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PS/QDs复合纳米纤维和氧化钨纳米纤维的制备及其光学性质

作　者: 冯霞
导　师: 龚剑
学　校: 东北师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 静电纺丝纳米纤维 PS/QDs 氧化钨电致变色
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

由于纳米纤维具有优异的光、电、磁等性能,在传感器、电致变色器件等方面存在着巨大的应用价值,在国际上已经成为科学研究领域的热点。关于纳米材料的制备方法有很多,而静电纺丝技术的实验装备简单、成本低、可以大量的生产连续性的纳米纤维等优点,受到人们的重视。本论文围绕静电纺丝技术展开工作:1.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为研究对象,探讨了静电纺丝过程中溶液浓度、电压、收集距离这些参数对纳米纤维形貌的影响,得到最佳的工艺条件。另外,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为主要研究对象,以聚醋酸乙烯酯(PVAc)溶胶和TiO2/PVP前躯体溶胶为辅助对象,探讨了四种不同的收集方式,对纤维形貌的影响。结果表明:溶液浓度、电压、收集距离决定纤维直径大小;收集方式影响纤维的排列方式。2.将聚苯乙烯(PS)与CdSe/ZnS核壳结构量子点均匀共混后,分别利用静电丝法和直接提拉法制备了柔性发光的PS包裹的CdSe复合纤维。电纺过程中,我们考察了不同的QDs掺入量等各种条件下所制备的PS/QDs复合纤维的荧光性质。探讨了提拉法制备的发红光(波长601nm)和黄光(波长560nm)的PS/QDs复合纤维光学性能,通过光纤耦合把激光(波长为473nm)导入到纤维中激发量子点使其发红光和黄光。另外,将红黄两种量子点按不同比例混合植入到PS中得到的纤维发橙光。这种柔性发光的PS/QDs复合纤维可能在生物化学传感器,多色发光源以及激光器方面有潜在的应用价值。3.利用静电纺丝法将氧化钨的前躯体纺到ITO玻璃基底上,高温煅烧制备成氧化钨纳米纤维薄膜进而研究了其电致变色性能。光学性能、电化学性能测试都说明氧化钨薄膜具有电致变色的性质,其响应时间与传统方法制备的做了比较。结果表明:氧化钨纤维薄膜的电致变色性能优异,变色时间较快,寿命较长。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-21
  1.1 纳米科技与纳米材料  9-14
    1.1.1 纳米与纳米技术的概念  9-10
    1.1.2 纳米材料  10-13
      1.1.2.1 纳米材料的性能  10
      1.1.2.2 纳米材料的分类  10
      1.1.2.3 纳米材料的制备方法  10-11
      1.1.2.4 纳米材料的应用研究状况  11-13
    1.1.3 纳米纤维  13-14
      1.1.3.1 纳米纤维的性能  13
      1.1.3.2 纳米纤维的应用研究状况  13-14
  1.2 静电纺丝技术  14-19
    1.2.1 静电纺丝的历史  14-15
    1.2.2 静电纺丝的研究现状与发展前景  15-19
      1.2.2.1 静电纺丝的理论研究  15
      1.2.2.2 电纺法制备无机/有机纳米复合材料  15-17
      1.2.2.3 电纺在传感器方面的应用  17-18
      1.2.2.4 电纺法制备纳米级过滤装置  18
      1.2.2.5 电纺在医用高分子纳米纤维方面的应用  18-19
      1.2.2.6 电纺在其他领域的应用研究  19
  1.3 论文选题意义  19-21
第二章静电纺丝法制备纳米纤维的实验条件及对其形貌的影响  21-33
  2.1 引言  21-23
  2.2 实验  23-24
    2.2.1 试剂及仪器  23
    2.2.2 三种溶胶的配制  23
    2.2.3 纳米纤维的制备  23-24
  2.3 结果与讨论  24-32
    2.3.1 浓度的影响  24-27
    2.3.2 电压的影响  27-28
    2.3.3 收集距离的影响  28-30
    2.3.4 收集装置的影响  30-32
  2.4 小结  32-33
第三章 CdSe-ZnS/PS 复合纤维的制备及其光学性能  33-40
  3.1 提拉法制备 PS/QDs 复合纤维  34-37
    3.1.1 实验  34-35
      3.1.1.1 试剂与仪器  34
      3.1.1.2 CdSe-ZnS/PS 胶体的配制  34-35
      3.1.1.3 CdSe-ZnS/PS 复合纤维的制备  35
    3.1.2 结果与讨论  35-37
      3.1.2.1 PS/QDs 复合纤维的形貌  35
      3.1.2.2 PS/QDs 复合纤维的发光现象  35-37
  3.2 静电纺丝法制备PS/QDs 复合纤维  37-39
    3.2.1 实验  37-38
      3.2.1.1 CdSe-ZnS/PS 胶体的制备  37
      3.2.1.2 CdSe-ZnS/PS 复合纤维的制备  37-38
    3.2.2 结果与讨论  38-39
      3.2.2.1 PS/QDs 复合纳米纤维的形貌  38
      3.2.2.2 PS/QDs 复合纳米纤维的荧光发光现象  38-39
  3.3 小结  39-40
第四章氧化钨纳米纤维薄膜的制备及其电致变色性能  40-48
  4.1 引言  40-41
  4.2 实验  41-42
    4.2.1 试剂与仪器  41
    4.2.2 氧化钨纤维薄膜的制备与性能测试  41-42
  4.3 结果与讨论  42-47
    4.3.1 扫描电镜  42-43
    4.3.2 X-射线衍射  43
    4.3.3 器件的电致变色现象  43-44
    4.3.4 薄膜的紫外-可见透过率光谱  44
    4.3.5 薄膜的循环伏安特性  44-46
    4.3.6 薄膜的响应时间特性  46-47
    4.3.7 薄膜的记忆存储能力  47
  4.4 小结  47-48
参考文献  48-56
致谢  56-57
在学期间公开发表论文  57

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