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光电磁三功能并行纳米纤维束的构筑与性质研究

作　者: 吕楠
导　师: 董相廷
学　校: 长春理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 稀土配合物 四氧化三铁 聚苯胺 静电纺丝 纳米纤维束
分类号: TQ342.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


导电聚合物电磁功能化的微纳米结构引起了科学家们的广泛兴趣。其在电磁干扰屏蔽、微波吸收、非线性光学、分子电子学、生物医学等领域都有着潜在的应用。纳米Fe304材料具有优良的磁学特征,使其在磁存储材料、微波吸收、特种涂料、药物靶向引导、多功能复合材料、催化剂及生物工程等方面有重要的应用。稀土配合物因其特有的天线效应和稀土离子的f-f跃迁而具有很好的荧光性能,使其在激光材料、发光材料以及以光致发光和电致发光为基础的光数据储存领域都有着重要的应用。目前,光-电-磁双功能和三功能纳米材料的研究已成为材料科学领域的研究热点之一。多功能材料的研究主要集中在电磁双功能、磁光双功能、光电复合双功能纳米材料方面。未见光电并行双功能、光电磁并行三功能纳米纤维束这种特殊形貌纳米结构材料的报道。因此,利用静电纺丝技术制备特殊形貌的光电磁多功能纳米材料并研究其性质是一个重要而有意义的研究课题。本文中采用静电纺丝技术成功制备了PANI/PVP//Eu(BA)3phen/PVP光电双功能并行纳米纤维束、Fe3O4/PANI/PVP//Eu(BA)3phen/PVP、Fe3O4/PANI/PVP//Tb (BA)3phen/PVP光电磁三功能并行纳米纤维束、Fe3O4/PVP//PANI/PVP//Eu(BA)3phen/PVP光电磁三功能三股并行纳米纤维束。通过XRD、SEM、TEM、VSM、MS、PL等材料测试分析技术对所制得的样品做了表征,结果表明,所制备纤维束呈明显的并行形貌,其中光电并行纤维束具有很好的荧光性质和较高的电导率；光电磁并行纤维束展现了很好的荧光性质、电性质及磁性质。同时并行纤维束的荧光强度、电导率及磁饱和强度都可以通过加入不同含量的稀土配合物、聚苯胺、Fe304纳米颗粒来进行调节。所取得的创新性成果对进一步深入研究光电磁三功能纳米结构材料奠定了一定基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-29
  §1.1 静电纺丝技术  10-14
    1.1.1 静电纺丝的过程  10-11
    1.1.2 静电纺丝的进展  11-14
  §1.2 导电高分子聚合物  14-25
    1.2.1 导电高分子的分类  14-16
    1.2.2 聚苯胺的合成方法  16-23
    1.2.3 聚苯胺的应用  23-25
  1.3 光电磁材料的研究进展  25-28
    1.3.1 光电磁材料的研究现状  25-28
  1.4 本课题的研究目的及意义  28-29
第二章 实验试剂、仪器及表征方法  29-31
  §2.1 主要实验试剂  29
  §2.2 实验设备和仪器  29-30
  §2.3 表征方法  30-31
    2.3.1 XRD分析  30
    2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析  30
    2.3.3 透射电镜(TEM)分析  30
    2.3.4 荧光光谱分析  30
    2.3.5 电性能分析  30
    2.3.6 磁性分析  30-31
第三章 PANI/PVP复合纳米纤维的制备与表征  31-33
  §3.1 引言  31
  §3.2 实验部分  31
    3.2.1 聚苯胺溶液的制备  31
    3.2.2 PANI/PVP复合纳米纤维的制备  31
  §3.3 结果与讨论  31-32
    3.3.1 PANI/PVP复合纳米纤维的结构及形貌分析  31
    3.3.2 电性质分析  31-32
  §3.4 本章小结  32-33
第四章 PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP光电双功能两股并行纳米纤维束的制备与表征  33-40
  §4.1 引言  33
  §4.2 实验部分  33-35
    4.2.1 稀土配合物Eu(BA)_3phen的制备  33
    4.2.2 PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP并行纳米纤维束前驱体溶液的制备  33-34
    4.2.3 PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP并行纳米纤维束的制备  34-35
