靜電紡絲法制備一維鐵及其氧化物納米材料及其性能表征研究.pdf

1、目前靜電紡絲技術發展迅速，并引起了世界各國的廣泛關注。本文在這個研究背景下開展工作，采用硝酸鐵和PVA為主要原料，利用靜電紡絲技術成功制備了PVA純納米纖維、PVA/Fe(NO3)3復合納米纖維、Fe2O3納米纖維及納米管、Fe3O4納米管和Fe納米纖維。分析了靜電紡絲法的各種影響因素，并借助XRD、FTIR、TG-DSC、SEM、TEM和VSM等先進儀器表征了上述一維納米結構材料的物相、形貌、結構及其性能。
　　利用靜電紡絲法成

2、功制備了純PVA納米纖維，并分析了電紡工藝參數對紡絲效果和纖維粗細度的影響。得到電紡優化工藝為：電紡液PVA濃度12%，電紡電壓20kv和接收距離16cm。
　　利用靜電紡絲法成功制備了PVA/Fe(NO3)3復合納米纖維，并分析了電紡工藝參數對紡絲效果和纖維粗細度的影響。通過實驗比較，最終選擇了電紡液PVA濃度為13%，電紡電壓為27kv，接收距離11cm為最佳電紡參數，成功制備出Fe(NO3)3/PVA復合納米纖維膜。

3、　　通過改變燒結工藝，成功制備出Fe2O3納米纖維及納米管，Fe3O4納米管和Fe實心納米纖維，研究了Fe2O3納米纖維及管的形成機理。應用最佳電紡液和最佳的電紡參數制備了PVA/Fe(NO3)3復合纖維。直徑大約為350nm左右，表面光滑，且長徑比大。在空氣中煅燒復合纖維至550℃，通過控制升溫速率來控制微結構，當升溫速率為1℃/min，得到Fe2O3實心納米纖維，而當10℃/min升溫時，得到Fe2O3空心納米管(其內徑和外徑大約分

4、別為60nm和100nm)。380℃還原Fe2O3納米管得到Fe3O4納米管(外徑和內徑分別大約為100nm和50nm左右)。通過氫氣中700℃還原一維納米Fe2O3制備得一維Fe納米材料。
　　研究了不同含量Fe2O3納米管對高氯酸銨的熱分解催化作用，Fe3O4納米管及Fe納米纖維的磁性能。隨著Fe2O3納米管含量的增加，催化效果越明顯。其中質量分數為15%的Fe2O3納米管，可降低高溫分解溫度86.2℃。Fe3O4納米管的磁飽