[發明專利]一種含稀土多酸發光納米復合纖維膜、制備方法及其用途

在審

• 申請號: 201410404569.4
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN105463698A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 蔣健
• 申請（專利權）人: 無錫市萬士達羽絨制品有限公司
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/728;D01D5/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊晞

技術領域

本發明涉及一種含稀土多酸發光納米復合纖維膜、制備方法及其用途。

背景技術

多酸化合物是一類含有V、Mo或W等金屬的多金屬氧化物。由同種含氧 酸根離子縮合形成的叫同多陰離子，其酸叫同多酸。由不同種類的含氧酸根陰 離子縮合形成的叫雜多陰離子，其酸叫雜多酸。目前已知有近70種元素的原子 可作為雜多酸中的雜原子，包括全部的第一系列過渡元素，幾乎全部的第二、 三系列過渡元素，再加上B、Al、Ga、Si、Ge、Sn、P、As、Sb、Bi、Se、Te、 I等。而每種雜原子又往往可以不同價態存在于雜多陰離子中，所以種類是相當 繁多的。

多酸是具有拓撲結構的金屬氧簇合物，在催化領域、生物學、電極、藥物 以及材料科學均有潛在應用，被稱為無機高分子。多酸可以在某一格位接受電 子，利用這一特性可以將稀土元素引入到Sandwich型多酸化合物中形成含稀土 的多酸化合物，與傳統的Keggin型和Wells-Dawson型多酸陰離子相比， Sandwich型多酸陰離子具有更好的水解穩定性。該多酸陰離子可以在室溫下的 水溶液中保存20年以上而不發生降解，同時，該類多酸在水相中pH＝6.0～10 的范圍內可以穩定存在，與水滑石有很好的兼容性。這類夾心型含鋪多酸化合 物不僅具有鋪的發光特性，也具備夾心型多酸化合物的性質，使之具有特定的 光、電、磁學特性。

聚丙烯睛是一種由單體丙烯睛經自由基聚合反應而得到高聚物(簡寫為 PAN)，不溶于水但溶于二甲基甲酞胺、二甲基亞礬、環丁礬、硝酸亞乙基酷等 極性有機溶劑。其經靜電紡絲技術制備的納米纖維具有密度小質輕的優良吐能， 還具有很強的耐候性、耐日曬性、耐化學試劑的特點，特別是無機酸、漂白粉、 過氧化氫及一般有機試劑，因此在農業、工業廢水處理、電子電器及醫療衛生 材料方面有著廣泛的應用。

靜電紡絲是一種具有廣闊應用前景的納米材料制備技術，其設備價格低廉， 制備工藝簡單，能夠制備具有極大體積比表面積的納米纖維絲，因此受到廣泛 的關注。已有報道利用靜電紡絲技術將水溶性聚合物與一些水溶性無機材料混 紡，到目前為止有關非水溶性聚合物與水溶性多酸的混紡制備納米復合纖維膜 未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是將稀土多酸與聚丙烯睛通過靜電紡 絲技術，形成無機一有機發光納米復合纖維膜。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種含稀土多酸發光納米復合纖維膜，其由稀土多酸、碳納米管和聚丙烯 腈組成，稀土多酸和聚丙烯腈的質量比為0.02～0.18，纖維直徑為50～200nm。

所述稀土多酸為Sandwich型多酸。

本發明將稀土多酸、碳納米管與聚丙烯睛溶液物理共混，形成穩定的均相 體系，再利用靜電紡絲技術制備出納米復合纖維膜，實現含稀土多酸陰離子和 碳納米管在分子尺度上的定向排列和均勻分散。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，所述稀土多酸和聚丙烯腈的 質量比為0.04～0.16，例如0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、 0.12、0.13、0.14、0.15、0.16或0.17，優選0.045～0.06。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，所述碳納米管選自單壁碳納 米管、多壁碳納米管或雙壁碳納米管中的任意一種或者至少兩種的混合物。所 述混合物例如單壁碳納米管和多壁碳納米管的混合物，雙壁碳納米管中和單壁 碳納米管的混合物，多壁碳納米管和雙壁碳納米管的混合物，所述碳納米管選 自單壁碳納米管、多壁碳納米管和雙壁碳納米管的混合物。

優選地，在本發明提供的技術方案的基礎上，所述碳納米管為聚丙烯腈質 量的1～5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％或4.5％，優選1.4～4.6％。

本發明的目的之二在于提供一種如上所述的含稀土多酸發光納米復合纖維 膜的制備方法，所述方法包括如下步驟：

(1)配置添加有碳納米管的聚丙烯腈溶液；

(2)在攪拌條件下，將稀土多酸加入到上述溶液中，得到澄清透明紡絲液；

(3)將紡絲液放入靜電紡絲設備的玻璃噴絲管中進行紡絲，得到含稀土多 酸發光納米復合纖維膜。