[發明專利]一種具有光電磁特性的復合納米纖維材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410811023.0
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104532396A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 王淑紅;虢德超;仲華;孫治堯;汪成;高洋;藏琳琳;魯鏑思
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: D01F8/10
• 分類號: D01F8/10;D01F8/16;D01F1/10;D01D1/02;D01D5/00;C08G61/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種具有光電磁特性的復合納米纖維材料的制備方法，其特征在于具有光電磁特性的復合納米纖維材料的制備方法是按以下步驟進行：

一、水溶性聚芴PF-Na的制備：①將2,7-二溴芴和1,3-二溴丙烷加入到第一Schlenk瓶中，再向第一Schlenk瓶中加入四丁基溴化銨和質量分數為40％～60％的KOH水溶液，反應4h～8h，反應完成后通過萃取、洗滌、干燥、抽濾和旋蒸得到固體產物，將固體產物采用柱層析進行分離，得到2,7-二溴-9,9-二(3-溴丙基)芴單體；②向第二Schlenk瓶中加入對苯二硼酸、步驟①得到的2,7-二溴-9,9-二(3-溴丙基)芴單體和甲苯，再向第二Schlenk瓶中加入鈀催化劑和濃度為3mol/L的Na₂CO₃溶液，抽真空，通N₂，在溫度為90℃～110℃的恒溫水浴下反應40h～50h，反應完成后采用正己烷重結晶得到聚合物，然后將聚合物經過索氏提取、旋蒸、烘干得到9,9-二(3-溴丙基)-2-苯基芴；③向第三Schlenk瓶中加入甲醇和鈉，待鈉完全溶解后，再向第三Schlenk瓶中加入巰基乙酸，攪拌30min，再加入溶有步驟②得到的9,9-二(3-溴丙基)-2-苯基芴的丙酮溶液，通N₂室溫下反應20h～40h，反應停止后，直接過濾，得到水溶性聚芴PF-Na，然后配制成溶液得到濃度為1mg/g～4mg/g的PF-Na水溶液；步驟①所述2,7-二溴芴和1,3-二溴丙烷的摩爾比為1:(7～9)；步驟①所述2,7-二溴芴與四丁基溴化銨的質量比為1:(0.002～0.005)；步驟①所述四丁基溴化銨的質量和質量分數為40％～60％的KOH水溶液的體積的比為1g:(5～40)mL；步驟②所述對苯二硼酸和步驟①得到的2,7-二溴-9,9-二(3-溴丙基)芴單體的摩爾比為1:1；步驟②所述對苯二硼酸的質量和甲苯的體積比為1g:(50～250)mL；步驟②所述鈀催化劑的質量和甲苯的體積的比為1g:(250～1000)mL；步驟②所述鈀催化劑的質量和濃度為3mol/L的Na₂CO₃溶液的體積的比為1g:(250～1000)mL；步驟③所述鈉的質量和甲醇的體積的比為1g:(60～270)mL；步驟③所述鈉和巰基乙酸的質量比為1:(0.4～2.5)；步驟③所述溶有步驟②得到的9,9-二(3-溴丙基)-2-苯基芴的丙酮溶液和甲醇的體積比為1:(0.3～0.8)；步驟③所述溶有步驟②得到的9,9-二(3-溴丙基)-2-苯基芴的丙酮溶液中步驟②得到的9,9-二(3-溴丙基)-2-苯基芴的濃度為0.0048g/mL；

二、納米Fe₃O₄水分散液的制備；將無水FeCl₃加入到二甘醇中攪拌至完全溶解，得到澄清溶液；然后向澄清溶液中加入檸檬酸鈉二水合物，在80℃的熱水浴中加熱至檸檬酸鈉完全溶解后加入無水NaOAc，得到混合物，將混合物轉移至內襯聚四氟乙烯的不銹鋼高壓釜中，密封，將內襯聚四氟乙烯的不銹鋼高壓釜放置在烘箱內，在溫度為220℃的條件下反應8h，反應完成后自然冷卻至室溫，得到黑色產物，將黑色產物通過在轉速為12000r/min的條件下離心30min，然后采用無水乙醇洗滌三次，得到的沉淀物在60℃下干燥，得到干燥的沉淀物，然后將干燥的沉淀物在蒸餾水中超聲分散20min～40min，得到濃度為0.5mg/g～2.5mg/g的納米Fe₃O₄水分散液；所述無水FeCl₃與檸檬酸鈉二水合物的摩爾比為1:0.4；所述無水FeCl₃與無水NaOAc的摩爾比為1:3；

三、制備納米復合纖維：①將質量濃度8％～15％的PVA溶液、步驟一得到的濃度為1mg/g～4mg/g的PF-Na水溶液和步驟二得到的濃度為0.5mg/g～2.5mg/g的納米Fe₃O₄水分散液混合，攪拌均勻制得紡絲液，紡絲液中PVA質量分數達到6％～10％；②將紡絲液加入到5.0mL注射器內，然后固定在微量注射泵上，將鋁箔固定在接收板上，調節注射泵，當流速穩定后打開高壓靜電發生器，進行靜電紡絲，即可得到具有光電磁特性的復合納米纖維材料；步驟①所述質量濃度8％～15％的PVA溶液和步驟一得到的濃度為1mg/g～4mg/g的PF-Na水溶液的體積比為1:(0.1～0.5)；步驟①所述質量濃度8％～15％的PVA溶液和步驟二得到的濃度為0.5mg/g～2.5mg/g的納米Fe₃O₄水分散液的體積比為1:(0.1～0.5)；步驟②所述靜電紡絲的參數為：環境溫度為20℃～35℃、濕度為20％～40％、紡絲電壓為10kV～20kV、接收距離為10cm～25cm、注射器針頭內徑為0.30mm～1.25mm、注射泵流速為0.5mL/h～1.5mL/h。