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柔性ZrO2纳米纤维膜的制备及其应用研究现状

2021-01-05刘呈坤陈美玉

纺织学报 2020年7期

吴 红,刘呈坤,毛 雪,阳 智,陈美玉

(西安工程大学 纺织科学与工程学院,陕西 西安 710048)

ZrO2纤维具有强度高、耐高温、抗腐蚀和良好生物相容性等优异的物理化学性能,可广泛应用于环境[1-2]、能源[3-4]、生物组织支架[5-6]等领域。目前ZrO2纤维的制备方法主要包括浸渍法[7]、混合纺丝法[8]和溶胶-凝胶法[9],但由这些方法制备的ZrO2纤维连续性差,且纤维直径多为微米数量级,限制了ZrO2纤维的实际应用。利用静电纺丝技术可直接连续制备纳米纤维,并以装置简单、工艺可控、可纺物质种类多等优点成为目前制备柔性ZrO2纳米纤维膜的主要方法。静电纺丝是通过对纺丝液施加高压电场,使纺丝液带电从而在喷头末端形成射流,射流经不稳定鞭动、拉伸,最终固化沉积在接收极板上,形成纳米纤维膜[10]。Shao等[11]以聚乙烯醇(PVA)和氧氯化锆(ZrOCl3)为原料,将溶胶-凝胶技术和静电纺丝技术相结合,首次制备了ZrO2纳米纤维。此后大量研究学者开始通过静电纺丝技术制备ZrO2纳米纤维,但制备的ZrO2纳米纤维普遍存在脆性大的问题,限制了它的实际应用[12-13],因此,制备具有一定柔韧性的ZrO2纳米纤维膜是目前亟需解决的问题。

本文综述了静电纺柔性ZrO2纳米纤维膜的制备及应用研究进展,通过分析制备工艺流程,揭示了纤维膜柔性的影响因素,探讨了柔性ZrO2纳米纤维膜在不同领域的应用,最后对其发展前景进行了展望。

1 静电纺制备柔性ZrO2纳米纤维膜

静电纺制备柔性ZrO2纳米纤维膜的工艺流程为:首先配制含有机/无机组分的均一前驱体溶液;……

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