负载MOFs电纺纤维的制备及电化学性能研究

发布时间：2021-06-05 06:45

　　伴随着当今社会的飞速发展,纳米技术也在这场科技洪流中扮演着重要的角色,这与纳米材料的推陈出新密不可分,而静电纺丝技术作为制备连续纳米纤维的重要方法发挥着极为关键的作用。该技术经济环保,制备简单。电纺纤维通常与其他功能材料相复合,使其应用领域更加广泛。与此同时,金属有机骨架材料具有高比表面积,高孔隙率,结构有序性和稳定性,但是由于其尺寸的限制,难以大规模应用。因此我们以电纺纤维为载体,利用静电相互作用,制备出负载有金属有机骨架材料的电纺纤维,通过碳化得到多孔碳纳米纤维,用于超级电容器电极材料和电解水电催化剂。主要研究内容及结论如下:（1）以等质量比的聚丙烯酸（PAA）和聚乙烯醇（PVA）溶液为纺丝溶液,通过静电纺丝技术得到PAA/PVA电纺纤维,利用静电作用将Zn²⁺吸附到交联处理后的电纺纤维表面,有机配体再与Zn²⁺结合,制备出负载ZIF-8的PAA/PVA电纺纤维,经过不同温度的碳化处理,得到ZIF-8基多孔碳纤维复合材料,用作超级电容器电极材料。通过形貌和结构表征,证明ZIF-8已经成功负载到PAA/PVA电纺纤维表面,同时碳化温度900... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

静电纺丝工作示意图

体通过自组装产生的新型多孔材料[35]。该，同时结构可控有序而引起研究人员的极[37]、气体检测[38]、吸附[39]以及医药载体骨架材料（Zeolitic Imidazolate FrameworIFs 的有机配体氮元素的含量比较高，能够[42]。 ZIFs 是由过渡金属离子（Zn2+或[43]。如图 1.2 所示，ZIF-8 是以锌离子形成的配位材料[44]。其合成方法主要有是热合成法、挥发合成法等[45-50]。ZIF-8 具构比较稳定。又如，ZIF-67 是以钴离子成的材料，该材料含有的钴成分可以提供阔的应用前景[51]。

得到负载 MOFs 的电纺纤维。第二种制备方法是将含有金属离子的溶液与聚合物溶液混合均匀，经电纺得到含属离子的电纺纤维膜，再将电纺纤维膜浸泡到有机配体溶液中，制得负载 MOFs 的纤维。例如，An 等人[54]将硝酸锌溶于 PAN 溶液中，通过静电纺丝技术得到含有 Z PAN 电纺纤维，经电纺纤维膜浸泡到苯并咪唑溶液中，制得负载 ZIF-7 的 PAN 电维。第三种制备方法与第二种制备方法类似，将有机配体加入到纺丝溶液中，利用静丝的方法得到包含有机配体的电纺纤维膜，然后将电纺纤维膜浸泡到含有金属离子中，最终得到负载 MOFs 的电纺纤维。如图 1.3 所示，Ma 等人[55]将有机配体 2-甲唑均匀分散到 PAN 溶液中，制得纺丝溶液，经电纺之后得到含有 2-甲基咪唑的 PA纺纤维，然后将电纺纤维膜浸泡到醋酸锌溶液中合成 ZIF-8，再将电纺纤维膜浸泡IF-8 溶液中进行二次生长，最终制备出负载 ZIF-8 的 PAN 电纺纤维。


本文编号：3211657