[發明專利]光電磁三功能兩股并行納米纖維束及其制備方法

無效

• 申請號: 201310068495.7
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103225128A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 董相廷;呂楠;王進賢;馬千里;于文生;劉桂霞
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: D01F8/10
• 分類號: D01F8/10;D01F8/16;D01F1/10;C08G73/02;D01D1/02;D01D5/00;D01D5/32;C09K11/06
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技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，具體說涉及光電磁三功能兩股并行納米纖維束及其制備方法。

背景技術

納米纖維是指在材料的三維空間尺度上有兩維處于納米尺度的線狀材料，通常徑向尺度為納米量級，而長度則較大。由于納米纖維的徑向尺度小到納米量級，顯示出一系列特性，最突出的是比表面積大，從而其表面能和活性增大，進而產生小尺寸效應、表面或界面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，并因此表現出一系列化學、物理如熱、光、聲、電、磁等方面的特異性。在現有技術中，有很多制備納米纖維的方法，例如抽絲法、模板合成法、分相法以及自組裝法等。此外，還有電弧蒸發法，激光高溫燒灼法，化合物熱解法。這三種方法實際上都是在高溫下使化合物或單質蒸發后，經熱解或直接冷凝制得納米纖維或納米管，從本質上來說，都屬于化合物蒸汽沉積法。

兩股并行納米纖維束是一種新型結構的納米纖維材料，由兩股納米纖維粘在一起形成兩股并行納米纖維束，每股納米纖維具有不同的功能，如一股纖維具有發光功能，另一股纖維具有導電和磁性，這種具有光電磁三雙功能、結構新穎的兩股并行納米纖維束將在未來納米結構器件和醫療診斷治療中具有重要的應用前景，這方面的研究還未見報道。

聚苯胺PANI由于其容易合成、電導率高和環境穩定性好等優點，已經成為導電聚合物領域研究的熱點之一。人們已經合成了納米線、納米棒、納米管和納米纖維等一維納米結構的聚苯胺PANI[J.R.Araujo,C.B.Adamo?and?Marco-A.De?Paoli,Chem.Eng.J.,2011,174,425-431；J.Huang,S.Virji,B.H.Weiller?and?R.B.Kaner,Chem.Eur.J.2004,10,1314–1319；Q.Z.Yu,M.M.Shi,M.Deng,M.Wang?and?H.Z.Chen,Mater.Sci.Eng.B,2008,150,70-76]。

稀土銪配合物Eu(BA)₃phen，Eu³⁺為銪離子，BA為苯甲酸根，phen為鄰菲啰啉，因銪離子獨特的電子構型而成為具有獨特性能的發光離子，Eu(BA)₃phen具有發光強度高、穩定性好、熒光量子產率高、單色性好等優點，是一種廣泛應用的稀土熒光材料。

四氧化三鐵Fe₃O₄是一種重要而廣泛應用的磁性材料。人們已經采用多種方法，如沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法、水熱與溶劑熱法、熱分解法、靜電紡絲法等方法成功地制備出了Fe₃O₄納米晶、納米棒、納米線、納米膜、雜化結構、核殼結構納米顆粒等納米材料，技術比較成熟。

已有的研究已經證明，當磁性化合物Fe₃O₄或者深顏色的導電聚苯胺PANI與稀土配合物Eu(BA)₃phen直接混合會顯著降低其發光效果，因此要獲得Eu(BA)₃phen良好的發光效果，必須使Eu(BA)₃phen與Fe₃O₄或PANI實現有效分離。如果將Fe₃O₄納米晶和導電高分子聚苯胺PANI與PVP混合制備成納米纖維，導電PANI是連續的，保證了其的高導電性，作為兩股并行納米纖維束中的一股纖維，這股纖維將具有導電性和磁性，而將Eu(BA)₃phen分散于高分子PVP中制備成納米纖維，作為兩股并行納米纖維束中的另一股纖維，這股纖維將具有發光性能，從而可以使Fe₃O₄或者導電聚苯胺PANI與Eu(BA)₃phen實現了有效分離，這樣就可以得到性能良好的光電磁三功能兩股并行納米纖維束。