[发明专利]一种聚合物纤维基ZnO纳米线纤维的制备方法

摘要

本发明涉及纤维制造技术领域，特别是一种聚合物纤维基ZnO纳米线纤维的制备方法，包括以下步骤(1)将聚合物溶液和ZnO前驱体通过静电纺丝得到含有聚合物和ZnO前躯体的纳米纤维；(2)将纳米纤维通过低温热处理的方式得到内部分布均匀ZnO纳米颗粒的纳米纤维；(3)结合水热法，将纳米纤维放入生长液中生长一定的时间，使得纳米纤维表面和内部的ZnO纳米颗粒自组装生长为ZnO纳米线，形成聚合物纤维基ZnO纳米线纤维。本发明制备的聚合物纤维基ZnO纳米线纤维机械性能良好，且含有高比例纳米氧化锌。

主权项

一种聚合物纤维基ZnO纳米线纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚合物溶液和ZnO前驱体进行混合配比，ZnO前驱体的质量分数为0.1～60％，配比混合，在温度为20℃～200℃的条件下加热搅拌数个小时，得到静电纺丝的溶液；将该溶液转移到注射器或者贮液池中，控制静电纺丝电压为10KV～100KV，接收单元到纺丝喷头单元的距离为6cm～100cm，溶液流速根据具体的纺丝溶液进行调整，于静电纺丝装置中进行静电纺丝，得到含有聚合物和ZnO前躯体的纳米纤维；(2)将步骤(1)得到的纳米纤维通过低温热处理，保温时间为6～36小时，得到内部分布均匀ZnO纳米颗粒的纳米纤维；(3)结合水热法，将步骤(2)得到的内部分布均匀ZnO纳米颗粒的纳米纤维放入盛有生长液的水热反应釜中进行生长；生长液的配置过程中，首先在去离子水中加入六水硝酸锌或氯化锌、HMTA，摩尔质量比为1:1～1:20，再添加氨水、PEI，并在220r/min～280r/min的转速磁力搅拌6min～15min，得到水热反应生长液，倒入反应釜中，反应釜中放有(2)中制备好的内部分布均匀ZnO纳米颗粒的纳米纤维，盖上反应釜盖子，在10℃～100℃的温度条件下保温生长一定的时间，使得纳米纤维表面和内部的ZnO纳米颗粒自组装生长为ZnO纳米线，形成聚合物纤维基ZnO纳米线纤维，然后打开反应釜，取出制备好的纳米纤维膜，在空气中自然冷却到室温，用蒸馏水清洗干净；步骤(1)中所述的聚合物溶液为PAN、PES、PA6或不溶于碱性溶液和水溶性的聚合物中任意一种；步骤(1)中所述的ZnO前驱体为醋酸锌、氯化锌或锌盐中的任一种；步骤(2)中所述的低温热处理的温度为30～500℃；步骤(3)中所述的生长液以铵盐和锌盐的混合物为主要成分，添加物为聚醚酰亚胺(PEI)或者氨水；铵盐和锌盐按摩尔比的配比比例为1:0.1～50。