柔性一维微纳米结构的电纺技术构筑与光电磁功能化研究

发布时间：2021-01-28 14:36

　　随着纳米科技的发展,对材料提出更高的要求。光电磁多功能材料由于比其单一功能材料具有更优越的性能,以及在生物医学和柔性电子器件等领域有重要的应用前景,因此已成为化学和材料科学领域的研究热点之一。对于光电磁多功能材料来说,当磁性物质和导电物质与发光物质直接混合,将会严重影响材料的荧光性能。为了降低磁性物质和导电物质对发光物质的不利影响,需要构筑特殊的结构将磁性物质和导电物质与发光物质进行有效分离,从而使材料获得更好的光电磁多功能特性。本论文中通过设计并组装独特的纺丝喷丝头,构建相应的纺丝装置,设计并采用静电纺丝技术制备了一维Janus纳米带和Janus微米纤维作为构筑单元,并采用特殊的收集装置构筑了具有光电磁多功能特性的Janus纳米带阵列膜和Janus微米纤维阵列。随后,将这些Janus结构阵列拓展构筑了具有光电磁特性的二维左右结构、上下结构和台阶形结构的Janus阵列膜。阐明了光电磁相互作用机制和这些新材料的形成机理,建立了其构筑新技术。与对比样相比,这些特殊结构的Janus阵列膜具有更好的导电各向异性、磁性、上转换和下转换荧光特性。采用不同策略将左右结构和上下结构Janus纳米带阵列... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：186 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 静电纺丝技术制备纳米材料的研究进展
        1.1.1 静电纺丝技术概述
        1.1.2 静电纺丝技术参数
        1.1.3 改进的静电纺丝技术
    1.2 稀土发光材料的研究
        1.2.1 上转换荧光材料的研究
        1.2.2 下转换荧光材料的研究
    1.3 各向异性导电材料的研究
        1.3.1 各向异性导电材料的概述
        1.3.2 各向异性导电材料的研究进展
    1.4 光电磁多功能材料的研究进展
    1.5 课题设计与研究内容
第2章 实验药品、仪器和测试方法
    2.1 实验药品及试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 表征方法
        2.3.1 X-射线衍射（XRD）分析
        2.3.2 热重（TG）分析
        2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）及能量色散谱（EDS）分析
        2.3.4 光学显微镜（OM）分析
        2.3.5 导电性质分析
        2.3.6 荧光光谱分析
        2.3.7 磁性质分析
第3章 Janus阵列膜的构筑及其光电磁特性研究
    3.1 引言
    3.2 Janus纳米带阵列膜的构筑及其性能研究
        3.2.1 实验部分
2O₃:Yb³⁺, Er³⁺NPs的制备">            3.2.1.1 Y₂O₃:Yb³⁺, Er³⁺NPs的制备
3O₄ NPs的制备">            3.2.1.2 包覆油酸的Fe₃O₄ NPs的制备
            3.2.1.3 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的制备
            3.2.1.4 目标产物及其对比样的制备
        3.2.2 结果与讨论
            3.2.2.1 XRD分析
            3.2.2.2 形貌和结构分析
            3.2.2.3 上转换荧光分析
            3.2.2.4 电性质分析
            3.2.2.5 磁性质分析
        3.2.3 小结
    3.3 左右结构的Janus膜的构筑及其性能研究
        3.3.1 实验部分
3phen的制备">            3.3.1.1 Eu（BA）₃phen的制备
2O₃:Yb³⁺, Er³⁺ NPs的制备">            3.3.1.2 Y₂O₃:Yb³⁺, Er³⁺ NPs的制备
            3.3.1.3 PMMA的制备
            3.3.1.4 左右结构的Janus膜的组成
            3.3.1.5 目标产物及其对比样的制备
        3.3.2 结果与讨论
            3.3.2.1 XRD分析
            3.3.2.2 形貌和结构分析
            3.3.2.3 电性质分析
            3.3.2.4 荧光性质分析
            3.3.2.5 三维Janus管的构筑及性能
        3.3.3 小结
    3.4 上下结构的Janus膜的构筑及其性能研究
        3.4.1 实验部分
2O₃:Yb³⁺, Er³⁺ NPs的制备">            3.4.1.1 Y₂O₃:Yb³⁺, Er³⁺ NPs的制备
3（TPPO）₂的制备">            3.4.1.2 Tb（TTA）₃（TPPO）₂的制备
3O₄ NPs的制备">            3.4.1.3 包覆油酸的Fe₃O₄ NPs的制备
            3.4.1.4 PMMA的制备
            3.4.1.5 上下结构的Janus膜的组成
            3.4.1.6 目标产物及其对比样的制备
        3.4.2 结果与讨论
            3.4.2.1 XRD分析
            3.4.2.2 磁性分析
            3.4.2.3 形貌及结构分析
            3.4.2.4 荧光性能分析
            3.4.2.5 电性质分析
            3.4.2.6 双壁三维Janus管的构筑及性能
        3.4.3 小结
    3.5 本章小结
第4章 高并行率Janus微米纤维阵列的构筑及其光电磁特性研究
    4.1 引言
