ZIF-L/PAN复合纤维膜的制备及预氧化温度对其结构的影响
2021-12-23吴梓慧李艾琳张弘楠覃小红
吴梓慧, 李艾琳, 张弘楠, 覃小红
(东华大学 a.纺织学院,b.纺织面料技术教育部重点实验室, 上海 201620)
静电纺丝技术是制备纳米纤维最常用的方法之一[1],该技术经济环保,方法简单,制得的纳米纤维膜具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高等优点[2],在组织工程[3-4]、传感器[5]、防护服[6]、过滤材料[7-9]等方面均有广泛的应用。同时纳米纤维还可与其他功能材料相复合,使其具有更加广泛的应用前景。金属有机骨架(metal organic framework,MOF)材料是由多官能团有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装而成的多孔晶体材料[10],其具有高孔隙率、高比表面积、丰富活性及较高稳定性等特点[11]。沸石咪唑酯骨架(zeolitic imidazolate framework,ZIF)材料是一种具有沸石骨架结构的MOF材料,不仅具有MOF材料的许多优良特征,还拥有传统沸石的高稳定性,可用作电催化前驱体。但由于存在尺寸限制、易于团聚及导电性差等问题,纯MOF衍生的碳材料无法用于电催化研究。因此,学者们选用纳米纤维作为载体,制备出负载MOF材料的纳米纤维,再通过碳化提升其导电性能,从而得到多孔碳纳米纤维,可用于超级电容器电极材料和电解水催化剂等研究方向。
李洋[12]通过浸泡法得到负载ZIF-67的聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,经700 ℃碳化处理与酸处理造孔,制备出高比表面积的ZIF-67基多孔碳纳米纤维,结果表明所得材料比电容较高,具有较好的充放电循环稳定性,可用作超级电容器。李蓉蓉[13]通过静电纺丝技术以及原位生长法制备出ZIF-67/聚丙烯腈(PAN)/Ni(CHOO)2·H2O前驱体纤维膜,并在空气中经330 ℃煅烧得到NiCo2O4纳米纤维,所得纳米纤维具有较好的充放电循环稳定性。……