    4.2.4 PANI/Eu(BA)_3phen/PVP复合纤维前驱体溶液的制备  35
    4.2.5 PANI/Eu(BA)_3phen/PVP复合纤维的制备  35
  §4.3 结果与讨论  35-39
    4.3.1 形貌及结构分析  35-36
    4.3.2 荧光性能分析  36-38
    4.3.3 电性质分析  38-39
  §4.4 本章小结  39-40
第五章 Fe_3O_4/PANI/PVP//Tb(BA)_3phen/PVP光电磁三功能两股并行纳米纤维束的制备与表征  40-49
  §5.1 引言  40
  §5.2 实验部分  40-42
    5.2.1 稀土配合物Tb(BA)_3phen的制备  40
    5.2.2 Fe_3O_4/PANI/PVP//Tb(BA)_3phen/PVP并行纳米纤维束前驱体溶液的制备  40-41
    5.2.3 Fe_3O_4/PANI/PVP//Tb(BA)_3phen/PVP并行纳米纤维束的制备  41
    5.2.4 Fe_3O_4/PANIJTb(BA)_3phen/PVP复合纤维的前驱体溶液的制备  41
    5.2.5 Fe-3O_4/PANI/Tb(BA)_3phen/PVP复合纤维的制备  41-42
  §5.3 结果与讨论  42-48
    5.3.1 XRD分析  42
    5.3.2 形貌及结构分析  42-44
    5.3.3 荧光性能分析  44-46
    5.3.4 电性质分析  46-47
    5.3.5 磁性能分析  47-48
  §5.4 本章小结  48-49
第六章 Fe_3O_4/PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP光电磁三功能两股并行纳米纤维束的制备及表征  49-58
  §6.1 引言  49
  §6.2 实验部分  49-51
    6.2.1 稀土配合物Eu(BA)_3phen的制备  49
    6.2.2 四氧化三铁纳米颗粒的制备  49
    6.2.3 Fe_3O_4/PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP并行纳米纤维束的前驱体溶液的制备  49-50
    6.2.4 Fe_3O_4/PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP并行纳米纤维束的制备  50
    6.2.5 Fe_3O_4/PANI/Eu(BA)_3phen/PVP复合纳米纤维的前驱体溶液的制备  50
    6.2.6 Fe_3O_4/PANI/Eu(BA)_3phen/PVP复合纳米纤维的制备  50-51
  §6.3 结果与讨论  51-57
    6.3.1 XRD分析  51
    6.3.2 形貌及结构分析  51-52
    6.3.3 荧光光谱分析  52-55
    6.3.4 电性质分析  55
    6.3.5 磁性分析  55-57
  §6.4 本章小结  57-58
第七章 Fe_3O_4/PVP//PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP光电磁三功能三股并行纳米纤维束的制备及表征  58-64
  §7.1 引言  58
  §7.2 实验部分  58-59
    7.2.1 稀土配合物Eu(BA)_3phen的制备  58
    7.2.2 Fe_3O_4/PVP//PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP三股并行纳米纤维束前驱体溶液的制备  58
    7.2.3 Fe_3O_4/PVP//PANI/PVP//Eu(BA)_3phen/PVP三股并行纳米纤维束的制备  58
    7.2.4 Fe_3O_4/PANI/Eu(BA)_3phen/PVP复合纤维的前驱体溶液的制备  58-59
    7.2.5 Fe_3O_4/PANI/Eu(BA)_3phen/PVP复合纤维的制备  59
  §7.3 结果与讨论  59-62
    7.3.1 XRD分析  59-60
    7.3.2 形貌及结构分析  60
    7.3.3 荧光光谱分析  60-62
    7.3.4 电性质分析  62
    7.3.5 磁性分析  62
  §7.4 本章小结  62-64
结论  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-73
附录  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 合成纤维 > 功能纤维
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