)，當(dāng)升溫速率為1℃/min，得到Fe2O3實(shí)心納米纖維，而當(dāng)10℃/min升溫時(shí)，得到Fe2O3空心納米管(其內(nèi)徑和外徑大約分

4、別為60nm和100nm)。380℃還原Fe2O3納米管得到Fe3O4納米管(外徑和內(nèi)徑分別大約為100nm和50nm左右)。通過氫氣中700℃還原一維納米Fe2O3制備得一維Fe納米材料。
　　研究了不同含量Fe2O3納米管對(duì)高氯酸銨的熱分解催化作用，F(xiàn)e3O4納米管及Fe納米纖維的磁性能。隨著Fe2O3納米管含量的增加，催化效果越明顯。其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的Fe2O3納米管，可降低高溫分解溫度86.2℃。Fe3O4納米管的磁飽