[发明专利]一种TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201910856216.0 | 申请日： | 2019-09-11 |
| 公开（公告）号： | CN110528113A | 公开（公告）日： | 2019-12-03 |
| 发明（设计）人： | 杜甫佑;黄祝君;孙灵顺;阮贵华 | 申请（专利权）人： | 长沙学院 |
| 主分类号： | D01F8/08 | 分类号： | D01F8/08;D01F1/10;D01D5/00;D01D5/34;B01J20/26;B01J20/30;B01J20/28;B01J31/38;B01J35/06;B01J35/02;B01J37/34;C02F1/72;C02F1/32;C |
| 代理公司： | 43213 长沙朕扬知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 郭蓓霏<国际申请>=<国际公布>=<进入 |
| 地址： | 410022 湖*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 纤维材料 电纺丝 降解 吸附 马来酸酐共聚物 纳米纤维材料 聚丙烯腈 石墨烯基 吸附量 吸附性 重现性 掺杂 还原氧化石墨烯 纳米纤维丝 纺丝电压 降解性能 接收距离 纳米纤维 外层组成 聚合物 灵敏度 内芯 制备 裸露 调控 优化 应用 | ||
1.一种TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料，其特征在于，所述TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料为以聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-TiO2为内芯、聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-还原氧化石墨烯为外层组成的纳米纤维丝。
2.根据权利要求1所述的TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料，其特征在于，所述TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料中，所述聚丙烯腈-马来酸酐共聚物、TiO2和还原氧化石墨烯的质量比为7-9:1:2-4；所述TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料的横截面直径为300-500nm，比表面积为28.0-29.0m2/g。
3.根据权利要求1或2所述的TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料，其特征在于，所述聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-TiO2由聚丙烯腈-马来酸酐共聚物溶解在N,N-甲基甲酰胺中，并向内掺杂TiO2后得到；所述聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-还原氧化石墨烯由聚丙烯腈-马来酸酐共聚物溶解在N,N-甲基甲酰胺中，并向内掺杂氧化石墨烯，经还原氧化石墨烯后得到。
4.一种TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用非离子聚合方法合成聚丙烯腈-马来酸酐共聚物；
(2)将所述步骤(1)得到的聚丙烯腈-马来酸酐共聚物溶解在N,N-甲基甲酰胺中，并向内分别掺杂氧化石墨烯和TiO2，得到聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-氧化石墨烯混合液和聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-TiO2混合液；
(3)将所述步骤(2)得到的聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-氧化石墨烯混合液和聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-TiO2混合液进行静电纺丝，制得内芯为聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-TiO2、外层为聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-氧化石墨烯的电纺丝纤维，放入乙二胺溶液中，置于真空干燥箱中进行反应以还原氧化石墨烯，得到聚丙烯腈-马来酸酐共聚物-TiO2-还原氧化石墨烯电纺丝纳米纤维，即为所述的TiO2掺杂石墨烯基电纺丝增强纳米纤维材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述采用非离子聚合方法合成聚丙烯腈-马来酸酐共聚物的具体操作包括如下步骤：称取质量比为1:1.5-2:95-100的Na2SO3、K2S2O8和马来酸酐，加入到三口烧瓶中，另量取体积比为0.6-0.7:1的丙烯腈和去离子水倒入烧瓶中，用稀硫酸调节溶液pH至1.0-3.0，在氮气保护下加热至50-70℃反应2-4h，取出白色聚合物用水和乙醇冲洗，过滤后置于真空干燥箱中50-70℃干燥10-15h，即得到聚丙烯腈-马来酸酐共聚物。
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