[发明专利]一种光电磁三功能两股并行纳米纤维束

权利要求书

1.一种光电磁三功能两股并行纳米纤维束，其特征在于，纳米纤维材料呈现两股并行纳米纤维束结构，具有发光、导电和磁性三种功能，两股并行纳米纤维束中单股纳米纤维的直径为200nm，长度大于50μm。

2.一种如权利要求1所述的光电磁三功能两股并行纳米纤维束的制备方法，其特征在于，采用静电纺丝技术，使用并列双喷丝头，高分子模板剂为分子量90000的聚乙烯吡咯烷酮PVP，N,N-二甲基甲酰胺DMF为溶剂，制备产物为[Tb(BA)₃phen/PVP]//[PANI/Fe₃O₄/PVP]光电磁三功能两股并行纳米纤维束，其步骤为：

(1)沉淀法制备Tb(BA)₃phen配合物

将1.8693g Tb₄O₇溶于10ml浓盐酸中，蒸发除去过量的浓盐酸得到TbCl₃固体，加入10ml无水乙醇得到TbCl₃乙醇溶液，将1.8320g苯甲酸HBA和0.9910g邻菲罗啉Phen溶于100ml无水乙醇中，水浴加热至50～60°C，滴加TbCl₃乙醇溶液，滴加浓NH₃·H₂O调节pH为6～6.5，在滴加过程中会不断产生白色沉淀，搅拌使之反应3h，所得沉淀物离心分离后，分别用乙醇和去离子水洗涤3次，于60°C干燥12h，得到Tb(BA)₃phen；

(2)沉淀法制备Fe₃O₄纳米晶

将5.4060g FeCl₃·6H₂O，2.7800g FeSO₄·7H₂O，4.04g NH₄NO₃和1.9g分子量为20000的聚乙二醇溶于100ml去离子水中，加热至50°C并通入氩气30min，然后缓慢滴加氨水至溶液的pH值为11，继续通氩气20min得到黑色悬浊液，将此悬浊液磁分离后，用无水乙醇和去离子水依次洗涤三次，将产物置于60°C的真空干燥箱中干燥12h，得到直径为8-10nm的Fe₃O₄纳米晶；

(3)配制纺丝液

将0.225g Tb(BA)₃phen和1.5g PVP加入到11g DMF中，磁力搅拌12h，得到纺丝液I，将0.75g Fe₃O₄纳米晶分散于7g DMF中，超声分散15min后，加入0.75g苯胺，0.9336g樟脑磺酸和1.5g PVP，磁力搅拌2h后，放置于0°C冰箱内静置1h，将1.84g过硫酸铵分散于4g的DMF中，放置于0°C冰箱内静置1h，将过硫酸铵溶液滴加到苯胺溶液中，磁力搅拌10min后，放置于0°C冰箱内反应24h，使苯胺聚合成聚苯胺PANI，得到纺丝液II；

(4)制备[Tb(BA)₃phen/PVP]//[PANI/Fe₃O₄/PVP]光电磁三功能两股并行纳米纤维束

喷丝头由两个截平的直径相同的注射器针头靠在一起组成的并列双喷丝头，两个针头为截平后的8#不锈钢针头，外径为0.8mm，内径为0.49mm，将配制好的两个纺丝液分别加入到两个注射器管中，采用静电纺丝技术，应用竖喷方式，喷头与水平面垂直，施加电压为16kV，喷头到接收屏铁丝网的固化距离为15cm，室内温度为15°C～20°C，相对湿度为40%～50%，随着溶剂的挥发，在作为负极的铁丝网上就可以收集到表面光滑的[Tb(BA)₃phen/PVP]//[PANI/Fe₃O₄/PVP]光电磁三功能两股并行纳米纤维束，单股纳米纤维的直径为200nm，长度大于50μm，在273nm的紫外光激发下，发射出主峰位于544nm的明亮绿光，其电导率为8.953×10^-4S/cm，饱和磁化强度为11.42emu/g，该两股并行纳米纤维束具有发光、导电和磁性三功能。