制备纳米纤维的方法大概有一下几种:
1。 模板合成法
20 世纪 90 年代中期,采用模板法制备纳米材料开始发展起来,并成为当今国 际研究机构的热门研究之一。模板合成法就是在一定的工艺环境中,使用纳米多孔膜 作为模板,在其微孔内进行纳米原位复制与还原,这在国际上被称为纳米复制 (Nano.copy)。常用的多孔模板有聚碳酸酯模板、多孔氧化铝、多孔氧化硅模板等, 可以通过改变模板的结构来调整制备的纳米材料的结构。模板合成法可被用来制备金 属、碳素、导电聚合物等纤维及纳米管,但无法制得连续的纤维[43]。
2。 自组装法 自组装是指在无人为干涉的条件下,各组元通过共价键的作用自发地连接成热力
学稳定、性能特殊、在分子、共价键或者超分子、非共价键层次上的实体的过程。可 以用来制备聚合物纳米纤维,如 PANI-NSA、多肽、苯胺/吡咯等纳米纤维。但是, 自组装法的缺点在于工艺周期长 [43]。3。 拉伸法 采用拉伸法能够制备出极长的单根纳米纤维,但必须使用粘弹性材料进行拉伸,才能够承受足够大应力牵引下的形变。拉伸法制备纳米纤维的工艺与干纺丝法类似[43]。
4。 生物制备法
生物制备法是指利用各类细菌培养产生更小的纤维素。1886 年,Brown 报道了 宽度为 30-100nm、厚度为 3-8nm 的细菌纤维丝的形成。此外,我国的研究人员利 用木醋杆菌合成了纳米纤维素,其聚合度高,结晶度高,分子取向好,且具有优良的 机械性能 [43]。
5。 热致相分离法
热致相分离法是 1981 年由美国的 A。J。Castro 提出的一种制备聚合物微孔膜的 方法,并申请了专利。它的工艺原理是在聚合物的熔点以上,将聚合物溶于高沸点, 低分子量的稀释剂中,形成均相溶液;将均相溶液制成所需要的形状,如中空纤维或 管状;然后降温冷却,此时,体系会发生相分离,通过控制适当的工艺条件,形成以 聚合物为连续相,溶剂为分散相的两相结构;再选择适当的萃取剂把溶剂萃取出来, 从而获得一定孔隙结构的聚合物膜[43]。
6。 静电纺丝法 静电纺丝法是近来一种制备超细纤维的简单、有效的重要方法,受到研究机构及
生产厂家的广泛重视。它主要是通过对电纺丝的溶液或熔体施加外加电场,使其带电, 并在静电场中拉伸变形后,溶剂挥发或熔体冷却固化,从而得到超细纤维[43]。
1。3 国内外研究现状
1。4 课题研究意义及主要内容
由于锂离子电池的重量轻、体积小、寿命长、价格低、放电电流小、无记忆效应、 无环境污染等特点已成为当前研究的热点,在航空航天、汽车、手机等移动设备上也 有着很重要的应用, 给生产、生活带来了巨大的便利。设计锂离子电池的关键内容就 是在于选择合适的锂电池电极材料,其中电极材料的选取指标主要包括成本、工作电 压、安全性、能量密度、循环寿命以及功率密度。与其他材料相比, 过渡金属氧化作 为锂电池负极材料不仅成本较低、来源广泛, 而且具有更高的理论性电化学容量比, 而且具有良好的循环性能, 因而受到了广泛关注。在众多金属氧化物中,MoO2 是一 种具有代表性的负极材料, Mo02 具有高熔点、类金属导电性、高的理论比容量和高 的化学稳定性成为一种具有潜在价值的电化学储能材料。
本论文在对其他文献资料的研究基础上,结合本实验室具体的实验条件和测试条 件,主要研究内容包括:
1。 研究不同浓度的前驱体溶液浓度对静电纺丝的影响。
2。 研究不同电压以及针头到接收器的距离对静电纺丝的影响。