    4.2 下转换红色荧光、各向异性导电及磁性三功能Janus微米纤维阵列的构筑及其性能研究
        4.2.1 实验部分
3（TPPO）₂配合物的制备">            4.2.1.1 Eu（TTA）₃（TPPO）₂配合物的制备
3O₄ NPs的制备">            4.2.1.2 包覆油酸的Fe₃O₄ NPs的制备
            4.2.1.3 PMMA的制备
            4.2.1.4 目标产物及其对比样的制备
        4.2.2 结果与讨论
            4.2.2.1 XRD分析
            4.2.2.2 热分析
            4.2.2.3 形貌和结构分析
            4.2.2.4 荧光性能分析
            4.2.2.5 磁性质分析
            4.2.2.6 电性质分析
            4.2.2.7 Janus微米纤维及其阵列形成机理
        4.2.3 小结
    4.3 下转换绿色荧光磁性双功能Janus微米纤维阵列的构筑及其性能研究
        4.3.1 实验部分
3（TPPO）₂配合物的制备">            4.3.1.1 Tb（TTA）₃（TPPO）₂配合物的制备
3O₄ NPs的制备">            4.3.1.2 包覆油酸的Fe₃O₄ NPs的制备
            4.3.1.3 PMMA的制备
            4.3.1.4 目标产物及其对比样的制备
        4.3.2 结果与讨论
            4.3.2.1 XRD分析
            4.3.2.2 形貌和结构分析
            4.3.2.3 荧光性能分析
            4.3.2.4 磁性质分析
        4.3.3 小结
    4.4 各向异性导电及下转换绿色荧光双功能Janus微米纤维阵列的构筑及其性能研究
        4.4.1 实验部分
3phen配合物的制备">            4.4.1.1 Tb（BA）₃phen配合物的制备
            4.4.1.2 PMMA的制备
            4.4.1.3 目标产物及其对比样的制备
        4.4.2 结果与讨论
            4.4.2.1 形貌和结构分析
            4.4.2.2 荧光性能分析
            4.4.2.3 电性质分析
        4.4.3 小结
    4.5 磁性及各向异性导电双功能Janus微米纤维阵列的构筑及其性能研究
        4.5.1 实验部分
3O₄ NPs的制备">            4.5.1.1 包覆油酸的Fe₃O₄ NPs的制备
            4.5.1.2 PMMA的制备
            4.5.1.3 目标产物及其对比样的制备
        4.5.2 结果与讨论
            4.5.2.1 XRD分析
            4.5.2.2 形貌和结构分析
            4.5.2.3 电性质分析
            4.5.2.4 磁性质分析
        4.5.3 小结
    4.6 本章小结
第5章 二维台阶形Janus膜的构筑及其光电磁特性研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 原材料的制备
4:Yb³⁺, Er³⁺纳米棒的制备">            5.2.1.1 NaGdF₄:Yb³⁺, Er³⁺纳米棒的制备
3（TPPO）₂的制备">            5.2.1.2 Eu（TTA）₃（TPPO）₂的制备
2O₄ NPs的制备">            5.2.1.3 CoFe₂O₄ NPs的制备
            5.2.1.4 PMMA的制备
        5.2.2 目标产物（DSJAF）和对比样的组成及制备
            5.2.2.1 二维DSJAF的组成
            5.2.2.2 二维DSJAF及其对比样的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 样品的形貌与结构
            5.3.1.1 XRD分析
            5.3.1.2 形貌与结构分析
        5.3.2 样品性能分析
            5.3.2.1 电性质分析
            5.3.2.2 荧光性能分析
            5.3.2.3 磁性质分析
    5.4 本章小结
第6章 四种电纺技术及其产物的结构、形貌及光电磁特性的比较研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 原材料的制备
3phen的制备">            6.2.1.1 Eu（BA）₃phen的制备
            6.2.1.2 PMMA的制备
3O₄ NPs的制备">            6.2.1.3 包覆油酸的Fe₃O₄ NPs的制备
            6.2.1.4 目标产物的制备
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 样品的形貌与结构
            6.3.1.1 XRD分析
            6.3.1.2 形貌与结构分析
        6.3.2 样品的性能分析
            6.3.2.1 荧光性能分析
            6.3.2.2 电性质分析
            6.3.2.3 磁性质分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论及创新点
        7.1.1 结论
        7.1.2 创新点
    7.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]有机纳米功能材料——涉及到现代科学三大领域的新的研究方向[J]. 贲腾,陈春海,于有海,王策,张万金.  材料导报. 2001(09)



本文编号：3005166