[發明專利]磁光各向異性導電特殊結構Janus納米帶陣列膜

有效

• 申請號: 201810985938.1
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109252290B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 董相廷;奚雪;馬千里;王進賢;李丹;于文生;楊穎;于輝;劉桂霞
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D01D5/00;D01F8/02;D01F1/10;D01F1/09
• 代理公司: 暫無信息
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1. 磁光各向異性導電特殊結構Janus納米帶陣列膜的制備方法，其特征在于，采用特殊設計和制作的[同軸噴絲頭]//[單軸噴絲頭]兩股并行紡絲噴絲頭，鋁制轉筒作為接收裝置，利用靜電紡絲技術，制備產物為磁光各向異性導電{[Fe₃O₄/PMMA]@[Eu(BA)₃phen/PMMA]}//[PANI/PMMA]特殊結構Janus納米帶陣列膜，其步驟為：

(1) 沉淀法制備油酸包覆的Fe₃O₄納米晶

將5.4060 g FeCl₃·6H₂O，2.7800 g FeSO₄·7H₂O，4.04 g NH₄NO₃和1.9000 g分子量為20000的聚乙二醇溶于100 mL去離子水中，加熱至50 °C并通入氬氣30 min，然后緩慢滴加氨水至溶液的pH值為11，繼續通氬氣20 min得到黑色懸濁液，將此懸濁液磁分離后，用無水乙醇和去離子水依次洗滌三次，將產物置于60 °C的真空干燥箱中干燥12 h，得到直徑為8-10 nm的Fe₃O₄納米晶；取1.5000 g 所制備的Fe₃O₄納米晶分散在已通入30 min氬氣的100mL去離子水中并超聲分散20 min，然后將溶液在氬氣保護下加熱到80 °C，并加入1 mL油酸，然后繼續反應40 min，將所得到的沉淀進行磁分離，去除水層并將沉淀在60 °C真空干燥箱中干燥6 h，得到油酸包覆的Fe₃O₄納米晶；

(2) 沉淀法制備Eu(BA)₃phen配合物

將1.7600 g Eu₂O₃粉末溶于濃鹽酸中，加熱蒸干除去多余的鹽酸和水得到EuCl₃固體粉末，加入20 mL無水乙醇，配制成EuCl₃的乙醇溶液，將3.6640 g苯甲酸和1.8020 g鄰菲羅啉共同溶于100 mL的無水乙醇中，再將所制備的EuCl₃乙醇溶液緩慢加入其中，滴加濃NH₃·H₂O調節溶液的pH值為6.0-6.5之間，加熱至50-60 °C，攪拌3 h，將所得到的沉淀用水和無水乙醇依次洗滌3次，將產物放在60 °C烘箱中干燥12 h，得到Eu(BA)₃phen粉末；

(3) 制備聚甲基丙烯酸甲酯PMMA

稱取100 g甲基丙烯酸甲酯MMA和0.1 g過氧化二苯甲酰BPO，加入到帶有回流裝置的250 mL三頸瓶中并攪拌均勻，將上述溶液在90-95 °C的溫度下劇烈攪拌并回流至溶液有一定粘度，當其粘度與甘油相近后，在繼續攪拌的同時停止加熱并自然冷卻到室溫，之后將上述溶液灌注到試管中，灌注高度為5-7 cm，灌注完畢后靜置2 h至試管內的溶液沒有氣泡，然后將上述試管轉移到50 °C干燥箱中放置48 h，試管內的液體硬化為透明的固體，最后將干燥箱溫度提高至110 °C并保溫2 h，使聚合反應結束，然后自然冷卻至室溫，得到聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；

(4) 配制紡絲液

將0.8 g油酸包覆的Fe₃O₄納米晶加入到0.9026 g N,N-二甲基甲酰胺DMF和9.1200 g氯仿混合液中并超聲20 min，再加入0.8 g PMMA，攪拌24 h后，得到紡絲液I；將0.0750 g Eu(BA)₃phen和0.75 g PMMA加入到8.3215 g氯仿和0.9615 g DMF的混合溶劑中并攪拌24 h，得到紡絲液II；將1.4000 g PMMA加入到1.8000 g氯仿和16.2000 g DMF的混合溶劑中并攪拌2 h，得到均勻的膠狀液，再加入0.9800 g苯胺ANI和1.2220 g樟腦磺酸CSA并攪拌2 h后，加入2.4013 g過硫酸銨APS并攪拌30 min，再將混合溶液在冰水浴中磁力攪拌2-3 h后，放入5 °C的冰箱冷藏室中24 h，得到紡絲液III；

(5) 制備磁光各向異性導電{[Fe₃O₄/PMMA]@[Eu(BA)₃phen/PMMA]}//[PANI/PMMA]特殊結構Janus納米帶陣列膜

[同軸噴絲頭]//[單軸噴絲頭]特殊結構的兩股并行紡絲噴絲頭由一組同軸不銹鋼針頭和一根單獨的不銹鋼針頭并行構成，將截平的8#不銹鋼針頭插入到截平的16#不銹鋼針頭中，尖端處于同一平面形成同軸結構的針頭，將另一支截平的12#不銹鋼針頭彎曲30°后，固定到同軸不銹鋼針頭的一邊，使這根不銹鋼針頭和同軸不銹鋼針頭的尖端緊密并行，并處于同一平面，最后采用一支1 mL塑料噴槍頭套在三根不銹鋼針頭上，使三根不銹鋼針頭的尖端處于塑料噴槍頭的中間部分，將8#不銹鋼針頭連接上2.5 mL注射器作為內紡絲管，16#不銹鋼針頭連接上5 mL注射器作為外紡絲管，12#不銹鋼針頭連接上5 mL注射器作為單獨的紡絲管，然后將紡絲液I加入到內紡絲管中，紡絲液II加入到外紡絲管中，紡絲液III加入到單獨的紡絲管中，采用豎噴方式，接收裝置為長20 cm、直徑為8 cm的鋁制轉筒，其它紡絲參數為：紡絲電壓為6.5 kV，針尖與轉筒間距為20 cm，環境溫度為20-25 °C，相對濕度20%-50 %，轉筒轉速為1300 r·min^-1，得到磁光各向異性導電{[Fe₃O₄/PMMA]@[Eu(BA)₃phen/PMMA]}//[PANI/PMMA]特殊結構Janus納米帶陣列膜，由{[Fe₃O₄/PMMA]@[Eu(BA)₃phen/PMMA]}//[PANI/PVP]特殊結構Janus納米帶按照一個方向排列而成，{[Fe₃O₄/PMMA]@[Eu(BA)₃phen/PMMA]}//[PANI/PVP]特殊結構Janus納米帶由同軸納米帶和納米帶肩并肩地并在一起組成，特殊結構Janus納米帶的平均寬度為9.0 μm，厚度為950 nm，在289 nm的紫外光激發下，特殊結構Janus納米帶陣列膜發射出紅色熒光，特殊結構Janus納米帶陣列膜的飽和磁化強度為7.44 emu·g^-1，沿著Janus納米帶長度方向上，特殊結構Janus納米帶陣列膜的電導為6.26′10^-2 S，而在垂直于Janus納米帶長度方向上，特殊結構Janus納米帶陣列膜的電導為3.16′10^-10 S，二者比值為1.99′10⁸，具有高的各向異性導電特性，所制備的磁光各向異性導電特殊結構Janus納米帶陣列膜，同時具有高的各向異性導電、磁性和發光三功能。